MPS柔性生产线综合实训.ppt

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1、广东唯康教育科技股份有限广东唯康教育科技股份有限公司公司二二0 0一二年九月一二年九月主要内容：主要内容：FMS自动生产线技能实自动生产线技能实训考核装置产品介绍训考核装置产品介绍 自动生产线技能实训考核装置组成、自动生产线技能实训考核装置组成、工作原理、控制要求及机构功能工作原理、控制要求及机构功能 模块式柔性自动化生产线实训系模块式柔性自动化生产线实训系统电气、气动控制及运行操作统电气、气动控制及运行操作 一、自动生产线技能实训考核装置介绍产产品品外外观观MFS自动自动生产线的行业背景生产线的行业背景v1、1936年年美美国国通通用用汽汽车车公公司司工工作作人人员员认认为为：在在一一个个生

2、生产产过过程程中中，机机器器之之间间的的零零件件转转移移不不用用人人去去搬搬运运就就是是“自自动动化化”。即即：以以机机械械代代替替人人力力操操作，自动完成特定的作业。作，自动完成特定的作业。v2、随随着着计计算算机机的的出出现现和和应应用用，自自动动化化的的概概念念扩扩展展为为：用用机机器器包包括括计计算算机机代代替替或或辅辅助助人人的的体体力力劳劳动动和和脑脑力力劳劳动动，按按照照需需求求和和目目标标，灵灵活活、自自动动地地完成特定的作业。完成特定的作业。v3、今今天天，柔柔性性自自动动化化制制造造技技术术是是指指：在在广广义义制制造造过过程程中中的的所所有有环环节节采采用用自自动动化化技

3、技术术，即即对对制制造造全全过过程程进进行行优优化化规规划划、组组织织、运运作作、协协调调、控控制制与与管管理理，以以实实现现优优质质、高高效效、低低耗耗、敏敏捷捷和和绿绿色色生生产产的的目目标标，并并取取得得社社会经济效益。会经济效益。柔性自动化制造技术在形式上的三层含义柔性自动化制造技术在形式上的三层含义v1、代替人的体力劳动；、代替人的体力劳动；v2、代替或辅助人的脑力劳动；、代替或辅助人的脑力劳动；v3、实实现现制制造造系系统统中中人人、机机及及整整个个系系统统的的协协调调、管管理理、控制和优化。控制和优化。我国我国FMSFMS的研究状况的研究状况 我国采取我国采取引进和开发相结合引进

4、和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加工工FMSFMS的全部或部分硬件技术。的全部或部分硬件技术。v19841984是我国研制是我国研制FMSFMS的起步时间，比国外晚了的起步时间，比国外晚了1717年。年。我国第一套我国第一套FMSFMS系统系统是由北京机床研究所于是由北京机床研究所于19851985年年1010月开发完成的（月开发完成的（JCS-FMS-1JCS-FMS-1），用于加工），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由由5 5台国

5、产加工中心、日本富士电机公司的台国产加工中心、日本富士电机公司的AGVAGV（自动导引车）及（自动导引车）及4 4台日本台日本产的机器人组成，其控制系统由产的机器人组成，其控制系统由FANUCFANUC提供，据分析它的投资回收期约为提供，据分析它的投资回收期约为两年半。两年半。v19831983年年19851985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批口了国内第一批FMSFMS。实际柔性制造生产线

6、 控制系统以控制系统以1个个SIEMENS S7-300 PLC和和7个个S7-200 PLC作为控制核心。作为控制核心。S7-300为主站，为主站，7个个S7-200 PLC作为从站，各站之间使用作为从站，各站之间使用ProFiBus-DP总线进行通讯。总线进行通讯。S7-300主站采集各从站数据，主站采集各从站数据，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据。协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据。7个从站分别完成对落料单元、喷涂烘干单元、加个从站分别完成对落料单元、喷涂烘干单元、加盖单元、穿销单元、检测单元、分拣输送单元、物盖单元、穿销单元、检测单元、分拣输送单元、物流仓储单元的控制

