CN209328268U - 机电一体化传感器实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种机电一体化传感器实训系统，其特征在于，包括底架，底架上安装有油水分离器组件、供料单元、交流变频电机组件、交流变频输送及检测单元、直流输送及检测单元、变频器组件、电磁阀组件，供料单元安装在交流变频输送及检测单元的进料端，直流输送及检测单元安装在交流变频输送及检测单元的一侧，交流变频输送及检测单元与交流变频电机组件连接，交流变频电机组件与变频器组件信号连接，油水分离器组件与供料单元、交流变频输送及检测单元中的气缸的气路连接，上述气路上还串接有电磁阀组件。本实用新型的优点是：结构合理、使用寿命长、模块方便更换与组合，拓展性好，教学、实训效果好。

Description

机电一体化传感器实训系统

技术领域

本实用新型属于实训装置领域，具体涉及一种机电一体化传感器实训系统。

背景技术

随着我国工业水平及工业自动化水平的不断提高，机电一体化传感器技能人才缺口越来越大，各行业、企业对这类人才的需求十分迫切，传统的机电一体化传感器技能人才培训存在重理论、轻实操的缺陷，学员在培训时，在学习理论知识后无法及时的进行实训，教学效果差；虽然学员有时也可以得到一些实训的机会，但是目前的实训都是直接操作工厂用的机电一体化传感器装置或简陋的指示灯模拟系统，工厂用的机电一体化传感器装置其并不适用于教学，教学效果非常有限；传统机电一体化传感器实训系统，通常以指示灯模拟原件，或使用软件模拟教学、实训，或使用简单的传感器进行机电一体化系统教学，其控制模块相对单一、简单；动手操作性相对较差，机电设备及传感器种类相对较少，这就造成目前机电一体化传感器技能人才存在培训时间长、效果差的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术没有专业化的机电一体化传感器实训装置，造成机电一体化技能人才存在培训时间长、效果差的缺陷，提供一种机电一体化传感器实训系统，选用实际的工业控制元件，替代原有的以指示灯模拟元件以及软件模拟，其选用各种现代工业实际应用传感器，与多种机电设备结合，实现较复杂、更直观的过程控制，本实用新型的多个模块单独编程控制，模块化任意组合，拓展性强，可集成多个系统编程控制，实现不同的功能。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：

即一种机电一体化传感器实训系统，其特征在于，包括底架，底架上安装有油水分离器组件、供料单元、交流变频电机组件、交流变频输送及检测单元、直流输送及检测单元、变频器组件、电磁阀组件，供料单元安装在交流变频输送及检测单元的进料端，直流输送及检测单元安装在交流变频输送及检测单元的一侧，交流变频输送及检测单元与交流变频电机组件连接，交流变频电机组件与变频器组件信号连接，油水分离器组件与供料单元、交流变频输送及检测单元中的气缸的气路连接，上述气路上还串接有电磁阀组件。

本实用新型的油水分离器组件采用德国费斯托MS4系列产品，过滤等级E40μm，可实现对压缩空气的压力调节、压力显示、油水分离功能，过滤压缩空气中的杂质，调整压缩空气的压力，对后续使用压缩空气的电磁阀、气缸等部件具有保护作用；

本实用新型的交流变频电机组件采用台湾精研80YS25GY22+80GK18H系列减速电机，减速比：80:1；交流变频电机通过POM支架与型材底架连接，通过梅花联轴器与交流变频输送及检测单元连接；是交流变频输送及检测单元的动力输出系统；

本实用新型的变频器组件采用西门子6SL3210-5BB13-7UV1系列工业变频器，通过改变交流变频电机工作电源频率来改变电机的转速，从而实现变频控制；

本实用新型的电磁阀组件采用德国费斯托VUVG单电控电磁阀，用于控制各种气缸的动作。

进一步的，本实用新型的供料单元包括传感器垫板、超声波传感器、井式料仓、供料单元直线气缸、磁性开关传感器、电磁阀和供料单元支架，井式料仓的顶端设有超声波传感器，井式料仓的底部设有供料单元直线气缸，供料单元直线气缸和井式料仓均安装在供料单元支架上，供料单元直线气缸上设有两个磁性开关传感器和1个2位3通的24V电磁阀。

