MPS柔性生產(chǎn)線綜合實訓(xùn)課件

1、主要內(nèi)容：FMS自動生產(chǎn)線技能實訓(xùn)考核裝置產(chǎn)品介紹 自動生產(chǎn)線技能實訓(xùn)考核裝置組成、工作原理、控制要求及機(jī)構(gòu)功能 模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)電氣、氣動控制及運行操作 第1頁，共44頁。一、自動生產(chǎn)線技能實訓(xùn)考核裝置介紹產(chǎn)品外觀第2頁，共44頁。MFS自動生產(chǎn)線的行業(yè)背景1、1936年美國通用汽車公司工作人員認(rèn)為：在一個生產(chǎn)過程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運就是“自動化”。即：以機(jī)械代替人力操作，自動完成特定的作業(yè)。2、隨著計算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，自動化的概念擴(kuò)展為：用機(jī)器包括計算機(jī)代替或輔助人的體力勞動和腦力勞動，按照需求和目標(biāo)，靈活、自動地完成特定的作業(yè)。3、今天，柔性自動化制造技術(shù)是指

2、：在廣義制造過程中的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù)，即對制造全過程進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃、組織、運作、協(xié)調(diào)、控制與管理，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、敏捷和綠色生產(chǎn)的目標(biāo)，并取得社會經(jīng)濟(jì)效益。第3頁，共44頁。柔性自動化制造技術(shù)在形式上的三層含義1、代替人的體力勞動；2、代替或輔助人的腦力勞動；3、實現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。第4頁，共44頁。我國FMS的研究狀況 我國采取引進(jìn)和開發(fā)相結(jié)合的方針，引進(jìn)箱體類零件、旋轉(zhuǎn)體件及鈑金件加工FMS的全部或部分硬件技術(shù)。1984是我國研制FMS的起步時間，比國外晚了17年。我國第一套FMS系統(tǒng)是由北京機(jī)床研究所于1985年10月開發(fā)完成的（JCS-F

3、MS-1），用于加工數(shù)控機(jī)床直流伺服電機(jī)中的主軸、端蓋、法蘭盤、殼體和刷架體等，它由5臺國產(chǎn)加工中心、日本富士電機(jī)公司的AGV（自動導(dǎo)引車）及4臺日本產(chǎn)的機(jī)器人組成，其控制系統(tǒng)由FANUC提供，據(jù)分析它的投資回收期約為兩年半。1983年1985年，在國家的支持下北京第一機(jī)床廠、湖南江麓機(jī)床廠、鄭州紡織機(jī)械廠、廣西柳州開關(guān)廠等一些單位分別率先從德國、日本進(jìn)口了國內(nèi)第一批FMS。第5頁，共44頁。實際柔性制造生產(chǎn)線第6頁，共44頁。 控制系統(tǒng)以1個SIEMENS S7-300 PLC和7個S7-200 PLC作為控制核心。S7-300為主站， 7個S7-200 PLC作為從站，各站之間使用ProF

4、iBus-DP總線進(jìn)行通訊。S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運行，并為上位機(jī)的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)。7個從站分別完成對落料單元、噴涂烘干單元、加蓋單元、穿銷單元、檢測單元、分揀輸送單元、物流倉儲單元的控制。系統(tǒng)的供電、啟停等操作通過各站的操作面板進(jìn)行控制。設(shè)備介紹第7頁，共44頁。能完成的實訓(xùn)內(nèi)容實訓(xùn)項目傳感器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)氣動應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)PLC編程實訓(xùn)電氣控制電路實訓(xùn)機(jī)械系統(tǒng)安裝與調(diào)試實訓(xùn)系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測技術(shù)實訓(xùn)第8頁，共44頁。1、輸入電源：三相四線，交流380V10% 50Hz2、工作環(huán)境：溫度-1040 ， 相對濕度85%（25），海拔4000m3、裝置容量：3kVA4、外形尺寸：