7、。系统的供电、启停等操作通过流仓储单元的控制。系统的供电、启停等操作通过各站的操作面板进行控制。各站的操作面板进行控制。设设备备介介绍绍能完成的实训内容实训项目传感器传感器应用应用技术技术实训实训气动气动应用应用技术技术实训实训PLCPLC编程编程实训实训电气电气控制控制电路电路实训实训机械机械系统系统安装安装与与调试调试实训实训系统系统维护维护和和故障故障检测检测技术技术实训实训1、输入电源：三相四线，交流380V10%50Hz2、工作环境：温度-1040，相对湿度85%（25），海拔4000m3、装置容量：3kVA4、外形尺寸：500cm300cm80cm5、安全保护：具有漏电保护，安全符

8、合国家标准技技术术性性能能联机综合联联机机通通信信系统系统7个从站同时工作，对工件依次进行落料、喷个从站同时工作，对工件依次进行落料、喷涂烘干、加盖、穿销、检测、分拣、入库等操作，涂烘干、加盖、穿销、检测、分拣、入库等操作，各站间通过各站间通过ProfiBus现场总线进行通讯，在主站现场总线进行通讯，在主站的控制下实现相关的互锁、数据传送操作。的控制下实现相关的互锁、数据传送操作。二、实训装置组成、工作原理、控制要求及 机构功能总体要求系统要求流程要求控制要求落料喷涂烘干物流仓储分拣输送检测穿销加盖（一）系统要求：系统共有联机及单机学习二种工作方式。在联机模式下，系统7个从站同时工作，对工件依

9、次进行落料、喷涂烘干、加盖、穿销、检测、分拣、入库等操作，各站间通过ProfiBus现场总线进行通讯，在主站的控制下实现相关的互锁、数据传送操作。此外，系统中的上位工控机使用SIEMENS WinCC监控软件对各从站的工作状态进行模拟。在单机模式下，各从站独立运行，站间没有数据传送。（一）系统要求（二）、流程要求：（三）、控制要求站一：落料单元v1、组成结构：推料转盘光电传感器1电感传感器1落料平台同步轮同步带传动齿轮锁止弧四槽轮光电传感器2阻挡气缸电感传感器2直流电机v2、组成与功能1、四槽轮、锁止弧：将电机的持续运动转换成间歇运动；2、传动齿轮：包括圆柱齿轮1、2、圆锥齿轮1、2、同步轮1

10、、2，将四槽轮 的转动角度传动到推料转盘；3、推料转盘：推动工件在落料平台上滑动至落料口落料；4、光电传感器1、2：工件有无检测、落料完成检测，为PLC提供工件或托 盘到位的信号，调节检测距离19cm；5、电感传感器1、2：工位定位检测、托盘定位检测，为PLC提供定位信 号，检测距离5mm；6、阻挡气缸：常态伸出阻挡托盘，保证托盘定位准确，由单向电磁阀控 制；7、磁性开关：感应气缸当前的动作状态，向PLC提供气缸状态信号；8、直流减速电机1：皮带传输线传输电机；9、直流减速电机2：四槽轮机构驱动电机，带动锁止弧转动；站二：喷涂烘干单元v1、组成结构：模拟喷头温度传感器光电传感器阻挡气缸风扇加热

11、罐加热器温度显示仪温度继电器v2、组成与功能1、加热罐：一个环行加热装置，提供模拟加热源，0220V供电；2、温度传感器：内置双PT100，采集温度并将其传达给温度显示仪和PLC模拟量模 块；3、模拟喷头：喷气，模拟喷涂过程，由单向电磁阀控制；4、风扇：降温；5、加热器：将主机的模拟量输出转化成可控的加热电源；6、温度显示仪：显示当前温度值的变化；7、光电传感器：检测工件是否到位，为PLC提供工件到位信号，调节检测距离 19cm；8、电感传感器：检测托盘是否到位，为PLC提供托盘到位信号，检测距离为 5mm；9、阻挡气缸：常态伸出阻挡托盘，确保托盘定位准确，由单向电磁阀控制；10、磁性开关：感

