機電一體化柔性生產(chǎn)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)|柔性自動化及*制造實訓(xùn)考核裝置

一,、產(chǎn)品概述

    是將微電子學(xué),、計算機信息技術(shù)、控制技術(shù),、機械制造和系統(tǒng)工程有機地結(jié)合起來,，是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動化系統(tǒng),，柔性制造技術(shù)更是當(dāng)前機械制造業(yè)適應(yīng)市場動態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的主要手段,，是*制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

    是專門為職業(yè)院校,、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)研制的自動生產(chǎn)線實驗系統(tǒng),，根據(jù)機電類、自動化類,、*制造類行業(yè),、企業(yè)中工業(yè)自動化應(yīng)用的特點，對各類自動生產(chǎn)線的工作過程和相關(guān)的技術(shù)進行研究,，對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備進行提煉和濃縮,，并針對實驗教學(xué)活動進行專門設(shè)計，融機,、光,、電、氣,、液于一體,，包含了PLC、機器人,、傳感器,、液壓、氣動,、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),、電機驅(qū)動與控制、計算機,、機械傳動等諸多技術(shù)領(lǐng)域,，整個系統(tǒng)由MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)、WINCC監(jiān)控系統(tǒng),、主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個完整的多級計算機控制系統(tǒng),，通過訓(xùn)練，能強化學(xué)生對復(fù)雜柔性自動生產(chǎn)線的設(shè)計,、安裝,、接線、編程,、調(diào)試,、故障診斷與維修等綜合職業(yè)能力,，適合機電類、自動化類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和實驗,，同時也適合工程技術(shù)人員上崗培訓(xùn),。

    本實驗系統(tǒng)是一種典型的環(huán)形柔性自動生產(chǎn)線（規(guī)格：8m×5m），它由上料單元,、多軸加工單元,、搬運單元、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,、行車機械手單元,、圖像處理單元、圖像檢測單元,、液壓沖壓單元,、條形碼識別單元、堆垛解垛倉儲單元組成,。傳輸鏈有輥道,、皮帶、鏈條滾輪三種模式,，配有相應(yīng)的圓帶,、滾筒、直角轉(zhuǎn)向等轉(zhuǎn)角,，通過傳輸鏈和轉(zhuǎn)角連成環(huán)形生產(chǎn)線,。上述機構(gòu)均安裝在工業(yè)型材桌面上，系統(tǒng)中的機械結(jié)構(gòu),、電氣控制回路、執(zhí)行機構(gòu)*獨立,，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計,，便于拆、裝,。

    控制系統(tǒng)主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP),，從站采用西門子S7-200(CPU226)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊,，S7-200從站主要用于控制與驅(qū)動設(shè)備層,，并對現(xiàn)場反饋的信號進行采集,，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運行,，并為上位機的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù),，同時系統(tǒng)還配有工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊和10.4英寸彩色工業(yè)觸摸屏，可以完成系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成,。

    該系統(tǒng)有單機,、聯(lián)機二種工作方式。在單機模式下,，各從站獨立運行,，站間沒有數(shù)據(jù)傳送，學(xué)員可進行外部接線操作,，使用S7-200PPI電纜或ProfiBus總線將編寫程序下載到PLC中,，并監(jiān)控程序運行，在聯(lián)機模式下,，系統(tǒng)各從站同時工作,，工件依次進行上料、沖壓,、加工,、搬運、落料,、噴涂烘干,、視頻檢測、加蓋,、穿銷,、檢測、條形碼識別,、分揀,、入庫、托盤暫存及搬運等操作,，各站間通過ProfiBus現(xiàn)場總線進行通訊,，在主站的控制下實現(xiàn)相關(guān)的互鎖、數(shù)據(jù)傳送操作,，系統(tǒng)中的上位工控機使用WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件,，對現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)狀況進行動態(tài)實時監(jiān)控。

    系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)的電氣接口,，支持RS232,、RS485、PPI、MPI,、PROFIBUS-DP,、TCP/IP多種通信方式。系統(tǒng)具備多種組態(tài)軟件,、編程軟件,、管理軟件功能，如STEP7,、OPC,、WINCC算法組態(tài)、人機交換和MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件等,，為方便教學(xué)還配有PLC仿真,、氣動仿真、多媒體教室電子管理等軟件,。