本实用新型的井式料仓可以存放不同的工件；超声波传感器安装在井式料仓的顶端，来检测井式料仓中是否有工件存在，供料单元直线气缸安装在井式料仓的底部，是供料单元的执行机构，通过外设的PLC的控制信号，控制电磁阀，来控制供料单元直线气缸的推出与返回。两个磁性开关传感器安装在供料单元直线气缸的两端，用来确定供料单元直线气缸的行程。

进一步的，本实用新型的交流变频输送单元包括交流变频输送单元输送带，旋转编码器、第二导料板、交流变频电机组件、电容传感器、光电颜色传感器、电感传感器、射频传感器、视觉相机识别系统、直线位移传感器、光纤传感器、交流变频输送单元直线气缸、磁性开关传感器、交流变频输送单元支架和第一导料板，交流变频输送单元输送带的一端侧面设有交流变频电机组件，同一端，交流变频输送单元输送带的另一侧设有与交流变频电机组件同轴的旋转编码器，从交流变频输送单元输送带的进料端向出料端，依次设有光纤传感器、视觉相机识别系统、射频传感器、直线位移传感器、电感传感器、光电颜色传感器和电容传感器，在电感传感器、光电颜色传感器、电容传感器处分别设有一个交流变频输送单元直线气缸，交流变频输送单元输送带在另一侧正对第二、第三个交流变频输送单元直线气缸处分别设有第一导料板和第二导料板。

本实用新型的交流变频输送单元中的交流变频输送单元直线气缸与供料单元的供料单元直线气缸相同，也设置有1个2位3通的24V电磁阀，两个电磁阀共同组成电磁阀组件。

本实用新型的旋转编码器，采用德国西克DBS36E-S3EK02048系列编码器，用来对输送带上的工件做精确定位；

本实用新型的光纤传感器，采用德国西克WLL180T-M432+LL3-DM01传感器，配光纤线，用来检测物料位置，当工件到此位置时，皮带停转；

本实用新型的视觉相机识别系统，采用德国西克VSPI-4F2111视觉相机识别系统，用来检测料仓推出的工件反正，通过PLC控制输送带的转向；

本实用新型的射频传感器，采用RFH620-1002101射频传感器，可读取工件上的标签信息；

本实用新型的直线位移传感器，采用德国诺沃泰克TR-0025系列直线位移传感器，可检测工件凹槽的深度；

本实用新型的电感传感器，采用德国西克IME08-04NPSZW2S系列电感传感器，检测工件的材质；

本实用新型的光电颜色传感器，采用德国西克GRTE18-P1142系列光电传感器，用来检测工件的颜色；

本实用新型的电容传感器，采用德国西克CM12-08EBPKW1系列电容传感器，用来检测工件的位置；

本实用新型的三个交流变频输送单元直线气缸上均设置两个磁性开关传感器和1个电磁阀，通过PLC和电磁阀的控制，推出三个传感器分拣出的不同工件到导料板上或直流输送单元，磁性开关传感器用于调节气缸的行程。

进一步的，本实用新型的直流输送及检测单元包括视觉相机识别系统、直流输送及检测单元输送带、直流输送及检测单元支架和直流电机，直流输送及检测单元输送带安装在直流输送及检测单元支架上，其一端侧面与直流电机连接，直流输送及检测单元输送带上方设有视觉相机识别系统。