12、应气缸当前的动作状态，向PLC提供气缸状态信号；11、温度继电器：若加热失控，加热丝加热如超过极限温度时，自动断掉加热电 源，停止加热；站三：加盖单元v1、组成结构：电容传感器1电容传感器2阻挡气缸电机1同步轮带摇臂气缸3吸盘限位传感器电感传感器气缸2滑道式工件架v2、组成与功能1、滑道式工件架：存放工件盖。2、蜗轮蜗杆减速机：带动摇臂转动。3、直流减速电机1：驱动输送线4、直流减速电机2：驱动摇臂转动5、光电传感器：用于检测滑道式工件架是否有工件盖。检测距离可由传感器头的旋钮调节，调节检测范围19cm。6、电感传感器1：用于检测托盘有无,检测距离5mm。7、电感传感器2：用于检测摇臂有无转动

13、到位,检测距离5mm。8、电容传感器：用于检测工件、工件盖有无，检测距离可由传感器头的旋钮调节。9、行程开关：用于摇臂转动的极限位检测。10、磁性传感器：用于气缸的位置检测，当检测到气缸准确到位后给PLC发出一个到位信号。11、电磁阀：用于控制气缸伸缩，当PLC给电磁阀一个信号，电磁阀动作，气缸推出。12、挡料气缸：用于挡住托盘，并完成托盘定位。由单控电磁阀控制。13、托料气缸：用于顶起工件盖，并挡住后面的工件盖在气缸没有缩回之前不滑下。由单控电磁阀控制。14、伸缩气缸：用于放下吸盘，使吸盘紧贴工件盖表面或将工件盖放入工件中。由单控电磁阀控制。15、真空吸盘：用于吸取工件盖，由双控电磁阀控制。

14、站四：穿销单元v1、组成结构：电容传感器光纤传感器阻挡气缸电机1顶销气缸落料气缸顶销气缸光电传感器不完全齿轮电机2霍尔传感器槽形下料机v2、组成与功能1、料斗：存放销钉。2、槽形下料机构：完成单个销钉输送。3、不完全齿轮传动机构：带动槽形下料机构做间歇转动。4、直流减速电机1：驱动输送线5、直流减速电机2：驱动槽形下料机构转动6、光电传感器：用于检测料斗否有工件盖。7、光纤传感器：用于检测工件中有无销钉，检测距离可在光纤放大器调节。8、电感传感器：用于检测摇臂有无转动到位,检测距离5mm。9、电容传感器：用于检测工件，检测距离可由传感器头的旋钮调节。10、磁性传感器：用于气缸的位置检测，当检测

15、到气缸准确到位后给PLC发出一个 到位信号。11、电磁阀：用于控制气缸伸缩，当PLC给电磁阀一个信号，电磁阀动作，气缸推 出。12、挡料气缸：用于挡住托盘，并完成托盘定位。由单控电磁阀控制。13、落料气缸：用于将销钉顶入槽形下料机构的入料口，由单控电磁阀控制。14、顶销气缸：用于将销钉顶入工件，完成穿销动作，由单控电磁阀控制。站五：检测单元v1、组成结构：触摸屏光纤传感器气缸色标传感器色标传感器电感传感器电机光电传感器电感传感器对射传感器阻挡气缸v2、组成与功能1、触摸屏：显示检测结果。2、直流减速电机：驱动输送线。3、光电传感器：用于检测工件有无。检测距离可由传感器头的旋钮调节，调节检测范围

16、19cm。4、光纤传感器：用于检测销钉有无，检测距离可在光纤放大器调节。5、对射传感器：用于检测工件盖有无。6、电感传感器：用于检测销钉材质,检测距离5mm。7、磁性传感器：用于气缸的位置检测，当检测到气缸准确到位后给PLC发 出一个到位信号。8、电磁阀：用于控制气缸伸缩，当PLC给电磁阀一个信号，电磁阀动作，气缸推出。9、挡料气缸：用于挡住托盘，并完成托盘定位。由单控电磁阀控制。10、检测气缸：用于驱动检测机构上下移动，由单控电磁阀控制。站六：分拣输送单元v1、组成结构：直线无杆气缸导杆薄型气缸同步带/轮废品回收传输线工件传输线摆动气缸关电传感器气夹阻挡气缸v2、组成与功能1、直线无杆气缸：