5、500cm300cm80cm5、安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性能第9頁，共44頁。聯(lián)機(jī)綜合聯(lián)機(jī)通信系統(tǒng)7個從站同時工作，對工件依次進(jìn)行落料、噴涂烘干、加蓋、穿銷、檢測、分揀、入庫等操作，各站間通過ProfiBus現(xiàn)場總線進(jìn)行通訊，在主站的控制下實現(xiàn)相關(guān)的互鎖、數(shù)據(jù)傳送操作。 第10頁，共44頁。二、實訓(xùn)裝置組成、工作原理、控制要求及 機(jī)構(gòu)功能總體要求系統(tǒng)要求流程要求控制要求落料噴涂烘干物流倉儲分揀輸送檢測穿銷加蓋第11頁，共44頁。（一）系統(tǒng)要求：系統(tǒng)共有聯(lián)機(jī)及單機(jī)學(xué)習(xí)二種工作方式。在聯(lián)機(jī)模式下，系統(tǒng)7個從站同時工作，對工件依次進(jìn)行落料、噴涂烘干、加蓋、穿銷、檢測、分揀、入庫等

6、操作，各站間通過ProfiBus現(xiàn)場總線進(jìn)行通訊，在主站的控制下實現(xiàn)相關(guān)的互鎖、數(shù)據(jù)傳送操作。此外，系統(tǒng)中的上位工控機(jī)使用SIEMENS WinCC監(jiān)控軟件對各從站的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬。在單機(jī)模式下，各從站獨立運行，站間沒有數(shù)據(jù)傳送。 （一）系統(tǒng)要求第12頁，共44頁。（二）、流程要求：第13頁，共44頁。（三）、控制要求控制要求第14頁，共44頁。站一：落料單元1、組成結(jié)構(gòu)：推料轉(zhuǎn)盤光電傳感器1電感傳感器1落料平臺同步輪同步帶傳動齒輪鎖止弧四槽輪光電傳感器2阻擋氣缸電感傳感器2直流電機(jī)第15頁，共44頁。2、組成與功能1、四槽輪、鎖止?。簩㈦姍C(jī)的持續(xù)運動轉(zhuǎn)換成間歇運動；2、傳動齒輪：包括圓柱齒

7、輪1、2、圓錐齒輪1、2、同步輪1、2，將四槽輪 的轉(zhuǎn)動角度傳動到推料轉(zhuǎn)盤；3、推料轉(zhuǎn)盤：推動工件在落料平臺上滑動至落料口落料；4、光電傳感器1、2：工件有無檢測、落料完成檢測，為PLC提供工件或托 盤到位的信號，調(diào)節(jié)檢測距離19cm；5、電感傳感器1、2：工位定位檢測、托盤定位檢測，為PLC提供定位信 號，檢測距離5mm；6、阻擋氣缸：常態(tài)伸出阻擋托盤，保證托盤定位準(zhǔn)確，由單向電磁閥控 制；7、磁性開關(guān)：感應(yīng)氣缸當(dāng)前的動作狀態(tài)，向PLC提供氣缸狀態(tài)信號；8、直流減速電機(jī)1：皮帶傳輸線傳輸電機(jī)；9、直流減速電機(jī)2：四槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動電機(jī)，帶動鎖止弧轉(zhuǎn)動；第16頁，共44頁。站二：噴涂烘干單元1、組

8、成結(jié)構(gòu)：模擬噴頭溫度傳感器光電傳感器阻擋氣缸風(fēng)扇加熱罐加熱器溫度顯示儀溫度繼電器第17頁，共44頁。2、組成與功能1、加熱罐：一個環(huán)行加熱裝置，提供模擬加熱源，0220V供電；2、溫度傳感器：內(nèi)置雙PT100，采集溫度并將其傳達(dá)給溫度顯示儀和PLC模擬量模 塊；3、模擬噴頭：噴氣，模擬噴涂過程，由單向電磁閥控制；4、風(fēng)扇：降溫；5、加熱器：將主機(jī)的模擬量輸出轉(zhuǎn)化成可控的加熱電源；6、溫度顯示儀：顯示當(dāng)前溫度值的變化；7、光電傳感器：檢測工件是否到位，為PLC提供工件到位信號，調(diào)節(jié)檢測距離 19cm；8、電感傳感器：檢測托盤是否到位，為PLC提供托盤到位信號，檢測距離為 5mm；9、阻擋氣缸：常