本实用新型的直流输送及检测单元安装在交流变频输送单元输送带正对第一交流变频输送单元直线气缸处的另一侧。

本实用新型的直流电机，是输送带的动力装置；

本实用新型的输送带上方，装有一套视觉相机识别系统，采用德国西克V2D632P-2MXCXB0系列智能相机，视觉相机识别系统可以识别工件的形状及凹口尺寸大小。

进一步的，本实用新型的底架上还设有电源接口组件，电源接口组件为AC-01A型三合一保险开关。

本实用新型的电源接口组件通过主框架安装在底座上，主框架采用Q235冷轧钢板折弯焊接加工，表面喷塑处理，主要用于主电源的接通和断开。

进一步的，本实用新型的底架上还设有按钮盒组件，按钮盒组件包括按钮盒，按钮盒上设有1个急停按钮、1个启动按钮、1个停止按钮、1个复位按钮；1个气缸手动控制按钮；1个手动自动操作切换旋钮，1个电机启动和正反转操作按钮和多个动作指示灯。

本实用新型的按钮盒采用Q235冷轧钢板折弯焊接加工，表面喷塑处理。

本实用新型的急停按钮，用于紧急情况下切断电源控制；

本实用新型的手动自动操作切换旋钮采用三位置旋钮，用于手自动操作的切换；

本实用新型的电机启动和正反转操作按钮采用三个双位置旋钮，用于电机的气动和正反转操作；

进一步的，本实用新型的底架上还设有接线端子模块，接线端子模块为37针和9针端子台。

本实用新型的接线端子模块为魏德米勒37针和9针端子台。

本实用新型的每一个单元都是一个独立的项目，为多元化单元组合，具有很强的开发性和拓展性，学员可进行单元练习，也可以进行多单元的组合实训。

本实用新型是一种包含可编程序控制器编程、电气安装、总线控制技术、传感器技术、机械设计、机械传动、机械装配、操控一体的多学科实训考核系统，由多个单元及附属模块组成，机电设备及传感器种类多，主要有由供料单元(含超声波检测)；交流变频输送及检测单元(含视觉相机识别系统检测，射频传感器，光电传感检测，电容电感检测)；直流输送及检测单元(含相机识别)各个单元均安装在各自的支架平台上，每个单元可单独控制，输送单元可与其他单元适当配合，实现不同的单元联动，交流变频输送及检测单元可根据物料要求，实现多种工件检测分拣。

本实用新型克服现有实训考核装置的不足，选用实际的工业控制元件，替代原有的以指示灯模拟元件以及软件模拟，选用各种现代工业实际应用传感器，与多种机电设备结合，实现较复杂、更直观的过程控制。

本实用新型适合现代机电设备及传感器技术的发展趋向。本实用新型设计科学合理，可拆分为多个模块，单独编程控制；也可集成多个系统编程控制，实现不同的功能。

本实用新型的优点是：

1)所有机械零件表面进行了多层氧化处理，增强了表面防腐及美观效果，主体结构件采用优质铝合金结构，主体结构美观大气；可以多次重复拆装也不会影响其外观效果。

2)所有电气元件、线路全部标准化、模块化，可以实现所有模块的方便更换与组合，实现系统的拓展性，教学、实训效果好。

本实用新型克服了传统教学系统中“只说不做，只看不练，脱离实际”的教学模式，通过本实训考核装置可以通过实际的项目课题，由学员自己动手设计项目方案，做到了理论与实践的完美结合，更加贴近实际应用，加强了学员的动手能力，培养学员的自主创新能力。本实用新型适用于普通高等院校，高等职业院校，中职学校的机电工程专业以及有关企业单位员工培训的实训考核系统，特点是模块化任意组合，拓展性强。通过此套系统，可以接触和认识更多的机电设备，更多的传感器种类，充分的认识它们的用途和用法，以及控制应用过程，达到实训教学与实际工业需求相结合的目的。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型供料单元的结构示意图；

