自动化生产线实训台的设计应用

在对工业自动化高技能人才培养培训中，为了提高培训效率，培训单位和教师需要生产更接近生产实际应用和展现生产工艺的训练装置。学员实训最佳的方法是到生产工厂现场实操，但在中国当前的实际情况是，大部分学员只是在课堂内学习了专业理论知识，好一点的培训单位配置进行了脱离现场环境的原理性验证试验台进行操作。基于此，这就需要培训机构能够设计出完全符合企业生产实际的训练设备，使学生能缩短企业内训时间，大大提高我们技能人才的培养效率。

当前机电一体化相关的技能培训中，实训装置与实际生产应用有较大差异。特别是ＰＬＣ、电动阀门、传感器件、气动液压设备等电气设备都是预先被接入到接线面板中，学生只需要将线路按实验书的面板孔插接，无需与真实设备连接，这样虽有利于学生快速的接线调试，但与真正工作还有很大差距，得不到真实项目环境和职业素养的培养，大大降低了高技能人才的培养效率和技术水准。

基于以上情况，笔者设计了具可仿真企业自动化生产实际生产环境的多功能自动化生产线实训台，通过该实训设备可进行可编程序控制系统设计师、电工、机电一体化等专业中级工、高级工、技师和高级技师的技能培训与职业能力鉴定考核。

1、设备组成

多功能自动化生产线实训台，包括底板、生产线（传输带）、推料台、丝杠定位机械手、滑台定位机械手、电磁阀组和触摸屏，可通过可变程序控制器（ＰＬＣ）或微机控制系统等其它工业控制器对生产线进行控制。其结构及技术方案如下：

铝合金的板上设置了可活动的实训操作部件，组件包括有总传输带（交流）、１＃传输带（直流）、２＃传输带（直流）、１＃推料台、２＃推料台、３＃推料台、组装套件、丝杠定位步进机械手、滑台定位气动机械手等。

其中的交流传送带采用了变频器驱动，可以训练学生的变频器使用；直流传送带采用可调速直流电机，学生可自行设计直流调速器，１＃与２＃直流传输带的驱动方式一致，可以互换。步进电机在自动化设备上应用越来越广泛，在机械手上该设备采用了高分辨度的步进电机，采用脉冲输入，可以实现毫米级定位控制。

液压与气动执行机构也是训练的重点，在气动机械手的设计上，可以由学院自己设计安装电磁阀、滑台气缸、气缸上、真空吸盘、及相关传感器，使学生快速掌握相关技能。

2、主要功能特点

２．１主要功能

可以根据工业自动化专业、电工工种及可编程序控制系统设计师等多种不同专业（职业）的不同技术等级技能要求，完成多种仿真自动化生产线控制的实际应用，如工件计数报警、工件分拣与拆装、工件精确定位拆装、多种产品分拣与拆装等项目的实训、考核、竞赛和研发。

２．２ 主要特点

（１）先进性。是集可编程控制器（ＰＬＣ）、触摸屏、传感技术、自动化控制技术于一体的实训设备，人机界面灵活、操作使用方便。

（２）仿真性。采用生产实际使用的可编程控制器（ＰＬＣ）、电气元器件和气动装置，能高度仿真现实生产中自动化生产线的运行，使得学员实训能够“贴近生产、贴近技术、贴近工艺”。

（３）开放性。是一个开放性实训平台，既可以根据应用的不同由教师学员共同设计全新自动化系统，又可以进行技术改造、技术革新、产品研发等活动。

（４）灵活性。所有机械机构和传感器，其高度、方向和距离都可灵活调整，形成横、纵、竖多方向运动控制的立体生产系统，能够训练学员的综合布局能力。

3、主要创新点

３．１ 所有机械部件均可活动，可自由组装
多功能自动化生产线实训台的部件均设计成可拆卸重复使用，各个部件的安装螺孔统一大小，方便使用。电机、皮带、电气装置、铝合金型材全部采用标准件，方便维护更换。所有安装配件均可活动，可自由组装。

３．２ 电气控制设备由学生安装调试

实训操作对象组件包括三色指示灯、电源模块、外部接线端子，电气控制训练上有保护用的漏电装置、断路器、可自由插拔的接线头、可更换的电控产品，可编程控制器可以安装在导轨上，其他电气设备的也有预留固定的位置。电气控制设备由学生根据教师指示安装调试，训练学生的综合能力。
4、结语

多功能自动化生产线实训台是一种结构灵活、组装方便、控制技术先进、可操作性强，能够仿真多种实际生产环境的多功能自动化生产线实训台，利用可变程序控制器（ＰＬＣ）或微机控制系统对其实现多种方式生产流程的自动化控制，根据不同的生产流程要求，对生产线进行规划、设计、组装、编程和调试运行，达到高仿真生产实际应用的教学、实训和实操考核目的。由于多功能自动化生产线实训台的控制与运行比较接近生产实际应用环境，学生通过实训操作可以有效缩短进社会工作岗位后的适应过程。所以，该设备的研发能有效加强对高技能人才的培养效率和技术水准，为高技能人才实训教学提供良好的设备条件。