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SBMES-01模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)（六站）
一、要求
模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電一體化、自動化類產(chǎn)品，適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、自動控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。它接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了各種控制和工程實(shí)踐能力。
系統(tǒng)由六個站組成，分別為：上料檢測站、搬運(yùn)站、加工站、搬運(yùn)安裝站、安裝站和分類站，控制系統(tǒng)可以選用西門子、三菱的PLC進(jìn)行控制，具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，在單個培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站…直至六站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、編程、調(diào)試和整機(jī)運(yùn)行。
系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動、電機(jī)驅(qū)動與控制、PLC、傳感器等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。
二、技術(shù)指標(biāo)
1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+50℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.0kVA
4.整機(jī)尺寸：2400m×1700mm×1400mm
三、系統(tǒng)組成
1.系統(tǒng)的硬件由六個站組成
（1） 上料檢測站
由料斗、回轉(zhuǎn)臺、導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、平面推力軸承、工件滑道、提升裝置、計(jì)數(shù)電容開關(guān)、檢測工件和顏色識別光電開關(guān)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、直流減速電機(jī)、電磁閥及氣缸組成，主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×390mm×1500mm
凈重量： 40Kg
參考圖片
上料檢測站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）井式儲存料倉
2）自動推料裝置
3）DC24V齒輪減速電機(jī)驅(qū)動的傳送帶機(jī)構(gòu)
4）自動攔截顏色檢測機(jī)構(gòu)
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A、
3）按鈕控制面板: 八個按鈕
4）檢測工件和顏色的光電傳感器
5）兩組電控氣閥及其執(zhí)行器件
6）PLC控制回路面板
（2） 搬運(yùn)站
由機(jī)械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)氣缸、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥及氣缸組成，主要完成將工件從上站搬至下一站。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×350mm×1500mm
凈重量： 35Kg
參考圖片
搬運(yùn)站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）小型氣動機(jī)械手
2）氣動伸縮橫臂
3）交流伺服電機(jī)與蝸輪減速箱驅(qū)動的回轉(zhuǎn)臺
4）氣動夾爪上下抓取機(jī)構(gòu)
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源模塊：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A
3）按鈕控制面板:八個按鈕
4）三組電控氣閥及其執(zhí)行器件
5）PLC控制回路面板
機(jī)械結(jié)構(gòu)：擺動缸旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
（3） 加工站
由6工位回轉(zhuǎn)工作臺、刀具庫（3種刀具）、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、步進(jìn)驅(qū)動器、三相步進(jìn)電機(jī)（6A）、光電傳感器、接近開關(guān)、開關(guān)電源、平面推力軸承、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、電氣網(wǎng)孔板、通訊接口板、直流減速電機(jī)、多種類型電磁閥及氣缸組成，回轉(zhuǎn)工作臺有六個旋轉(zhuǎn)工位，加工站主要完成工件的加工（鉆孔、銑孔），并進(jìn)行工件檢測。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×350mm×1500mm
凈重量：40Kg
參考圖片
加工站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）24V直流電機(jī)與蝸輪減速機(jī)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)工作臺
2）模擬換刀加工機(jī)構(gòu)（步進(jìn)電機(jī)控制）
3）氣缸驅(qū)動的打孔電機(jī)組件
4）氣缸驅(qū)動的檢測缸組件
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A
3）控制面板: 八個按鈕
4）檢測工件和轉(zhuǎn)臺到位傳感器
5）三組電控氣閥及其執(zhí)行器件
6）PLC控制回路面板
（4） 搬運(yùn)安裝站
由平移工作臺、塔吊臂、機(jī)械手、齒輪齒條傳動、工業(yè)導(dǎo)軌、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥及氣缸組成，主要完成將上站工件拿起放入安裝平臺，將裝好工件拿起放下站。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×380mm×1500mm
凈重量：38Kg
參考圖片
安裝站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）吸盤機(jī)械手
