RU2673312C1 - Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set - Google Patents

Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set Download PDF

Info

Publication number
RU2673312C1
RU2673312C1 RU2017143112A RU2017143112A RU2673312C1 RU 2673312 C1 RU2673312 C1 RU 2673312C1 RU 2017143112 A RU2017143112 A RU 2017143112A RU 2017143112 A RU2017143112 A RU 2017143112A RU 2673312 C1 RU2673312 C1 RU 2673312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parts
control device
training equipment
equipment according
pneumatic
Prior art date
Application number
RU2017143112A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Семенович Наземцев
Юлия Сергеевна Матасова
Владимир Алексеевич Федотов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Дидактические Системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Дидактические Системы" filed Critical Закрытое акционерное общество "Дидактические Системы"
Priority to RU2017143112A priority Critical patent/RU2673312C1/en
Priority to EA201800574A priority patent/EA201800574A3/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2673312C1 publication Critical patent/RU2673312C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00Teaching not covered by other main groups of this subclass

Abstract

FIELD: teaching.SUBSTANCE: invention relates to the field of education, more specifically to the field of teaching devices, namely, technical means for studying the structure, principles of construction and the basic element base of automated lines and mechatronic systems and the method of their assembly. This technical problem is solved by creating a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automated lines and mechatronic systems, which contains a mounting plate, made with the possibility of placing on it in one mounting plane existing models of industrial mechanisms with pneumatic and electric actuators, which are a mechanism for the orderly storage and alternate delivery of parts with their subsequent transportation, a vacuum gripper mechanism for moving parts from one mechanism to another, a mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space and a belt conveyor designed for moving and sorting parts arriving at it, as well as a platform for determining the type of material and the spatial arrangement of parts on it, a control device, an air preparation unit, sensors, auxiliary equipment and energy sources; in addition, the kit is equipped with a removable device to eliminate visual control over the movement of parts. Also a method for assembling the kit is proposed.EFFECT: technical problem solved by the present invention is the creation of a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems corresponding to the forms and methods of the educational process, which are consistent with modern requirements for such training devices, convenient and safe in operation, designed to form the initial skills of students at a relatively low cost of the kit, with its high quality and durability.16 cl, 18 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области образования, более конкретно, к области обучающих устройств, а именно к техническим средствам для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем и к способу их сборки.The present invention relates to the field of education, and more particularly, to the field of teaching devices, and in particular to technical means for studying the structure, principles of construction and the basic element base of automatic lines and mechatronic systems and to a method for assembling them.

Одной из современных отраслей промышленности является мехатроника - быстро развивающаяся наука, основанная на знаниях в областях механики, электроники и программных средств, что позволяет осуществить проектирование и производство качественно новых модулей, машин и систем с интеллектуальным управлением. Принцип мехатроники - синергия, когда результирующее действие является многократным взаимоусилением каждой из функций составных частей системы. Мехатроника наряду с робототехникой является одним из приоритетных научно-технических направлений в мире.One of the modern industries is mechatronics - a rapidly developing science based on knowledge in the fields of mechanics, electronics, and software, which allows us to design and manufacture qualitatively new modules, machines and systems with intelligent control. The principle of mechatronics is synergy, when the resulting action is a multiple mutual reinforcement of each of the functions of the components of the system. Mechatronics along with robotics is one of the priority scientific and technical directions in the world.

Вместе с тем, ежегодно в нашей стране проводятся десятки социологических исследований, результаты которых сводятся к следующему: выпускники школ имеют недостаточное представление о своих возможностях, требованиях профессии и рынка труда. Родители и школа мало влияют на выбор выпускника, большинство учащихся определяют будущую профессию, опираясь на престижность той или иной работы, а не на требования рынка труда и интерес к ней работодателей.At the same time, dozens of sociological studies are carried out annually in our country, the results of which are as follows: school graduates have insufficient understanding of their capabilities, the requirements of the profession and the labor market. Parents and the school have little influence on the choice of a graduate, most students determine their future profession, based on the prestige of a particular job, and not on the requirements of the labor market and the interest of employers in it.

Изучение мехатроники поможет пробудить у старшеклассников интерес к инженерным специальностям, помочь определиться с будущей профессией, сформировать целостное представление о современной инженерной деятельности.Studying mechatronics will help arouse interest among senior students in engineering specialties, help determine the future profession, and form a holistic view of modern engineering.

Эффективность информационного взаимодействия в системе «учитель - ученик» зависит от выбора формы представления учебной информации и наличия технических средств обучения.The effectiveness of information interaction in the “teacher-student” system depends on the choice of the presentation of educational information and the availability of technical training tools.

Технические средства обучения - совокупность технических устройств с дидактическим обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе.Technical training tools - a set of technical devices with didactic support used in the educational process.

Тренажерные технические средства - специализированные учебно-тренировочные устройства, которые предназначены для формирования первоначальных умений и навыков.Training equipment - specialized training devices that are designed to form initial abilities.

К средствам обучения предъявляются разносторонние требования: Функциональные - способность технических средств обеспечивать необходимые режимы работы.Versatile requirements are presented to training aids: Functional - the ability of technical means to provide the necessary operating modes.

Педагогические - соответствие возможностей технического средства тем формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями.Pedagogical - the conformity of the capabilities of the technical means to those forms and methods of the educational process that are consistent with modern requirements.

Эргономические - удобство и безопасность эксплуатации; минимальное количество операций при подготовке и работе с устройством; удобство осмотра, ремонта, транспортирования.Ergonomic - convenience and safety of operation; minimum number of operations during preparation and operation of the device; ease of inspection, repair, transportation.

Эстетические - гармония формы (наглядное выражение назначения, масштаб, соразмерность); целостность композиции, товарный вид.Aesthetic - harmony of form (visual expression of purpose, scale, proportionality); composition integrity, presentation.

Экономические - относительно невысокая стоимость при высоком качестве и долговечности технических средств.Economic - relatively low cost with high quality and durability of technical equipment.

Качество подготовки обучающихся во многом определяется качеством учебных средств, используемых ими при обучении.The quality of training of students is largely determined by the quality of the training tools used by them in training.

Широко известны учебно-тренажерные стенды для изучения средств автоматизации - Патент РФ №2334967, 2008; Патент РФ №2473921, 2011, и т.п.; интерактивные учебные комплексы для создания интерактивных систем и комплексов для группового или индивидуального обучения детей или подготовки специалистов в любой области - Патент РФ №2494441, 2012; системы автоматизированного обучения базовым навыкам управления технологическими процессами - Патент РФ №229166, 2003, Патент РФ №2459228, 2011; тренажер для обучения - Troubleshooting Trainer фирмы Simulation Dynamics (США).Widely known training simulator stands for the study of automation - Patent RF №2334967, 2008; RF patent No. 2473921, 2011, and the like; interactive educational complexes for creating interactive systems and complexes for group or individual education of children or training specialists in any field - Patent of the Russian Federation No. 2494441, 2012; automated learning systems for basic skills in process control - RF Patent No. 229166, 2003, RF Patent No. 2459228, 2011; training simulator - Troubleshooting Trainer from Simulation Dynamics (USA).

Однако, все они представляют собой частные случаи выполнения отдельных устройств в виде схемных решений без указания на системность и не предназначены для изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем.However, all of them are special cases of the execution of individual devices in the form of circuit solutions without indicating systemicity and are not intended to study the structure, principles of construction and the basic element base of automatic lines and mechatronic systems.