17、将机械手臂从起点移动到终点，通过两头的调速阀调节气缸移动的速度。2、导杆薄型气缸：负载回转气缸及气夹的升降。3、回转气缸：用于负载气夹的旋转。4、气夹：用于抓取及摆放工件。5、磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给 PLC发出一个到位信号。（磁性传感器接线时注意蓝 色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。6、电感传感器：用于托盘位置检测，当检测到托盘到位时给PLC一个 输入信号，通过传感器顶端电位器可调传感器的灵敏 度和距离。（棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。7、光电传感器：用于检测托盘上工件有无，有工件时，给PLC一个输入信号，通过传感器顶端电位器可调传感器的灵敏

18、度和距离。（棕色接 “+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。v3、主要技术指标：控制电源：直流24V/6APLC控制器:（西门子）气源压力：电磁阀：0.8MP)调速阀：出气节流式磁性开关：CS-9D、CS-100、CS-30E气缸:MRU20300-SF2-A2、TMB20200-SA2、RTP10-90-SE2、HDS-20-ST1-HB、STB3220-D-SE2光电传感器：SB03-1K电感传感器：LG8-1K直流减速电机：DC24V,25W,3000r/min，减速比：1：60继电器：ARM2F-L/DC24站七：物流仓储单元 步进电机链条/链轮伺服电机/涡轮蜗杆机构旋转警示灯提升配重导轨

19、同步带/轮电磁阀直流减速电机滚珠丝杆平行气夹光电传感器摆动气缸工件传送线同步带/轮组成结构1号库架3号库架2号库架伺服放大器步进电机驱动器开关电源传送带西门子PLC光电传感器直流减速电机v2、组成与功能1、由步进电机、交流伺服电机、直流减速电机、直线无杆气缸、摆动气缸、平行机械夹、阻挡气缸、同步带/轮、磁性传感器、光电传感器、电容传感器、电磁阀、同步带皮带传输线、立体库架、直齿圆柱齿轮、滚珠丝杆、涡轮蜗杆减速箱等组成。主要完成对成品工件分类入库、依次出库。2、步进电机：驱动直齿圆柱齿轮组，带动滚珠丝杆驱动X轴水平移动。3、交流伺服电机：驱动涡轮蜗杆变速箱，动运转，驱动Y轴垂直运动。4、直流减速

20、电机：用于通过带动同步轮/带驱动传送带运行。5、直线无杆气缸：将机械手从起点移动到终点，通过两头的调速阀调节气缸移动的速度。v2、组成与功能6、回转气缸：用于负载气夹的旋转。7、气夹：用于抓取及摆放工件。8、磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信号。（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。9、电容传感器：用于托盘位置检测，当检测到托盘到位时给PLC一个输入信号，通过传感器顶端电位器可调传感器的灵敏度和距离。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。10、光电传感器：用于检测托盘上工件有无，有工件时，给PLC一个输入信号，通过传感器顶端电位器可调传感器的灵敏度和距离。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。三、电气、气动控制及运行操作控制及运行控制及运行 电电气气控控制制技技术术气气动动控控制制技技术术触触摸摸屏屏的的使使用用WINCC 的的使使用用伺伺服服电电机机的的使使用用三、电气、气动控制及运行操作集电源控制、按钮模块、可编程控制器于一体落料单元喷涂烘干加盖单元穿销单元检测单元分拣单元物流仓储气动元件气动元件 气缸气缸 双向电磁阀双向电磁阀 单向电磁阀单向电磁阀 气动手指气动手指 三、电气、气动控制及运行操作二、教学内容气动原理图