9、態(tài)伸出阻擋托盤，確保托盤定位準(zhǔn)確，由單向電磁閥控制；10、磁性開關(guān)：感應(yīng)氣缸當(dāng)前的動作狀態(tài)，向PLC提供氣缸狀態(tài)信號；11、溫度繼電器：若加熱失控，加熱絲加熱如超過極限溫度時，自動斷掉加熱電 源，停止加熱；第18頁，共44頁。站三：加蓋單元1、組成結(jié)構(gòu)：電容傳感器1電容傳感器2阻擋氣缸電機(jī)1同步輪帶搖臂氣缸3吸盤限位傳感器電感傳感器氣缸2滑道式工件架第19頁，共44頁。2、組成與功能1、滑道式工件架：存放工件蓋。2、蝸輪蝸桿減速機(jī)：帶動搖臂轉(zhuǎn)動。3、直流減速電機(jī)1：驅(qū)動輸送線4、直流減速電機(jī)2：驅(qū)動搖臂轉(zhuǎn)動5、光電傳感器：用于檢測滑道式工件架是否有工件蓋。檢測距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)檢

10、測范圍19cm。6、電感傳感器1：用于檢測托盤有無,檢測距離5mm。7、電感傳感器2：用于檢測搖臂有無轉(zhuǎn)動到位,檢測距離5mm。8、電容傳感器：用于檢測工件、工件蓋有無，檢測距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)。9、行程開關(guān)：用于搖臂轉(zhuǎn)動的極限位檢測。10、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā)出一個到位信號。11、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個信號，電磁閥動作，氣缸推出。12、擋料氣缸：用于擋住托盤，并完成托盤定位。由單控電磁閥控制。13、托料氣缸：用于頂起工件蓋，并擋住后面的工件蓋在氣缸沒有縮回之前不滑下。由單控電磁閥控制。14、伸縮氣缸：用于放下吸盤，使吸

11、盤緊貼工件蓋表面或?qū)⒐ぜw放入工件中。由單控電磁閥控制。15、真空吸盤：用于吸取工件蓋，由雙控電磁閥控制。第20頁，共44頁。站四：穿銷單元1、組成結(jié)構(gòu)：電容傳感器光纖傳感器阻擋氣缸電機(jī)1頂銷氣缸落料氣缸頂銷氣缸光電傳感器不完全齒輪電機(jī)2霍爾傳感器槽形下料機(jī)第21頁，共44頁。2、組成與功能1、料斗：存放銷釘。2、槽形下料機(jī)構(gòu)：完成單個銷釘輸送。3、不完全齒輪傳動機(jī)構(gòu)：帶動槽形下料機(jī)構(gòu)做間歇轉(zhuǎn)動。4、直流減速電機(jī)1：驅(qū)動輸送線5、直流減速電機(jī)2：驅(qū)動槽形下料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動6、光電傳感器：用于檢測料斗否有工件蓋。7、光纖傳感器：用于檢測工件中有無銷釘，檢測距離可在光纖放大器調(diào)節(jié)。8、電感傳感器：用于檢

12、測搖臂有無轉(zhuǎn)動到位,檢測距離5mm。9、電容傳感器：用于檢測工件，檢測距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)。10、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā)出一個 到位信號。11、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個信號，電磁閥動作，氣缸推 出。12、擋料氣缸：用于擋住托盤，并完成托盤定位。由單控電磁閥控制。13、落料氣缸：用于將銷釘頂入槽形下料機(jī)構(gòu)的入料口，由單控電磁閥控制。14、頂銷氣缸：用于將銷釘頂入工件，完成穿銷動作，由單控電磁閥控制。第22頁，共44頁。站五：檢測單元1、組成結(jié)構(gòu)：觸摸屏光纖傳感器氣缸色標(biāo)傳感器色標(biāo)傳感器電感傳感器電機(jī)光電傳感器電感傳感器對射傳感

13、器阻擋氣缸第23頁，共44頁。2、組成與功能1、觸摸屏：顯示檢測結(jié)果。2、直流減速電機(jī)：驅(qū)動輸送線。3、光電傳感器：用于檢測工件有無。檢測距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)， 調(diào)節(jié)檢測范圍19cm。4、光纖傳感器：用于檢測銷釘有無，檢測距離可在光纖放大器調(diào)節(jié)。5、對射傳感器：用于檢測工件蓋有無。6、電感傳感器：用于檢測銷釘材質(zhì),檢測距離5mm。7、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā) 出一個到位信號。8、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個信號，電磁閥動作， 氣缸推出。9、擋料氣缸：用于擋住托盤，并完成托盤定位。由單控電磁閥控制。10、檢測氣缸：用于驅(qū)動檢測機(jī)構(gòu)上