Известны учебные системы фирмы Фесто Дидактик (см. Каталог Festo Didactic Учебные системы, 2012 г, стр. 226, 228, 236, 254, 266, 272, 274, 280, в том числе и для обучения основам мехатроники, представляющие собой установленные на отдельных монтажных плитах функционально законченные станции для осуществления типовых механических движений (перемещение, кантование, сдвиг, транспортировка, прессование и т.п.), т.е. функций, присущих большинству промышленных автоматизированных мехатронных систем, с управлением каждой станции от логического программируемого контроллера.Festo Didactic training systems are known (see Festo Didactic Catalog Training Systems, 2012, pp. 226, 228, 236, 254, 266, 272, 274, 280, including for teaching the basics of mechatronics, which are installed on separate mounting plates functionally complete stations for the implementation of typical mechanical movements (moving, tilting, shifting, transporting, pressing, etc.), i.e. functions inherent in most industrial automated mechatronic systems, with each station controlled by a logical programmable controller but.

Каждая станция смонтирована на тележке и, в зависимости от учебных целей (стр. 280-281 Каталога), может быть осуществлено комбинирование отдельных станций в ту или иную схему.Each station is mounted on a trolley and, depending on the educational goals (pages 280-281 of the Catalog), a combination of individual stations in a particular circuit can be carried out.

К недостаткам известных учебных систем фирмы Фесто Дидактик можно отнести следующее:The disadvantages of the well-known educational systems of the company Festo Didactic include the following:

- отсутствие возможности изучения структуры, принципов построения и основной элементной базы автоматических линий и мехатронных систем, поскольку известные учебные системы поставляются и комбинируются целыми станциями;- the lack of the ability to study the structure, construction principles and the basic element base of automatic lines and mechatronic systems, since well-known training systems are supplied and combined by entire stations;

- отсутствие возможности обучения в режиме «от простого к сложному», поскольку управление каждой станции сразу осуществляется от логического программируемого контроллера, возможность ручного управления отсутствует;- the lack of training in the "from simple to complex" mode, since each station is immediately controlled from a logical programmable controller, there is no manual control option;

- отсутствие возможности осуществления промежуточной оценки теоретических знаний и практических навыков обучающихся в момент перехода от ручного к автоматическому управлению, что позволило бы исключить ошибки уже на первой стадии обучения;- the lack of the possibility of an intermediate assessment of theoretical knowledge and practical skills of students at the time of transition from manual to automatic control, which would eliminate errors already at the first stage of training;

- отсутствие возможности закрепления навыков обучения при отсутствии визуального контроля за перемещением детали;- the inability to consolidate learning skills in the absence of visual control over the movement of the part;

- отсутствие возможности массового использования известных обучающих систем для развития технической культуры учащихся как в учебных заведениях, так и при повышении квалификации на производствах из-за высокой стоимости оборудования при невозможности компоновки требуемых схем поэлементно; обучающие системы поставляются станциями.- the lack of the possibility of mass use of well-known educational systems for the development of the technical culture of students both in educational institutions and during advanced training at production facilities due to the high cost of equipment when it is not possible to compile the required schemes element by element; training systems are supplied by stations.

Технической проблемой, решаемой с помощью настоящего изобретения, является создание комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, соответствующего формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями к таким обучающим устройствам, удобного и безопасного в эксплуатации, предназначенного для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся при относительно невысокой стоимости комплекта, при его высоком качестве и долговечности. Комплект должен быть предназначен для внедрения высоких профессиональных стандартов; для подготовки к проведению демонстрационного экзамена в системе профессионального обучения, национального и мирового чемпионатов рабочих профессий WorldSkills.The technical problem solved by the present invention is the creation of a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems, corresponding to the forms and methods of the educational process, which are consistent with modern requirements for such teaching devices, convenient and safe to operate , designed to form the initial skills of students with the relatively low cost of the kit, with its high quality and lgovechnosti. The kit should be designed to implement high professional standards; to prepare for the demonstration exam in the vocational training system, national and world championships of working professions WorldSkills.

WorldSkills International (WSI) - международная некоммерческая ассоциация, целью которой является популяризация рабочих профессий через проведение международных соревнований по всему миру. Единые правила проведения таких соревнований и состав оборудования подробно указан в документах WSI и вводится сегодня во ФГОС СПО (Федеральные государственные образовательные стандарты среднего профессионального образования) РФ и демонстрационный экзамен. Однако, на каком оборудовании и каким образом необходимо готовиться к таким соревнованиям является секретом каждого государства и не раскрывается в открытых источниках. Неудачи российской сборной в соревнованиях предыдущих лет во многом связаны с отсутствием недорогого современного и эффективного оборудования для подготовке учащихся к профессиональной деятельности. Это объясняет и неудовлетворенность промышленных предприятий качеством подготовки молодых выпускников, приходящих на предприятия после окончания профессиональных образовательных учреждений.WorldSkills International (WSI) is an international non-profit association whose goal is to popularize working professions through international competitions around the world. The uniform rules for holding such competitions and the composition of equipment are detailed in the WSI documents and are introduced today in the Federal State Educational Standard of Higher Professional Education (Federal State Educational Standards of Secondary Professional Education) of the Russian Federation and the demonstration exam. However, on what equipment and how it is necessary to prepare for such competitions is the secret of each state and is not disclosed in open sources. The failure of the Russian team in the competitions of previous years is largely due to the lack of inexpensive modern and effective equipment for preparing students for professional activities. This also explains the dissatisfaction of industrial enterprises with the quality of training for young graduates who come to enterprises after graduating from professional educational institutions.

Технической задачей изобретения является создание комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, обеспечивающего многовариантность подключения друг к другу и взаимокомпоновку действующих моделей промышленных механизмов между собой; обеспечивающего возможность ручного управления; обеспечивающего возможность эксплуатации комплекта при отсутствии визуального контроля за перемещением детали, а также создание способа сборки такого комплекта.An object of the invention is the creation of a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems, providing multivariate connections to each other and interconnecting existing models of industrial mechanisms among themselves; providing the possibility of manual control; providing the ability to operate the kit in the absence of visual control over the movement of the part, as well as creating a method for assembling such a kit.

Для решения этой задачи предложен комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, который содержит монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, представляющие собойTo solve this problem, a set of training equipment is proposed for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems, which contains a mounting plate made with the possibility of placing on it in one mounting plane the existing models of industrial mechanisms with pneumatic and electric drives, which are

механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой,a mechanism for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation,

механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому,a vacuum gripping mechanism for moving parts from one mechanism to another,

механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространствеa mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space

и ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей,and a conveyor belt designed to move and sort the parts coming into it,

а также платформу, предназначенную для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней,as well as a platform designed to determine the type of material and the spatial arrangement of parts on it,

устройство управления, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии,control unit, air preparation unit, sensors, auxiliary equipment and energy sources,

при этом комплект снабжен съемным устройством для исключения визуального контроля за перемещением деталей.the kit is equipped with a removable device to exclude visual control over the movement of parts.

В данной заявке термин «выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов....» подразумевает, что при монтаже всех действующих моделей нет необходимости осуществлять какую-либо их доработку (например, уменьшать или увеличивать их высоту), как-то может потребоваться в прототипе.In this application, the term "made with the possibility of placing on it in the same mounting plane the current models of industrial mechanisms ...." implies that when installing all existing models there is no need to carry out any modification (for example, reduce or increase their height), somehow may be required in the prototype.

