實驗分揀平臺，材料分揀實訓裝置
2025-03-02 09:50DBGJ-82D 材料分揀實訓裝置
一、概 述
材料分揀實訓裝置是針對機電一體化教學的要求而研發(fā)的，它涵蓋了PLC、氣動控制、電機傳動、電磁鐵控制、位置控制、傳感器檢測等教學內(nèi)容，是實際工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的微縮裝置�；诙喾N傳感器的檢測及旋轉(zhuǎn)編碼器的精確定位，實現(xiàn)對不同材質(zhì)、不同顏色物體的分揀。裝置采用全開放式布局且具有設(shè)故排故單元，可充分鍛煉操作者系統(tǒng)接線、機械調(diào)試安裝、軟件編程、獨立構(gòu)建控制系統(tǒng)、反饋整定、故障檢測及檢修的能力。適合于自動化、電氣自動化、電氣工程等專業(yè)的《運動控制》、《氣壓系統(tǒng)》、《機電一體化技術(shù)》、《檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》、《可編程控制技術(shù)》等課程開設(shè)實訓課。
二、特點
1. 材料分揀裝置由底板、氣動部分、落料機構(gòu)、物料傳送機構(gòu)、料槽及電氣控制等六部分組成。氣動部分由電磁閥和汽缸組成；物料傳送部分由電機和同步傳送帶組成。
2.電氣控制由三相交流電機及減速器、電磁閥、氣缸、旋轉(zhuǎn)編碼盤、旋轉(zhuǎn)電磁鐵、光電傳感器、顏色傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁性傳感器等組成。
3.通過傳感器信號采集，對交流電機、電磁閥、旋轉(zhuǎn)電磁鐵進行較復(fù)雜的開關(guān)量控制、位置控制、時序邏輯控制，實現(xiàn)對傳送帶上的物料進行定位、辨識、分類。
三、技術(shù)參數(shù)
1. 輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz
2. 氣源：0.2Mpa～0.55Mpa
3. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
4. 裝置容量：＜0.5kVA
5. 外形尺寸：1000mm×640mm×1200mm
四、裝置組成
1. 氣動部分由調(diào)壓過濾閥、電磁閥、調(diào)速閥、氣缸及磁性開關(guān)組成。
2. 物料傳送部分由三相交流電機及減速器和同步傳送帶組成。
3. 傳感器部分由顏色傳感器、電容式傳感器、光電傳感器、電感式傳感器等器件。
4. 位控部分由旋轉(zhuǎn)編碼器、三相交流電機及減速器組成。
五、實訓項目
1. 三向交流電機正反轉(zhuǎn)控制
2. 物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試
3. 氣動控制技術(shù)應(yīng)用
4. 傳感器技術(shù)應(yīng)用
5. 電磁鐵技術(shù)應(yīng)用
6. 分揀出金屬與非金屬
7. 分揀出黑色與白色塊
8. 分揀鐵質(zhì)工件到任一料槽
9. 分揀鋁質(zhì)工件到任一料槽
10. 分揀金屬工件到任一料槽
11. 分揀非金屬工件到任一料槽
12. 故障檢測與維修
現(xiàn)代制造業(yè)中，從物流倉儲的包裹分揀到汽車零部件的品質(zhì)篩選，自動化分揀系統(tǒng)已覆蓋80%以上生產(chǎn)環(huán)節(jié)。然而行業(yè)調(diào)研顯示：56%的企業(yè)面臨分揀設(shè)備操作與維護人才短缺，傳統(tǒng)教學中的二維圖紙講解與模擬軟件操作，難以滿足設(shè)備調(diào)試、故障排查等實戰(zhàn)需求。