14、下移動，由單控電磁閥控制。第24頁，共44頁。站六：分揀輸送單元1、組成結(jié)構(gòu)：直線無桿氣缸導(dǎo)桿薄型氣缸同步帶/輪廢品回收傳輸線工件傳輸線擺動氣缸關(guān)電傳感器氣夾阻擋氣缸第25頁，共44頁。2、組成與功能1、直線無桿氣缸：將機(jī)械手臂從起點移動到終點，通過兩頭的調(diào)速閥調(diào)節(jié)氣缸移動的速度。2、導(dǎo)桿薄型氣缸：負(fù)載回轉(zhuǎn)氣缸及氣夾的升降。3、回轉(zhuǎn)氣缸：用于負(fù)載氣夾的旋轉(zhuǎn)。4、氣夾：用于抓取及擺放工件。5、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個到位信號。（磁性傳感器接線時注意藍(lán) 色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。6、電感傳感器：用于托盤位置檢測，當(dāng)檢測到托盤到位時給PL

15、C一個 輸入信號，通過傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏 度和距離。（棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。7、光電傳感器：用于檢測托盤上工件有無，有工件時，給PLC一個輸入信號， 通過傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏度和距離。（棕色接 “+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。第26頁，共44頁。3、主要技術(shù)指標(biāo)：控制電源：直流24V/6APLC控制器:（西門子）氣源壓力：0.4MP0.8電磁閥：4V110-06-DC24V (0.15MP0.8MP)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式磁性開關(guān)：CS-9D、CS-100、CS-30E氣缸: MRU20300-SF2-A2、TMB20200-SA2、RTP10-9

16、0-SE2 、HDS-20-ST1-HB、 STB3220-D-SE2光電傳感器：SB03-1K電感傳感器：LG8-1K直流減速電機(jī)：DC24V,25W ,3000r/min，減速比：1：60繼電器：ARM2F-L / DC24第27頁，共44頁。站七：物流倉儲單元 步進(jìn)電機(jī)鏈條/鏈輪伺服電機(jī)/渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)警示燈提升配重導(dǎo)軌同步帶/輪電磁閥直流減速電機(jī)滾珠絲桿平行氣夾光電傳感器擺動氣缸工件傳送線同步帶/輪組成結(jié)構(gòu)第28頁，共44頁。1號庫架3號庫架2號庫架伺服放大器步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器開關(guān)電源傳送帶西門子PLC光電傳感器直流減速電機(jī)第29頁，共44頁。2、組成與功能1、由步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、

17、直流減速電機(jī)、直線無桿氣缸、擺動氣缸、平行機(jī)械夾、阻擋氣缸、同步帶/輪、磁性傳感器、光電傳感器、電容傳感器、電磁閥、同步帶皮帶傳輸線、立體庫架、直齒圓柱齒輪、滾珠絲桿、渦輪蝸桿減速箱等組成。主要完成對成品工件分類入庫、依次出庫。2、步進(jìn)電機(jī)：驅(qū)動直齒圓柱齒輪組，帶動滾珠絲桿驅(qū)動X軸水平移動。3、交流伺服電機(jī)：驅(qū)動渦輪蝸桿變速箱，動運轉(zhuǎn)，驅(qū)動Y軸垂直運動。4、直流減速電機(jī)：用于通過帶動同步輪/帶驅(qū)動傳送帶運行。5、直線無桿氣缸：將機(jī)械手從起點移動到終點，通過兩頭的調(diào)速閥調(diào)節(jié)氣缸移動的速度。第30頁，共44頁。2、組成與功能6、回轉(zhuǎn)氣缸：用于負(fù)載氣夾的旋轉(zhuǎn)。7、氣夾：用于抓取及擺放工件。8、磁性傳

18、感器：用于氣缸的位置檢測。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個到位信號。（磁性傳感器接線時注意藍(lán)色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。9、電容傳感器：用于托盤位置檢測，當(dāng)檢測到托盤到位時給PLC一個輸入信號，通過傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏度和距離。（接線注意棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。10、光電傳感器：用于檢測托盤上工件有無，有工件時，給PLC一個輸入信號，通過傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏度和距離。（接線注意棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。第31頁，共44頁。三、電氣、氣動控制及運行操作控制及運行 電氣控制技術(shù)氣動控制技術(shù)觸摸屏的使用WINCC 的使用伺服電