Предпочтительно, что механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой выполнен в виде вертикальной трубы-накопителя для деталей, укрепленной посредством стойки над приемным столом с размещенным над ним толкателем, снабженным пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем;It is preferable that the mechanism for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation is made in the form of a vertical storage pipe for parts, strengthened by a stand above the receiving table with a pusher placed above it, equipped with an air motor with an electro-pneumatic distributor;

Предпочтительно, что механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому представляет собой поворотный рычаг с головкой, оснащенной вакуумным захватом и снабженный пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем и эжектором для создания вакуума;Preferably, the vacuum gripping mechanism for moving parts from one mechanism to another is a swing arm with a head equipped with a vacuum gripper and equipped with a pneumatic motor with an electro-pneumatic distributor and an ejector to create a vacuum;

Предпочтительно, что механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве выполнен в виде установленного с возможностью поворота пневматического захвата, установленного на подвижной платформе и снабженного пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем;Preferably, the mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space is made in the form of a rotatable pneumatic gripper mounted on a movable platform and equipped with a pneumatic motor with an electro-pneumatic distributor;

Предпочтительно, что ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей, содержит ленту конвейера с мотор-редуктором, стационарный, подвижный и поворотный упоры и пневматический двигатель с электропневматическим распределителем;It is preferable that the belt conveyor, designed to move and sort the parts coming into it, comprises a conveyor belt with a gear motor, stationary, movable and rotary stops and an air motor with an electro-pneumatic distributor;

Предпочтительно, что платформа, предназначенная для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней, снабжена индуктивным и оптоволоконными датчиками;Preferably, the platform, designed to determine the type of material and the spatial arrangement of parts on it, is equipped with inductive and fiber optic sensors;

Предпочтительно, что устройство управления представляет собой устройство ручного управления;Preferably, the control device is a manual control device;

Предпочтительно, что устройство ручного управления имеет клеммы для подключения датчиков, клеммы подключения электропневматических распределителей, клеммы подключения мотор-редуктора, тумблеры подачи электрических управляющих сигналов, кнопку включения пульта, светодиоды и клеммы подключения к ним;It is preferable that the manual control device has terminals for connecting sensors, terminals for connecting electro-pneumatic valves, terminals for connecting a gear motor, toggle switches for supplying electrical control signals, a button for turning on the remote control, LEDs and terminals for connecting to them;

Предпочтительно, что устройство управления представляет собой устройство программного управления;Preferably, the control device is a software control device;

Предпочтительно, что устройство программного управления выполнено в виде программируемого логического контроллера;Preferably, the program control device is designed as a programmable logic controller;

Предпочтительно, что съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей выполнено в виде защитного экрана или ширмы;Preferably, the removable device for eliminating visual control over the movement of parts is made in the form of a protective screen or screen;

Предпочтительно, что в состав вспомогательного оборудования входят приемные лотки, набор деталей, кабели, крепежные элементы и инструмент для работы.Preferably, the auxiliary equipment includes receiving trays, a set of parts, cables, fasteners and a tool for work.

Авторы защищают также способ сборки комплекта учебного оборудования по п. 1, включающий установку и закрепление на монтажной плите устройства управления, блока подготовки воздуха, одного или нескольких действующих моделей промышленных механизмов, принцип действия которых будет изучаться, приемных лотков, подключение блока подготовки воздуха к источнику энергии, подключение электропневматических распределителей действующих моделей промышленных механизмов к блоку подготовки воздуха, установку бесконтактных датчиков положения на действующие модели промышленных механизмов, подключение датчиков и электропневматических распределителей к устройству управления и загрузку деталей.The authors also advocate the method of assembling a set of training equipment according to claim 1, including installing and securing to the mounting plate a control device, an air preparation unit, one or more existing models of industrial mechanisms, the principle of operation of which will be studied, receiving trays, connecting the air preparation unit to the source energy, connection of electro-pneumatic distributors of existing models of industrial mechanisms to the air preparation unit, installation of contactless position sensors at existing models of industrial mechanisms, connecting sensors and electro-pneumatic valves to the control device and loading parts.

При этом, в качестве устройства управления может быть использовано устройство ручного управления или устройство программного управления.Moreover, as a control device, a manual control device or a program control device can be used.

Важно, что между собранным комплектом учебного оборудования и устройством ручного управления может быть установлено съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей. Такое устройство может быть выполнено в виде защитного экрана или настольной ширмы. Устройство может быть выполнено из любого подходящего для этой цели материала - ткани, дерева, пластмассы и т.п.; любым подходящим для этой цели способом. Устройство может быть свободно установлено на монтажной плите, укреплено на стойке или на монтажной плите. На плоской поверхности устройства может быть нанесена любая учебная информация.It is important that between the assembled set of training equipment and the manual control device, a removable device can be installed to exclude visual control over the movement of parts. Such a device can be made in the form of a protective screen or desktop screen. The device can be made of any material suitable for this purpose - fabric, wood, plastic, etc .; in any way suitable for this purpose. The device can be freely mounted on a mounting plate, mounted on a stand or on a mounting plate. On the flat surface of the device, any training information can be applied.

Использование в комплекте учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем действующих моделей промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводам, выполненных с возможностью размещения на плите в одной монтажной плоскости и наличие дополнительного оборудования обеспечивает возможность многовариантного подключения механизмов друг к другу, их взаимокомпоновку между собой;The use of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems of existing models of industrial mechanisms with pneumatic and electric drives, made with the possibility of placement on the plate in one mounting plane and the presence of additional equipment provides the possibility of multi-variant connection of mechanisms to each other, their interconnection among themselves;

наличие устройства ручного управления позволяет организовать обучения в режиме «от простого к сложному», провести промежуточную оценку теоретических знаний и практических навыков обучающихся в момент перехода от ручного к автоматическому управлению, и исключает ошибки уже на первой стадии обучения;the presence of a manual control device allows you to organize training in the “simple to complex” mode, conduct an intermediate assessment of the theoretical knowledge and practical skills of students at the time of transition from manual to automatic control, and eliminates errors already at the first stage of training;

возможность эксплуатации комплекта при отсутствии визуального контроля за перемещением детали дает возможность закрепить навыки обучения, повысить качество и эффективность профессиональной подготовки;the ability to operate the kit in the absence of visual control over the movement of the part makes it possible to consolidate training skills, improve the quality and effectiveness of training;

наличие устройства программного управления и выполнение его в виде программируемого логического контроллера позволяет сформировать у учащихся опыт программирования логики срабатывания мехатронных систем.the presence of a program control device and its implementation in the form of a programmable logic controller allows students to form experience in programming the logic of operation of mechatronic systems.

При этом учащиеся приходят к глубокому пониманию конструктивных особенностей как механических - пневматических и электрических приводов, так и электронных - датчики и системы управления - устройств, условий их монтажа и взаимовлияния при работе в автоматизированной системе.At the same time, students come to a deep understanding of the design features of both mechanical - pneumatic and electrical drives, and electronic - sensors and control systems - devices, the conditions for their installation and mutual influence when working in an automated system.

При относительно низкой стоимости предлагаемый комплект обеспечивает внедрение в обучение высоких профессиональных стандартов, качественную подготовку учащихся к проведению демонстрационного экзамена в системе профессионального обучения, национального и мирового чемпионатов рабочих профессий WorldSkills.At a relatively low cost, the proposed kit ensures the implementation of high professional standards in training, high-quality preparation of students for the demonstration exam in the vocational training system, national and world championships of working professions WorldSkills.

Предлагаемый способ сборки комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем позволяет собрать более 30 вариантов автоматических линий и мехатронных систем, что значительно расширяет перечень лабораторно-практических работ и задач при проведении демонстрационного экзамена по мехатронике и автоматике без расширения лабораторной базы учебного заведения.The proposed method of assembling a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems allows you to collect more than 30 options for automatic lines and mechatronic systems, which greatly expands the list of laboratory and practical works and tasks during a demonstration exam on mechatronics and automation without expanding the laboratory base educational institution.