材料分揀實訓裝置的誕生，恰好填補了”懂原理不會實操”的能力鴻溝。通過集成PLC控制、傳感器陣列、氣動執(zhí)行機構(gòu)等真實工業(yè)組件，學員可直觀理解顏色識別、重量檢測、形狀分類等核心算法在物理設(shè)備中的落地邏輯。例如某高職院校引入的模塊化分揀實訓臺，使學生在6周內(nèi)掌握從程序編寫到機械臂協(xié)同調(diào)試的全流程，就業(yè)競爭力提升40%。
二、核心功能與技術(shù)解析
一套完整的材料分揀實訓裝置通常包含五大功能模塊：
傳感檢測單元
集成光電傳感器、壓力傳感器、視覺相機等設(shè)備，模擬工業(yè)級物料識別場景。以金屬/非金屬分揀為例，電感式傳感器可檢測0.5mm以上的鐵磁性材料，精度達±0.1mm。
控制中樞系統(tǒng)
采用西門子S7-1200、三菱FX系列等主流PLC，支持梯形圖、結(jié)構(gòu)化文本等多語言編程。通過OPC-UA協(xié)議可與MES系統(tǒng)對接，實現(xiàn)教學與工業(yè)標準的無縫銜接。
執(zhí)行機構(gòu)組
包含氣動機械手、傳送帶、分揀推桿等裝置，最大負載可達5kg，重復(fù)定位精度±0.05mm。某型號裝置通過雙聯(lián)氣缸設(shè)計，使分揀速度提升至60件/分鐘。
人機交互界面
配備7英寸觸摸屏，可實時顯示傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)及分揀統(tǒng)計報表。教師端更支持遠程監(jiān)控與故障模擬，如故意設(shè)置傳感器偏移量考察學員糾錯能力。
安全防護機制
通過急停按鈕、光柵護欄、過載保護三重防護，確保實訓零事故率。部分高端機型集成VR眼鏡，可透視設(shè)備內(nèi)部氣路與電路走向。
三、教學應(yīng)用場景與價值創(chuàng)造
在職業(yè)教育領(lǐng)域，這類裝置正在重構(gòu)實訓課程體系：
項目化教學：將分揀任務(wù)分解為傳感器校準、程序優(yōu)化、效率提升等子課題，培養(yǎng)系統(tǒng)化工程思維
跨學科融合：機械裝配、電氣接線、軟件編程多工種協(xié)同，模擬真實產(chǎn)線團隊協(xié)作
1+X證書考核：作為”工業(yè)機器人操作與運維”等職業(yè)技能等級證書的指定考核設(shè)備
某技術(shù)學院案例顯示，使用分揀實訓裝置的教學班，學員在全國智能制造大賽中的獲獎率提升3倍，企業(yè)定向招聘率達92%。更有多家汽車零部件廠商直接將產(chǎn)線淘汰設(shè)備改造為實訓臺，使培訓內(nèi)容與生產(chǎn)需求高度同步。
四、選購指南與創(chuàng)新趨勢
選購材料分揀實訓裝置時需關(guān)注三個維度：
可擴展性：是否支持添加RFID識別、AI視覺模塊等新技術(shù)組件
數(shù)據(jù)開放性：PLC端口是否開放協(xié)議，便于二次開發(fā)與數(shù)據(jù)采集
耗材成本：分揀物料的標準化程度與補充成本
當前行業(yè)呈現(xiàn)三大創(chuàng)新方向：
數(shù)字孿生系統(tǒng)：通過虛擬調(diào)試減少設(shè)備磨損，某廠商方案可降低60%實訓耗材成本
云平臺接入：實現(xiàn)多臺裝置數(shù)據(jù)匯總分析，構(gòu)建分揀效率優(yōu)化模型
綠色節(jié)能設(shè)計：采用24V安全電壓與低功耗傳感器，能耗較傳統(tǒng)設(shè)備下降45%
正如德國弗勞恩霍夫研究所報告所言：”未來的智能制造教育，必須是真實設(shè)備與數(shù)字技術(shù)的共生體。”材料分揀實訓裝置作為這個生態(tài)的關(guān)鍵節(jié)點，正在為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供源源不斷的人才動能。