    本系統(tǒng)配有德國西門子,、美國羅克韋爾（簡稱AB）、日本三菱等的工業(yè)自動化控制系統(tǒng),，用戶可以根據(jù)實際需要進行選配,。

二、機電一體化柔性生產(chǎn)綜合實訓(xùn)系統(tǒng)|柔性自動化及*制造實訓(xùn)考核裝置技術(shù)性能

    1.  輸入電源：三相四線 交流380V±10% 50Hz

    2.  工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

    3.  裝置容量：≤3.5kVA

    4.  外形尺寸：800cm×500cm×240cm

    5.  安全保護：具有漏電保護,，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

三,、產(chǎn)品特點

    1.  系統(tǒng)將機械、氣動,、液壓,、電氣控制、電機傳動,、傳感檢測,、PLC以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有機地進行整合，按照結(jié)構(gòu)模塊化,，便于組合,，可以完成各類單項技能訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練?？梢赃M行機械部件安裝與調(diào)試,、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試,、電氣控制電路的安裝和PLC編程,、機電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試,、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試于一體,，能較好地滿足實驗教學(xué)、工程訓(xùn)練的需要,。

    2.  該實驗考核裝置PLC模塊I/O端子,、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座,，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進行電路連接,；各指令開關(guān)、光電開關(guān),、傳感器和指示元件的電路通過端子排進行連接,。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練,、形成和鞏固,，又保證電路連接的快速、安全和可靠,。

    3.  系統(tǒng)中元器件均采用實際工業(yè)元件,，*公司（如德國的施克、西門子,、日本SMC,、歐姆龍、日本三菱等）工業(yè)元件,，質(zhì)量可靠,、性能穩(wěn)定、故障率低,，從而保證學(xué)校實驗教學(xué)的順利進行,。

    4.  系統(tǒng)無論機械結(jié)構(gòu)還是控制，都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口,，具有很高的兼容和擴展性,，隨工業(yè)現(xiàn)場技術(shù)的快速發(fā)展，本系統(tǒng)可以緊跟現(xiàn)場技術(shù)升級擴展,，深入地滿足實驗教學(xué)的需要,。

    5.  本系統(tǒng)可以鍛煉學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性的思維和動手能力，學(xué)習(xí)者可以利用本系統(tǒng)從機械組裝,、電氣設(shè)計,、接線、PLC編程與調(diào)試,、現(xiàn)場總線組建與維修等方面進行工程訓(xùn)練,。

四、系統(tǒng)組成

    1.系統(tǒng)的硬件由22個基本單元站組成

    (1) 總控平臺
    總控平臺主要由三相電網(wǎng)電壓指示,、電源控制部分,、控制主機、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關(guān),、啟動和停止開關(guān),、急停開關(guān)、復(fù)位開關(guān),、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏等組成,，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成,。

    (2) 上料單元
    由方形井式工件架,、頂料氣缸、擋料氣缸,、皮帶傳輸裝置,、光電傳感器、導(dǎo)料裝置,、電控閥,、直流減速電機、安裝支架等組成,。主要完成將工件庫中待加工工件自動落到供料傳輸線上,。

    (3) 液壓沖壓單元
    由液壓直動缸、夾緊定位機構(gòu),、定時器及機械調(diào)整桿機構(gòu),、C型鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)、光幕等組成,。主要完成對工件的模擬沖壓加工,。

    (4) 多軸加工單元
    由六軸模擬加工中心（步進電機、伺服電機,、直線導(dǎo)軌,、滾珠絲桿、三軸加工臺等）,、夾緊氣缸,、定位氣缸、光電傳感器,、C型鋼構(gòu)結(jié)構(gòu),、直流減速電機、控制繼電器模組,、安裝支架等組成,。主要完成模擬切削加工工件。

    (5) 五軸機器人單元
    由步進電機及驅(qū)動器,、直線導(dǎo)軌,、五自由度搬運機械手,、定位開關(guān)、行程開關(guān),、支架,、機械零部件構(gòu)成。主要完成工件的搬運,。

    (6) 三菱6自由度工業(yè)機器人
    由鋁合金型材基座、6自由度工業(yè)機器人（采用三菱RV-3SD）,、示教單元所組成,。主要完成對物料的搬運、組裝等,。

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