Предлагаемый комплект представлен на чертежах, где на фиг. 1 показан общий вид комплекта; на фиг. 2 и 3 представлен механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2; на фиг. 4, 5 представлен механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому 3; на фиг. 6, 7 показан механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4; на фиг. 8, 9 показан ленточный конвейер 5, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей; на фиг. 10, показана платформа 6, предназначенная для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней; на фиг. 11, показано устройство ручного управления 7; на фиг. 12 показано устройство автоматического управления 8; на фиг. 13 показан блок подготовки воздуха 9; на фиг. 14, 15, 16 показаны варианты подсоединения приемных лотков 10 к изучаемым механизмам; на фиг. 17 показан вариант устройства для исключения визуального контроля за перемещением деталей; на фиг. 18 - схема к Примеру работы с комплектом. Комплект может также содержать дидактический материал с лабораторными работами.The proposed kit is presented in the drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the kit; in FIG. 2 and 3, a mechanism is presented for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation 2; in FIG. 4, 5, a vacuum gripping mechanism is presented for moving parts from one mechanism to another 3; in FIG. 6, 7 show a mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space 4; in FIG. 8, 9 shows a belt conveyor 5, designed to move and sort the parts coming into it; in FIG. 10, a platform 6 is shown for determining the type of material and the spatial arrangement of parts on it; in FIG. 11, a manual control device 7 is shown; in FIG. 12 shows an automatic control device 8; in FIG. 13 shows an air preparation unit 9; in FIG. 14, 15, 16 show options for connecting the receiving trays 10 to the studied mechanisms; in FIG. 17 shows an embodiment of a device for eliminating visual control of the movement of parts; in FIG. 18 is a diagram to an example of work with the kit. The kit may also contain didactic material with laboratory work.

Комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, как показано на фиг. 1, содержит монтажную плиту 1, действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, представляющие собой:A set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems, as shown in FIG. 1, contains a mounting plate 1, existing models of industrial mechanisms with pneumatic and electric drives, which are:

механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2, механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому 3, механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4, ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей 5, платформу, предназначенную для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней 6, устройство ручного управления 7, устройство автоматического управления 8, блок подготовки воздуха 9, датчики (показаны на отдельных чертежах механизмов), вспомогательное оборудование - приемные лотки 10, комплект кабелей с клеммами 11 для подключения датчиков и пневмораспределителей, установленных на механизмах, к устройствам управления 7 или 8, комплект деталей 12, выполненных из различных материалов (например, пластмасса или металл) различной формы - цилиндр и стакан, как объектов для манипуляций и контроля положения детали, крепежные элементы 13 для монтажной плиты 1, источники электрической энергии и компрессор (на чертеже не показаны), специальный инструмент для работы (на чертеже не показан) и съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей - выполненное в виде ширмы 14.a mechanism for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation 2, a mechanism with a vacuum grip for moving parts from one mechanism to another 3, a mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space 4, a conveyor belt designed for moving and sorting parts coming to it 5, a platform designed to determine the type of material and the spatial arrangement of parts on it 6, manual control device 7, device about automatic control 8, air preparation unit 9, sensors (shown on separate drawings of mechanisms), auxiliary equipment - receiving trays 10, cable set with terminals 11 for connecting sensors and pneumatic distributors installed on mechanisms to control devices 7 or 8, set of parts 12, made of various materials (for example, plastic or metal) of various shapes - a cylinder and a glass, as objects for manipulating and controlling the position of the part, fasteners 13 for the mounting plate 1, electrical sources energy and a compressor (not shown in the drawing), a special tool for operation (not shown in the drawing) and a removable device to exclude visual control over the movement of parts - made in the form of a screen 14.

На фиг. 2 и 3 представлен механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2.In FIG. 2 and 3, a mechanism for orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation 2 is presented.

Он выполнен в виде вертикальной трубы-накопителя 15 для деталей 12, укрепленной над приемным столом 16 с размещенным над ним толкателем 17, снабженным пневматическим двигателем 18 с электропневматическим распределителем 19; цилиндрические детали, нижняя из которых располагается на приемном столе 16, находятся в трубе-накопителе 15. Детали подаются из трубы-накопителя 15 посредством толкателя 17, приводимого в движение пневматическим двигателем 18. Скорость подачи детали настраивается дросселями 20, а положение толкателя 17 контролируется бесконтактными датчиками положения, встраиваемыми в пазы 21 корпуса пневматического двигателя 18, который управляется 5/2-электропневматическим распределителем 19.It is made in the form of a vertical storage pipe 15 for parts 12, mounted above the receiving table 16 with a pusher 17 placed above it, equipped with a pneumatic motor 18 with an electro-pneumatic distributor 19; cylindrical parts, the lower of which is located on the receiving table 16, are located in the storage pipe 15. The parts are fed from the storage pipe 15 by means of a pusher 17, driven by a pneumatic motor 18. The feed speed of the part is adjusted by throttles 20, and the position of the pusher 17 is controlled by contactless position sensors built into the grooves 21 of the housing of the pneumatic engine 18, which is controlled by a 5/2-electro-pneumatic distributor 19.

На фиг. 4, 5 представлен механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому 3. Он содержит поворотный рычаг с головкой 22, оснащенной вакуумным захватом 23 и пневматическим двигателем 24 с электропневматическим распределителем 25 и эжектором 26 для создания вакуума; Крайние положения поворотного рычага с головкой 22 настраиваются ограничителями 27 и контролируются датчиками, встраиваемыми в пазы корпуса пневматического двигателя 24. Скорость вращения поворотного рычага с головкой 22 регулируется дросселями 28. Вакуум для работы генерируется эжектором 26.In FIG. 4, 5, there is shown a mechanism with a vacuum grip for moving parts from one mechanism to another 3. It contains a pivot arm with a head 22 equipped with a vacuum grip 23 and a pneumatic motor 24 with an electro-pneumatic distributor 25 and an ejector 26 to create a vacuum; The extreme positions of the pivot arm with head 22 are adjusted by limiters 27 and are controlled by sensors built into the slots of the air motor housing 24. The speed of rotation of the pivot arm with head 22 is regulated by chokes 28. Vacuum for operation is generated by ejector 26.

На фиг. 6, 7 показан механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4. Он выполнен в виде установленного с возможностью поворота вокруг продольной оси на 180° пневматического захвата с губками 29, установленного на подвижной платформе поворотного стола 30 и снабженного пневматическим двигателем 31 с электропневматическим распределителем 32; угол поворота захвата может быть изменен настройкой регулируемых упоров 33. Скорость выходного звена пневматического двигателя 31 регулируется посредством настройки дросселей с обратным клапаном 34.In FIG. 6, 7 shows a mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space 4. It is made in the form of a pneumatic gripper mounted with the possibility of rotation around a longitudinal axis by 180 ° with jaws 29, mounted on a movable platform of a turntable 30 and provided pneumatic motor 31 with electro-pneumatic distributor 32; the angle of rotation of the grip can be changed by setting the adjustable stops 33. The speed of the output link of the pneumatic motor 31 is regulated by adjusting the throttles with a check valve 34.

Бесконтактные датчики положения выходных звеньев устанавливаются в пазы корпусов соответствующих механизмов, (на чертеже не показаны.)Contactless position sensors of the output links are installed in the grooves of the housings of the corresponding mechanisms (not shown in the drawing.)