图3为本实用新型交流变频输送及检测单元的结构示意图；

图4为本实用新型直流输送及检测单元的结构示意图。

如图中所示：1.油水分离器组件；2.供料单元；2-1.传感器垫板；2-2.超声波传感器；2-3.井式料仓；2-4.工件；2-5.供料单元直线气缸；2-6.磁性开关传感器；2-7.供料单元支架；3.交流变频电机组件；4.交流变频输送及检测单元；4-1.旋转编码器；4-2.第二导料板；4-3.交流变频电机组件；4-4.电容传感器；4-5.光电颜色传感器；4-6.电感传感器；4-7.射频传感器；4-8.视觉相机识别系统；4-9.直线位移传感器；4-10.光纤传感器；4-11.交流变频输送单元直线气缸；4-12.磁性开关传感器；4-13.交流变频输送单元支架；4-14.第一导料板；4-15.交流变频输送单元输送带；5.直流输送及检测单元；5-1.视觉相机识别系统；5-2.直流输送及检测单元输送带；5-3.直流输送及检测单元支架；5-4.直流电机；6.变频器组件；7.电源接口组件；8.按钮盒组件；9.底架；10.电磁阀组件；11.接线端子模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示：底架9上安装有油水分离器组件1、供料单元2、交流变频电机组件3、交流变频输送及检测单元4、直流输送及检测单元5、变频器组件6、电源接口组件7、按钮盒组件8、底架9、电磁阀组件10、接线端子模块11。交流变频电机组件3与变频器组件6信号连接，油水分离器1组件与供料单元2、交流变频输送及检测单元4中的气缸的气路连接，电源接口组件7为AC-01A型三合一保险开关，按钮盒组件8包括按钮盒，按钮盒上设有1个急停按钮、1个启动按钮、1个停止按钮、1个复位按钮；1个气缸手动控制按钮；1个手动自动操作切换旋钮，1个电机启动和正反转操作按钮和多个动作指示灯；接线端子模块为魏德米勒37针和9针端子台。

如图2所示：供料单元2安装在交流变频输送及检测单元4的进料端，供料单元2的井式料仓2-3的顶端设有超声波传感器2-2，超声波传感器2-2下方设有传感器垫板2-1，井式料仓2-2的底部设有供料单元直线气缸2-5，供料单元直线气缸2-5和井式料仓2-3均安装在供料单元支架2-7上，供料单元直线气缸2-5上设有两个磁性开关传感器2-6和电磁阀和1个2位3通的24V电磁阀(图中未画出，属于电磁阀组件10)。

如图3所示：交流变频输送及检测单元4的交流变频输送单元输送带4-15的一端侧面与交流变频电机组件3连接，同一端，交流变频输送单元输送带4-15的另一侧设有与交流变频电机组件3同轴的旋转编码器4-1，从交流变频输送单元输送带4-15的进料端向出料端，依次设有光纤传感器4-10、视觉相机识别系统4-8、射频传感器4-7、直线位移传感器4-9、电感传感器4-6、光电颜色传感器4-5、电容传感器4-4，在电感传感器4-6、光电颜色传感器4-5、电容传感器4-4处分别设有一个交流变频输送单元直线气缸4-11，交流变频输送单元输送带4-15在另一侧正对第二、第三个交流变频输送单元直线气缸4-11处分别设有第一导料板4-14和第二导料板4-2。

如图4所示：直流输送及检测单元5安装在交流变频输送及检测单元4的一侧，直流输送及检测单元5的直流输送及检测单元输送带5-2安装在直流输送及检测单元支架5-3上，其一端侧面与直流电机5-4连接，直流输送及检测单元输送带5-2上方设有视觉相机识别系统5-1。