2）上下?lián)u臂部件
3）料倉換位部件
4）工件推出部件
5）真空發(fā)生器
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A
3）按鈕控制面板: 八個按鈕
4）四組電控氣閥及其執(zhí)行器件
5）PLC控制回路面板
（5） 安裝站
由吸盤機(jī)械手、搖臂部件、旋轉(zhuǎn)氣缸、料倉換位部件、工件推出部件、真空發(fā)生器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥及氣缸組成，主要完成選擇要安裝工件的料倉，將工件從料倉中推出，將工件安裝到位。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×350mm×1400mm
凈重量：40Kg
參考圖片
安裝搬運(yùn)站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）平移工作臺
2）回轉(zhuǎn)工作塔
3）氣動元件驅(qū)動的吊臂
4）小型氣動機(jī)械手
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A
3）按鈕控制面板: 八個按鈕
4）四組電控氣閥及其執(zhí)行器件
5）PLC控制回路面板
（6） 分類站
由滾珠絲杠、滑桿推出部件、分類料倉、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、電感傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥及氣缸組成，主要完成按工件類型分類，將工件推入料倉。
尺寸 (長×寬×高): 720mm×350mm×1300mm
凈重量：35Kg
參考圖片
分類站主要包括以下幾個部分：
機(jī)械部分：
1）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的水平滑臺
2）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的頂升平臺
3）氣動驅(qū)動的推出部件
4）分類料倉
控制部件:
1）可編程序控制器
2）開關(guān)電源：AC 220輸入輸出DC 24V/4.5A
3）按鈕控制面板: 八個按鈕
4）單電控氣閥及其執(zhí)行器件
（7）可編程控制器及網(wǎng)絡(luò)配置情況：
|
序號 |
名稱 |
型號及規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
|
1 |
西門子PLC主機(jī) |
西門子CR40 PLC（AC/DC/RELAY）主機(jī)，集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出）、RS-485通信口、6路高速計(jì)數(shù)器；以太網(wǎng)通訊 |
臺 |
6 |
|
2 |
MPI網(wǎng)絡(luò) |
MPI通訊電纜 |
根 |
1 |
|
3 |
PROFIBUS網(wǎng)絡(luò) |
EM277模塊（主站配300PLC） |
臺 |
1 |
（8）空壓機(jī)，實(shí)現(xiàn)氣動元件工作需要。
四、單套設(shè)備清單
|
序號 |
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
單位 |
|
1 |
上料檢測站 |
|
1 |
套 |
|
2 |
搬運(yùn)站 |
|
1 |
套 |
|
3 |
加工站 |
|
1 |
套 |
|
4 |
安裝站 |
|
1 |
套 |
|
5 |
安裝搬運(yùn)站 |
|
1 |
套 |
|
6 |
分類站 |
|
1 |
套 |
|
7 |
各站通訊電纜 |
|
5 |
根 |
|
8 |
PLC編程器電纜 |
|
6 |
根 |
|
9 |
PLC使用手冊 |
西門子 |
1 |
本 |
|
10 |
設(shè)備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 |
|
1 |
本 |
|
11 |
PLC編程操作系統(tǒng)光盤 |
|
1 |
張 |
|
12 |
大工件（黑） |
|
15 |
個 |
|
13 |
小工件（黑） |
|
15 |
個 |
|
14 |
大工件（藍(lán)） |
|
15 |
個 |
|
15 |
小工件（藍(lán)） |
|
15 |
個 |
|
16 |
φ6三通接頭 |
|
5 |
個 |
|
17 |
φ6氣動軟管 |
|
15 |
個 |
|
18 |
站連接塊 |
|
10 |
個 |
|
19 |
星形把手 |
|
20 |
個 |
|
20 |
六孔插線板 |
|
1 |
根 |
|
21 |
觸摸屏 |
|
1 |
個 |
|
22 |
MES管理軟件 |
|
1 |
套 |
|
23 |
組態(tài)軟件 |
|
1 |
套 |
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1. 了解傳感器的應(yīng)用
2. 觀察氣動元件的應(yīng)用
3. 掌握PLC控制技術(shù)
模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)六個工作站各自都有一套PLC主機(jī)，可分成六個完全獨(dú)立的工作站進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，在對各單元生產(chǎn)工藝和電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成熟悉后，通過PLC編程可完成：
PLC基本指令學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用
(1) 系統(tǒng)故障檢測
(2) 工件上料程序控制
(3) 工件搬運(yùn)程序控制
(4) 工件檢測程序控制
(5) 工件搬運(yùn)安裝程序控制
(6) 工件安裝程序控制
(7) 工件分類程序控制
(8) 多工作工位程序控制
(9) 工作單元聯(lián)網(wǎng)程序控制
(10) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制
4. 電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試
5. 機(jī)械系統(tǒng)安裝調(diào)試
6. 電機(jī)驅(qū)動調(diào)試
7. 系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測技術(shù)
六、其它說明
1、實(shí)訓(xùn)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)?zāi)K面板直接印有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目原理圖和模擬圖，方便學(xué)生理解。所有實(shí)驗(yàn)接線采用安全型迭接插頭實(shí)驗(yàn)專用導(dǎo)線插接。