На фиг. 8, 9 показан ленточный конвейер 5, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей. Он содержит ленту конвейера 35 с мотор-редуктором 36, стационарный 37, подвижный 38 и поворотный 39 упоры и пневматический двигатель 40 с электропневматическим распределителем 41;In FIG. 8, 9, a conveyor belt 5 is shown for moving and sorting parts arriving at it. It contains a conveyor belt 35 with a gear motor 36, stationary 37, movable 38 and rotary 39 stops and a pneumatic motor 40 with an electro-pneumatic distributor 41;

Лента конвейера 35 приводится в движение мотор-редуктором 36, ее натяжение осуществляется натяжным механизмом 42.The conveyor belt 35 is driven by a gear motor 36, its tension is carried out by the tensioning mechanism 42.

На ленточном конвейере 5 установлены три упора: стационарный 37, подвижный 38 и поворотный 39, приводимый в движение пневматическим двигателем 40. Двигающиеся по ленте конвейера 35 детали, взаимодействуя с упорами, смещаются с конвейера в приемные лотки (на чертеже не показаны).Three stops are installed on the conveyor belt 5: stationary 37, movable 38 and rotary 39, driven by a pneumatic motor 40. Moving parts along the conveyor belt 35, interacting with the stops, are shifted from the conveyor to the receiving trays (not shown in the drawing).

С помощью оптоволоконного датчика 43, чувствительный элемент которого 44 установлен на подвижном упоре 38, можно определять в каком положении детали типа «стакан» перемещаются по ленточному конвейеру 5 - дном вверх или дном вниз. Подвижный упор 38 приводится в движение пневматическим двигателем 45.Using the fiber optic sensor 43, the sensing element of which 44 is mounted on the movable stop 38, it is possible to determine in which position the details of the "glass" type are moved along the conveyor belt 5 - up or down. The movable stop 38 is driven by an air motor 45.

Скорость перемещения подвижного упора 38 и скорость движения поворотного 39 настраиваются дросселями с обратным клапаном, (на чертеже не показаны)The speed of movement of the movable stop 38 and the speed of movement of the pivot 39 are adjusted by throttles with a check valve (not shown in the drawing)

Пневматические исполнительные механизмы подвижного упора 38 и поворотного упора 39 управляются электропневматическим распределителям 41.Pneumatic actuators of the movable stop 38 and the rotary stop 39 are controlled by electro-pneumatic valves 41.

На фиг. 10, показана платформа 6, предназначенная для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней. Распознавание реализуется с помощью трех датчиков: индуктивного 46 и двух оптоволоконных 47 и 48, чувствительные элементы которых 49, 50 и 51 соответственно, встроены в стол 52 платформы.In FIG. 10, a platform 6 is shown for determining the type of material and the spatial arrangement of parts on it. Recognition is implemented using three sensors: inductive 46 and two fiber optic 47 and 48, the sensitive elements of which 49, 50 and 51, respectively, are built into the table 52 of the platform.

Датчик 47 (чувствительный элемент 50) фиксирует наличие детали на платформе. Индуктивный датчик 46 срабатывает при наличии на столе 52 металлической детали.Sensor 47 (sensor 50) detects the presence of a part on the platform. The inductive sensor 46 is triggered when there is a metal part on the table 52.

Сигнал от датчика 48 (чувствительный элемент 51) указывает на то, что деталь (металлическая или пластиковая) находится на столе дном вниз.The signal from sensor 48 (sensor 51) indicates that the part (metal or plastic) is on the table bottom-down.

На фиг. 11, показано устройство ручного управления 7. Оно предназначено для визуального отображения информации о состоянии подключенного к нему механизма, а также для подачи на последний сигналов управления.In FIG. 11, a manual control device is shown 7. It is designed to visually display information about the status of the mechanism connected to it, as well as to supply control signals to the latter.

Устройство ручного управления 7 имеет клеммы 52 для подключения датчиков, клеммы 53 подключения электропневматических распределителей, клеммы 54 подключения мотор-редуктора, тумблеры 55 подачи электрических управляющих сигналов, кнопку 56 включения устройства, светодиоды 57 и 58 клеммы подключения к ним;The manual control device 7 has terminals 52 for connecting sensors, terminals 53 for connecting electro-pneumatic valves, terminals 54 for connecting a geared motor, toggle switches 55 for supplying electrical control signals, a button 56 for turning on the device, LEDs 57 and 58 for connecting to them;

Устройство ручного управления 7 имеет встроенный источник питания = 24В, который обеспечивает функционирование подключенных к нему датчиков, электропневматических распределителей и мотор-редуктора.Manual control device 7 has a built-in power supply = 24V, which ensures the operation of sensors, electro-pneumatic valves and a gear motor connected to it.

По состоянию светодиодов 57 можно определить, в каком положении находится тот или иной исполнительный механизм. Подача команды на осуществление требуемого перемещения механизма производится переключением соответствующего тумблера 55. После выполнения рабочей операции новая комбинация активных светодиодов 57 будет соответствовать новому положению механизмов.From the state of the LEDs 57, it is possible to determine in which position one or another actuator is located. The command to carry out the required movement of the mechanism is performed by switching the corresponding toggle switch 55. After completing the operation, a new combination of active LEDs 57 will correspond to the new position of the mechanisms.

На фиг. 12 показано устройство автоматического управления 8.In FIG. 12 shows an automatic control device 8.

В этом качестве может быть использован практически любой программируемый логический контроллер. Устройство имеет встроенный источник питания =24В, который обеспечивает функционирование как самого контроллера, так и подключенных к нему датчиков, электропневматических распределителей и мотор-редуктора.In this capacity, almost any programmable logic controller can be used. The device has a built-in power supply = 24V, which ensures the functioning of both the controller itself and the sensors connected to it, electro-pneumatic valves and a gear motor.

На фиг. 12 - 59 - клеммы для подключения датчиков, 60 - клеммы для подключения электропневматических распределителей и мотор-редуктора, 61 - программируемый логический контроллер, 62 - кнопка «сеть».In FIG. 12 - 59 - terminals for connecting sensors, 60 - terminals for connecting electro-pneumatic valves and a gear motor, 61 - programmable logic controller, 62 - button "network".

На фиг. 13 показан блок подготовки воздуха 9, представляющий собой фильтр-регулятор с встроенным отсечным клапаном.In FIG. 13 shows the air preparation unit 9, which is a filter regulator with an integrated shut-off valve.

К источнику сжатого воздуха блок подготовки воздуха 9 подсоединяется пневматической трубкой 06 мм путем введения трубки от источника в фитинг 63 до упора.To the source of compressed air, the air preparation unit 9 is connected by a pneumatic tube 06 mm by introducing the tube from the source into fitting 63 until it stops.

При передвижении управляющего элемента 64 отсечного распределителя в сторону манометра 65, сжатый воздух поступает в коллектор с самозапирающимися соединениями 66, к которым пневматической трубкой 04 мм подключаются пневмоэлементы механизмов.When moving the control element 64 of the shut-off valve towards the pressure gauge 65, the compressed air enters the manifold with self-locking connections 66, to which pneumatic elements of the mechanisms are connected with a 04 mm pneumatic tube.

Уровень давления сжатого воздуха, подаваемого к механизмам, регулируется рукояткой 67 и контролируется манометром 65. Для этого рукоятку 67 необходимо предварительно поднять вверх. Вращение рукоятки по часовой стрелке приводит к повышению давления на выходе, против часовой стрелки - к уменьшению.The pressure level of the compressed air supplied to the mechanisms is regulated by the handle 67 and is controlled by a pressure gauge 65. For this, the handle 67 must first be raised up. Turning the handle clockwise increases the pressure at the outlet, counterclockwise decreases it.