本实用新型使用时：物料储存在供料单元2中，在电磁阀组件10的控制下，通过供料单元直线气缸2-5将物料推送至交流变频输送及检测单元4的交流变频输送单元输送带4-15上，首先视觉相机识别系统4-8检测工件反正，如果反面朝上(凹口朝下)，则交流变频电机组件3反转工件移向交流变频输送单元输送带4-15末端，当光纤传感器4-10检测到工件时，交流变频电机组件3停转，人工取回工件；如果正面朝上，则交流变频输送单元输送带4-15正转，通过旋转编码器4-1的精确定位(可以加装槽型传感器)，使工件在直线位移传感器4-9下方停止，进行工件的凹槽深度检测，并记录数值。同时，射频传感器4-7识别出工件标签编号，传回PIC；直线位移传感器4-9的检测气缸回位后，工件继续前进，电感传感器4-6检测工件是否为金属工件，如果检测为金属工件，则通过旋转编码器4-1定位，利用该处的交流变频输送单元直线气缸4-11将工件推向直流输送检测单元5的直流输送及检测单元输送带5-2；通过视觉相机识别系统5-1识别金属工件的凹口尺寸；如果检测为非金属，则交流变频输送单元输送带4-15继续前进，通过光电颜色传感器4-5的检测，若为白色工件，通过旋转编码器4-1定位，该处的交流变频输送单元直线气缸4-11将白色工件推向第一导料板4-14，若为黑色工件，则交流变频输送单元输送带4-15继续前进，通过电容传感器4-4，检测到工件，通过旋转编码器4-1定位，该处的交流变频输送单元直线气缸4-11将黑色工件推向第二导料板4-2；交流变频输送单元输送带4-15停转，等待下一件工件出仓。电源接口组件7为整个实训设备提供主电源，油水分离器组件1位整个实训设备提供气源；按钮盒组件8可以实现实训系统的手自动切换实训。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种机电一体化传感器实训系统，其特征在于，包括底架，底架上安装有油水分离器组件、供料单元、交流变频电机组件、交流变频输送及检测单元、直流输送及检测单元、变频器组件、电磁阀组件，供料单元安装在交流变频输送及检测单元的进料端，直流输送及检测单元安装在交流变频输送及检测单元的一侧，交流变频输送及检测单元与交流变频电机组件连接，交流变频电机组件与变频器组件信号连接，油水分离器组件与供料单元、交流变频输送及检测单元中的气缸的气路连接，上述气路上还串接有电磁阀组件。

2.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，供料单元包括传感器垫板、超声波传感器、井式料仓、供料单元直线气缸、磁性开关传感器、电磁阀和供料单元支架，井式料仓的顶端设有超声波传感器，井式料仓的底部设有供料单元直线气缸，供料单元直线气缸和井式料仓均安装在供料单元支架上，供料单元直线气缸上设有两个磁性开关传感器和1个2位3通的24V电磁阀。

3.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，交流变频输送单元包括交流变频输送单元输送带，旋转编码器、第二导料板、交流变频电机组件、电容传感器、光电颜色传感器、电感传感器、射频传感器、视觉相机识别系统、直线位移传感器、光纤传感器、交流变频输送单元直线气缸、磁性开关传感器、交流变频输送单元支架和第一导料板，交流变频输送单元输送带的一端侧面设有交流变频电机组件，同一端，交流变频输送单元输送带的另一侧设有与交流变频电机组件同轴的旋转编码器，从交流变频输送单元输送带的进料端向出料端，依次设有光纤传感器、视觉相机识别系统、射频传感器、直线位移传感器、电感传感器、光电颜色传感器和电容传感器，在电感传感器、光电颜色传感器、电容传感器处分别设有一个交流变频输送单元直线气缸，交流变频输送单元输送带在另一侧正对第二、第三个交流变频输送单元直线气缸处分别设有第一导料板和第二导料板。

4.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，直流输送及检测单元包括视觉相机识别系统、直流输送及检测单元输送带、直流输送及检测单元支架和直流电机，直流输送及检测单元输送带安装在直流输送及检测单元支架上，其一端侧面与直流电机连接，直流输送及检测单元输送带上方设有视觉相机识别系统。

5.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，底架上还设有电源接口组件，电源接口组件为AC-01A型三合一保险开关。

6.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，底架上还设有按钮盒组件，按钮盒组件包括1个急停按钮、1个启动按钮、一个停止按钮、一个复位按钮；一个气缸手动控制按钮；1个手动自动操作切换旋钮，电机启动和正反转操作按钮和多个动作指示灯。

7.根据权利要求1所述的机电一体化传感器实训系统，其特征在于，底架上还设有接线端子模块，接线端子模块为37针和9针端子台。