При длительной эксплуатации комплекта необходимо следить за уровнем конденсата, который может осаждаться в стакане 68. Отвод конденсата из стакана производится путем поворота рукоятки 69 клапана, встроенного в нижней части стакана 68.During long-term operation of the kit, it is necessary to monitor the level of condensate that may precipitate in the glass 68. Condensate can be removed from the glass by turning the valve handle 69, which is integrated in the lower part of the glass 68.

Для проверки состояния фильтрующего элемента необходимо снять стакан 68, предварительно опустив фиксатор 70 вниз и провернув стакан 68 на 45° против часовой стрелки.To check the condition of the filter element, it is necessary to remove the cup 68 by first lowering the latch 70 down and turning the cup 68 45 ° counterclockwise.

На фиг. 14, 15, 16 показаны варианты подсоединения приемных лотков 10 к изучаемым механизмам.In FIG. 14, 15, 16 show options for connecting the receiving trays 10 to the studied mechanisms.

Основным назначением приемных лотков 10 является упорядоченное хранение подаваемых на них деталей. Детали размещаются на собранных в плоскость стержнях 71, нижние из которых центрируются упором 72, что позволяет применять лотки 10 и в качестве подающих устройств, а боковые - образуют стенки лотка. Лотки 10 могут быть выставлены относительно любого механизма, входящего в данный комплект, благодаря возможности изменения его пространственного положения, как по высоте, так и по углу наклона, и длине вылета относительно опоры. Для изменения угла наклона следует ослабить винт 73 и провернуть лоток относительно его оси. Ряд отверстий 74 позволяет менять высоту лотка, а ослабив винты 75 можно изменить и его вылет.The main purpose of the receiving trays 10 is the orderly storage of the parts supplied to them. Details are placed on the rods 71 assembled in the plane, the lower of which are centered by an emphasis 72, which allows the use of trays 10 as feeding devices, and the side ones form the walls of the tray. Trays 10 can be set with respect to any mechanism included in this kit, due to the possibility of changing its spatial position, both in height and in angle, and the length of the extension relative to the support. To change the angle of inclination, loosen screw 73 and rotate the tray about its axis. A number of holes 74 allows you to change the height of the tray, and by loosening the screws 75, you can change its departure.

На фиг. 17 показан вариант съемного устройства для исключения визуального контроля за перемещением деталей в виде защитного экрана - 76.In FIG. 17 shows a variant of a removable device for eliminating visual control over the movement of parts in the form of a protective screen - 76.

На фиг. 18 - схема к Примеру работы с комплектом.In FIG. 18 is a diagram to an example of work with the kit.

Способ сборки комплекта учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем осуществляют следующим образом:The method of assembly of a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems is as follows:

- перед началом работы с комплектом необходимо сформулировать задание по выполнению той или иной технологической операции, а также выбрать механизмы и устройства, на базе которых может быть реализовано решение;- before starting work with the kit, it is necessary to formulate a task for the execution of a particular technological operation, as well as select mechanisms and devices on the basis of which a solution can be implemented;

- затем устанавливают и закрепляют на монтажной плите 1 блок подготовки воздуха 9, один или нескольких действующих моделей промышленных механизмов, принцип действия которых будет изучаться, приемные лотки 10, устройство управления 7, подключают блок подготовки воздуха 9 к источнику энергии, подключают электропневматические распределители каждого промышленного механизма к блоку подготовки воздуха 9, устанавливают бесконтактные датчики положения на выбранных моделях промышленных механизмов, подключают датчики и электропневматические распределители каждого механизма к устройству ручного управления 7 и загружают детали 12. Устройство ручного управления 7 подключают к однофазной сети (см. фиг. 1).- then install and fix on the mounting plate 1 air preparation unit 9, one or more operating models of industrial mechanisms, the operation principle of which will be studied, receiving trays 10, control device 7, connect the air preparation unit 9 to an energy source, connect the electro-pneumatic distributors of each industrial mechanism to the air preparation unit 9, install proximity sensors on selected models of industrial mechanisms, connect sensors and electro-pneumatic ra predeliteli each mechanism to manual control device 7 and 12. The loaded parts manual control device 7 is connected to a single-phase network (see. FIG. 1).

- таким образом осуществляют монтаж комплекта для обучения в ручном режиме;- in this way, the manual training kit is installed;

- осуществляют наладку и проверку собранного комплекта;- carry out adjustment and verification of the assembled kit;

- между собранным комплектом учебного оборудования и устройством ручного управления устанавливают съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей в виде защитного экрана 76, как показано на фиг. 17 или ширмы 14 (фиг. 1).- between the assembled set of training equipment and the manual control device, a removable device is installed to exclude visual control over the movement of parts in the form of a protective shield 76, as shown in FIG. 17 or screens 14 (Fig. 1).

- для сборки и монтажа комплекта при обучении программным способом (при отсутствии съемного устройства для исключения визуального контроля) в качестве устройства управления 8 используют программируемый логический контроллер 61 (см. фиг. 12), подключив к его входам и выходам соответствующие кабели;- for assembly and installation of the kit when learning by software (in the absence of a removable device to exclude visual control), a programmable logic controller 61 is used as the control device 8 (see Fig. 12) by connecting the corresponding cables to its inputs and outputs;

- на основании составленного алгоритма работы выбранной технологической линии пишут программу управления собранной моделью технологической линии для программируемого логического контроллера 61 (см. фиг. 12);- based on the compiled operating algorithm of the selected production line, a control program is written for the assembled model of the technological line for programmable logic controller 61 (see Fig. 12);

- осуществляют наладку и проверку работы собранного комплекта и его эксплуатацию.- carry out adjustment and verification of the operation of the assembled kit and its operation.

Пример работы с собранным комплектом учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем с использованием нескольких действующих моделей промышленных механизмов.An example of working with an assembled set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems using several existing models of industrial mechanisms.

Учащегося знакомят с постановкой задачи - описанием технологической операции, выполнение которой следует реализовать;The student is introduced to the statement of the problem - a description of the technological operation, the implementation of which should be implemented;

Например: обеспечить перемещение деталей из механизма для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой 2 в приемный лоток 10 с помощью механизма для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве 4 согласно схеме на фиг.18.For example: to ensure the movement of parts from the mechanism for orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation 2 to the receiving tray 10 using a mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space 4 according to the diagram in Fig. 18.

- выбирают модель технологической линии, реализующую заданную операцию,- choose a model of the production line that implements a given operation,

- составляют описание алгоритма работы линии;- make up a description of the line operation algorithm;

- выбирают перечень объектов управления, входящих в состав модели; Объекты управления:- choose a list of control objects that are part of the model; Management Objects:

- пневматический двигатель 31 выдвижения пневматического захвата с губками 29 механизма 4 (см. фиг. 6);- pneumatic motor 31 extension pneumatic gripper with jaws 29 of the mechanism 4 (see Fig. 6);

- пневматический захват с губками 29;- pneumatic capture with jaws 29;

- пневматический двигатель 18 толкателя 17 механизма 2 не задействуют (см. фиг.- the pneumatic motor 18 of the pusher 17 of the mechanism 2 is not activated (see. FIG.

2).2).

Практическая реализации поставленной задачи состоит из следующих этапов:The practical implementation of the task consists of the following steps:

- осуществляют монтаж на монтажной плите 1 устройств 9, 2, 4, 10, 7, входящих в состав модели технологической линии, подключают выбранные механизмы к блоку подготовки воздуха 9 и источнику энергии;- carry out installation on the mounting plate 1 of devices 9, 2, 4, 10, 7, which are part of the model of the technological line, connect the selected mechanisms to the air preparation unit 9 and the energy source;

- подсоединяют устройство ручного управления 7;- connect the manual control device 7;

- проверяют работоспособность собранной модели с управлением от устройства ручного управления 7 и правильность срабатывания индикаторов - светодиодов 57 на устройстве ручного управления (см. фиг. 11);- check the operability of the assembled model controlled by the manual control device 7 and the correct operation of the indicators - LEDs 57 on the manual control device (see Fig. 11);

- осуществляют работу собранной модели с управлением от устройства ручного управления 7 при визуальном контроле за движением детали и закрепление навыков;- they carry out the work of the assembled model with control from the manual control device 7 with visual control over the movement of the part and fixing skills;

- устанавливают защитный экран 76 между собранной моделью комплекта учебного оборудования и устройством ручного управления 7, закрывающий собранную модель;- install a protective screen 76 between the assembled model of the set of training equipment and the manual control device 7, closing the assembled model;

- отрабатывают навыки управления собранной линией по индикаторам - светодиодам 57 на пульте ручного управления 7 при отсутствии визуального контроля за движением детали (см. фиг. 11);- practice the skills of managing the assembled line according to indicators - LEDs 57 on the hand control panel 7 in the absence of visual control over the movement of the part (see Fig. 11);

- убирают защитный экран 76;- remove the protective screen 76;

- заменяют устройство ручного управления 7 устройством автоматического управления 8;- replace the manual control device 7 with the automatic control device 8;

- составляют блок-схему алгоритма работы собранной модели; осуществляют программирование устройства автоматического управления 8, проверку и отладку его работы;- make a block diagram of the algorithm of the assembled model; carry out programming of the automatic control device 8, check and debug its operation;

- осуществляют работу собранной модели с управлением от устройства автоматического управления 8 и закрепляют приобретенные навыки;- carry out the work of the assembled model with control from the automatic control device 8 and consolidate the acquired skills;

Таким образом, предлагаемый комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем соответствует формам и методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями к таким обучающим устройствам, удобен и безопасен в эксплуатации, предназначен для формирования первоначальных умений и навыков обучающихся при относительно невысокой стоимости комплекта, при его высоком качестве и долговечности. Комплект предназначен для внедрения высоких профессиональных стандартов; для подготовки к проведению демонстрационного экзамена в системе профессионального обучения, национального и мирового чемпионатов рабочих профессий WorldSkills.Thus, the proposed set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems corresponds to the forms and methods of the educational process, which are consistent with modern requirements for such training devices, convenient and safe to operate, designed to form initial skills students with the relatively low cost of the kit, with its high quality and durability. The kit is designed to implement high professional standards; to prepare for the demonstration exam in the vocational training system, national and world championships of working professions WorldSkills.

Claims (23)

1. Комплект учебного оборудования для монтажа, наладки и эксплуатации автоматических линий и мехатронных систем, характеризующийся тем, что содержит монтажную плиту, выполненные с возможностью размещения на ней в одной монтажной плоскости действующие модели промышленных механизмов с пневматическими и электрическими приводами, представляющие собой1. A set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems, characterized in that it contains a mounting plate made with the possibility of placing on it in one mounting plane the current models of industrial mechanisms with pneumatic and electric drives, which are механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой,a mechanism for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation, механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому,a vacuum gripping mechanism for moving parts from one mechanism to another, механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространствеa mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space и ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей,and a conveyor belt designed to move and sort the parts coming into it, а также платформу, предназначенную для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней,as well as a platform designed to determine the type of material and the spatial arrangement of parts on it, устройство управления, блок подготовки воздуха, датчики, вспомогательное оборудование и источники энергии,control unit, air preparation unit, sensors, auxiliary equipment and energy sources, при этом комплект снабжен съемным устройством для исключения визуального контроля за перемещением деталей.the kit is equipped with a removable device to exclude visual control over the movement of parts. 2. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что механизм для упорядоченного хранения и поочередной выдачи деталей с последующей их транспортировкой выполнен в виде вертикальной трубы-накопителя для деталей, укрепленной посредством стойки над приемным столом с размещенным над ним толкателем, снабженным пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем.2. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the mechanism for the orderly storage and subsequent delivery of parts with their subsequent transportation is made in the form of a vertical storage pipe for parts, reinforced by a stand above the receiving table with a pusher placed above it, equipped with a pneumatic engine with electro-pneumatic distributor. 3. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что механизм с вакуумным захватом для перемещения деталей от одного механизма к другому представляет собой поворотный рычаг с головкой, оснащенной вакуумным захватом и снабженный пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем и эжектором для создания вакуума.3. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the mechanism with a vacuum grip for moving parts from one mechanism to another is a swing arm with a head equipped with a vacuum grip and equipped with a pneumatic motor with an electro-pneumatic distributor and an ejector to create a vacuum. 4. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что механизм для перемещения деталей от одного механизма к другому и для ориентации деталей в пространстве выполнен в виде установленного с возможностью поворота пневматического захвата, установленного на подвижной платформе и снабженного пневматическим двигателем с электропневматическим распределителем.4. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space is made in the form of a pneumatic gripper mounted with the possibility of rotation, mounted on a movable platform and equipped with an air motor with an electro-pneumatic distributor . 5. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что ленточный конвейер, предназначенный для перемещения и сортировки поступающих на него деталей, содержит ленту конвейера с мотор-редуктором, стационарный, подвижный и поворотный упоры и пневматический двигатель с электропневматическим распределителем.5. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the belt conveyor, designed to move and sort the parts coming into it, contains a conveyor belt with a gear motor, stationary, movable and rotary stops and an air motor with an electro-pneumatic distributor. 6. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что платформа, предназначенная для определения типа материала и пространственного расположения деталей на ней, снабжена индуктивным и оптоволоконными датчиками.6. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the platform, designed to determine the type of material and the spatial arrangement of parts on it, is equipped with inductive and fiber-optic sensors. 7. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что устройство управления представляет собой устройство ручного управления.7. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the control device is a manual control device. 8. Комплект учебного оборудования по п. 7, отличающийся тем, что устройство ручного управления имеет клеммы для подключения датчиков, клеммы подключения электропневматических распределителей, клеммы подключения мотор-редуктора, тумблеры подачи электрических управляющих сигналов, кнопку включения пульта, светодиоды и клеммы подключения к ним.8. A set of training equipment according to claim 7, characterized in that the manual control device has terminals for connecting sensors, terminals for connecting electro-pneumatic valves, terminals for connecting a gear motor, toggle switches for supplying electrical control signals, a button for turning on the remote control, LEDs and terminals for connecting to them . 9. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что устройство управления представляет собой устройство программного управления.9. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the control device is a software control device. 10. Комплект учебного оборудования по п. 9, отличающийся тем, что устройство программного управления выполнено в виде программируемого логического контроллера.10. A set of training equipment according to claim 9, characterized in that the program control device is designed as a programmable logic controller. 11. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей выполнено в виде защитного экрана или ширмы.11. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the removable device for eliminating visual control over the movement of parts is made in the form of a protective screen or screen. 12. Комплект учебного оборудования по п. 1, отличающийся тем, что в состав вспомогательного оборудования входят приемные лотки, набор деталей, кабели, крепежные элементы и инструмент для работы.12. A set of training equipment according to claim 1, characterized in that the auxiliary equipment includes receiving trays, a set of parts, cables, fasteners and a tool for work. 13. Способ сборки комплекта учебного оборудования по п. 1, включающий установку и закрепление на монтажной плите устройства управления, блока подготовки воздуха, одного или нескольких действующих моделей промышленных механизмов, принцип действия которых будет изучаться, приемных лотков, подключение механизмов и блока подготовки воздуха к источнику энергии, подключение электропневматических распределителей действующих моделей промышленных механизмов к блоку подготовки воздуха, установку бесконтактных датчиков положения на действующие модели промышленных механизмов, подключение датчиков и электропневматических распределителей к устройству управления и загрузку деталей.13. The method of assembling a set of training equipment according to claim 1, including installing and securing to the mounting plate a control device, an air preparation unit, one or more existing models of industrial mechanisms, the principle of which will be studied, receiving trays, connecting mechanisms and an air preparation unit to energy source, connecting electro-pneumatic distributors of existing models of industrial mechanisms to the air preparation unit, installing proximity sensors on the existing e models of industrial machinery, the connection of sensors and electro-valves to the control device and downloading items. 14. Способ сборки комплекта учебного оборудования по п. 13, отличающийся тем, что в качестве устройства управления используют устройство ручного управления.14. The method of assembly of a set of training equipment according to claim 13, characterized in that a manual control device is used as a control device. 15. Способ сборки комплекта учебного оборудования по пп. 13, 14, отличающийся тем, что между собранным комплектом учебного оборудования и устройством ручного управления устанавливают съемное устройство для исключения визуального контроля за перемещением деталей.15. The method of assembly of a set of training equipment according to paragraphs. 13, 14, characterized in that between the assembled set of training equipment and the manual control device, a removable device is installed to exclude visual control over the movement of parts. 16. Способ сборки комплекта учебного оборудования по п. 14, отличающийся тем, что в качестве устройства управления используют устройство программного управления в виде программируемого логического контроллера.16. The method of assembly of a set of training equipment according to claim 14, characterized in that as a control device, a program control device in the form of a programmable logic controller is used.
RU2017143112A 2017-12-11 2017-12-11 Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set RU2673312C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143112A RU2673312C1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set
EA201800574A EA201800574A3 (en) 2017-12-11 2018-11-20 KIT OF EDUCATIONAL EQUIPMENT FOR INSTALLATION, ADJUSTMENT AND OPERATION OF AUTOMATIC LINES AND MECHATRONIC SYSTEMS; METHOD FOR ASSEMBLING THIS KIT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143112A RU2673312C1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673312C1 true RU2673312C1 (en) 2018-11-23

Family

ID=64556520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143112A RU2673312C1 (en) 2017-12-11 2017-12-11 Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA201800574A3 (en)
RU (1) RU2673312C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114495620A (en) * 2022-01-21 2022-05-13 亚龙智能装备集团股份有限公司 Intelligent rotatable real teaching platform of instructing
CN114495620B (en) * 2022-01-21 2024-04-26 亚龙智能装备集团股份有限公司 Intelligent rotatable practical training teaching platform

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013135817A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Cellprothera Automated device and automated process for cell culture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013135817A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Cellprothera Automated device and automated process for cell culture

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2013 "Задание 3: Сборка, программирование и пуско-наладка производственной линии, состоящей из станции перемещения материалов и станции сборки". https://www.youtube.com/watch?v=Kg_TaaesXE4. *
WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2013 "Задание 3: Сборка, программирование и пуско-наладка производственной линии, состоящей из станции перемещения материалов и станции сборки". https://www.youtube.com/watch?v=Kg_TaaesXE4. WO 2013135817 A1 (CELLPROTHERA), 19.09.2013. Введение в основы сварки: учебное пособие /В.И. Васильев, Д.П. Ильященко, Н.В. Павлов; Юргинский технологический институт. - Томск: Изд-во Томского политехни-ческого университета, 2011. *
Введение в основы сварки: учебное пособие /В.И. Васильев, Д.П. Ильященко, Н.В. Павлов; Юргинский технологический институт. - Томск: Изд-во Томского политехни-ческого университета, 2011. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114495620A (en) * 2022-01-21 2022-05-13 亚龙智能装备集团股份有限公司 Intelligent rotatable real teaching platform of instructing
CN114495620B (en) * 2022-01-21 2024-04-26 亚龙智能装备集团股份有限公司 Intelligent rotatable practical training teaching platform

Also Published As

Publication number Publication date
EA201800574A2 (en) 2019-06-28
EA201800574A3 (en) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105679175B (en) A kind of intelligence manufacture production line information integration and control Practice Platform
CN202217430U (en) 815L mechanical and electrical integration comprehensive training assessment device
CN106971662A (en) A kind of industrial robot tutoring system
US11056016B2 (en) Mechatronic factory simulation system and method of teaching how to resolve errors in an automation-driven process
CN104575237B (en) Multi-module combination practical teaching device of industrial robot
RU2673312C1 (en) Set of educational equipment for installation, adjustment and operation of automatic lines and mechatronic systems; method for assembling such set
RU2678632C1 (en) Method of teaching and control of pupils to the basis of mechatronics using the set of educational equipment for installation, adjustment and operation of mechatronic systems
RU184393U9 (en) A mechanism for moving parts from one mechanism to another and for orienting parts in space in a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems
Horváth et al. Restoration and PLC control of a material handling MP-9S industrial manipulator platform
CN207966274U (en) A kind of PLC actual training devices towards factory application
RU190263U1 (en) Belt conveyor for moving and sorting parts arriving at it in a set of training equipment for installation, commissioning and operation of automated lines and mechatronic systems
RU187587U1 (en) MECHANISM FOR ORDERED STORAGE AND ALTERNATIVE DELIVERY OF PARTS WITH THE FOLLOWING THEM TRANSPORTATION IN THE KIT OF TRAINING EQUIPMENT FOR INSTALLATION, ADJUSTMENT AND OPERATION OF AUTOMATIC LINES AND SYSTEMS
RU187931U1 (en) A platform for determining the type of material and the spatial arrangement of parts on it in a set of training equipment for the installation, commissioning and operation of automatic lines and mechatronic systems
CN207458436U (en) A kind of industrial robot tutoring system
Wang et al. Research on simulation platform of intelligent production lines
Kocher et al. A Smart Parallel Gripper Industrial Automation System for Measurement of Gripped Work Piece Thickness
CN111816018A (en) Electromechanical integrated flow type practical training system
CN210167026U (en) Automatic screw locking teaching demonstration device
RU190461U1 (en) MECHANISM WITH VACUUM CAPTURE FOR MOVING DETAILS FROM ONE MECHANISM TO ANOTHER IN THE COMPLEX OF EDUCATIONAL EQUIPMENT FOR INSTALLATION, ADJUSTMENT AND OPERATION OF AUTOMATIC LINES AND MECHATRONIC SYSTEMS
Yenitepe An application of SCADA system on a MT educational MPS unit
ÇENGELCİ ROBOTIC EDUCATION FOR ELECTRICAL ENGINEERING STUDENTS AT THE UNIVERSITY OF AFYON KOCATEPE
Djassemi Using Cost Saving Hard Automation Laboratory Projects In Manufacturing Education
TUNÇALP et al. Real time and remote control by LabVIEW of MPS Modular Production System and technical education application
Haider et al. Design and Development of a Low-Cost Multi-Channel Re-Programmable Electro-Pneumatic Actuator Kit
CN105551335A (en) Modular robot palletizer training platform

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20191203

PD4A Correction of name of patent owner