1、,電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)訓(xùn) 柔性生產(chǎn)線綜合實(shí)訓(xùn),廣東唯康教育科技股份有限公司 二0一二年九月,主要內(nèi)容：,FMS自動(dòng)生產(chǎn)線技能實(shí)訓(xùn)考核裝置產(chǎn)品介紹,自動(dòng)生產(chǎn)線技能實(shí)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(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)電氣、氣動(dòng)控制及運(yùn)行操作,一、自動(dòng)生產(chǎn)線技能實(shí)訓(xùn)考核裝置介紹,產(chǎn) 品 外 觀,MFS自動(dòng)生產(chǎn)線的行業(yè)背景,1、1936年美國(guó)通用汽車(chē)公司工作人員認(rèn)為：在一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是“自動(dòng)化”。即：以機(jī)械代替人力操作，自動(dòng)完成特定的作業(yè)。 2、隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，自動(dòng)化的概念擴(kuò)展為：用機(jī)器包括計(jì)算機(jī)代替或輔助人的體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，按照需求

2、和目標(biāo)，靈活、自動(dòng)地完成特定的作業(yè)。 3、今天，柔性自動(dòng)化制造技術(shù)是指：在廣義制造過(guò)程中的所有環(huán)節(jié)采用自動(dòng)化技術(shù)，即對(duì)制造全過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃、組織、運(yùn)作、協(xié)調(diào)、控制與管理，以實(shí)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益。,柔性自動(dòng)化制造技術(shù)在形式上的三層含義,1、代替人的體力勞動(dòng)； 2、代替或輔助人的腦力勞動(dòng)； 3、實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。,我國(guó)FMS的研究狀況,我國(guó)采取引進(jìn)和開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方針，引進(jìn)箱體類(lèi)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(guó)研制FMS的起步時(shí)間，比國(guó)外晚了17年。我國(guó)第一套FMS系統(tǒng)是由北京機(jī)床

3、研究所于1985年10月開(kāi)發(fā)完成的（JCS-FMS-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(pán)、殼體和刷架體等，它由5臺(tái)國(guó)產(chǎn)加工中心、日本富士電機(jī)公司的AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)）及4臺(tái)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(guó)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(kāi)關(guān)廠等一些單位分別率先從德國(guó)、日本進(jìn)口了國(guó)內(nèi)第一批FMS。,實(shí)際柔性制造生產(chǎn)線,控制系統(tǒng)以1個(gè)SIEMENS S7-300 PLC和7個(gè)S7-200 PLC作為控制核心。S7-300為主站， 7個(gè)S7-200 PLC作為從站，各站之

4、間使用ProFiBus-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(yùn)行，并為上位機(jī)的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)。7個(gè)從站分別完成對(duì)落料單元、噴涂烘干單元、加蓋單元、穿銷(xiāo)單元、檢測(cè)單元、分揀輸送單元、物流倉(cāng)儲(chǔ)單元的控制。系統(tǒng)的供電、啟停等操作通過(guò)各站的操作面板進(jìn)行控制。,設(shè) 備 介 紹,能完成的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,1、輸入電源：三相四線，交流380V10% 50Hz 2、工作環(huán)境：溫度-1040 ， 相對(duì)濕度85%（25），海拔4000m 3、裝置容量：3kVA 4、外形尺寸：500cm300cm80cm 5、安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),技 術(shù) 性 能,聯(lián)機(jī)綜合,聯(lián) 機(jī) 通 信,系統(tǒng)7

5、個(gè)從站同時(shí)工作，對(duì)工件依次進(jìn)行落料、噴涂烘干、加蓋、穿銷(xiāo)、檢測(cè)、分揀、入庫(kù)等操作，各站間通過(guò)ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊，在主站的控制下實(shí)現(xiàn)相關(guān)的互鎖、數(shù)據(jù)傳送操作。,二、實(shí)訓(xùn)裝置組成、工作原理、控制要求及 機(jī)構(gòu)功能,落料,噴涂烘干,物流倉(cāng)儲(chǔ),分揀輸送,檢測(cè),穿銷(xiāo),加蓋,（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(gè)從站同時(shí)工作，對(duì)工件依次進(jìn)行落料、噴涂烘干、加蓋、穿銷(xiāo)、檢測(cè)、分揀、入庫(kù)等操作，各站間通過(guò)ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊，在主站的控制下實(shí)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(duì)各從站的工作狀態(tài)

6、進(jìn)行模擬。在單機(jī)模式下，各從站獨(dú)立運(yùn)行，站間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送。,（一） 系 統(tǒng) 要 求,（二）、流程要求：,（三）、控制要求,控制要求,站一：落料單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,2、組成與功能 1、四槽輪、鎖止?。簩㈦姍C(jī)的持續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成間歇運(yùn)動(dòng)； 2、傳動(dòng)齒輪：包括圓柱齒輪1、2、圓錐齒輪1、2、同步輪1、2，將四槽輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳動(dòng)到推料轉(zhuǎn)盤(pán)； 3、推料轉(zhuǎn)盤(pán)：推動(dòng)工件在落料平臺(tái)上滑動(dòng)至落料口落料； 4、光電傳感器1、2：工件有無(wú)檢測(cè)、落料完成檢測(cè)，為PLC提供工件或托 盤(pán)到位的信號(hào)，調(diào)節(jié)檢測(cè)距離19cm； 5、電感傳感器1、2：工位定位檢測(cè)、托盤(pán)定位檢測(cè)，為PLC提供定位信 號(hào)，檢測(cè)距離5mm； 6、阻擋

7、氣缸：常態(tài)伸出阻擋托盤(pán)，保證托盤(pán)定位準(zhǔn)確，由單向電磁閥控 制； 7、磁性開(kāi)關(guān)：感應(yīng)氣缸當(dāng)前的動(dòng)作狀態(tài)，向PLC提供氣缸狀態(tài)信號(hào)； 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(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)鎖止弧轉(zhuǎn)動(dòng)；,站二：噴涂烘干單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,2、組成與功能 1、加熱罐：一個(gè)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(guò)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；

8、7、光電傳感器：檢測(cè)工件是否到位，為PLC提供工件到位信號(hào)，調(diào)節(jié)檢測(cè)距離 19cm； 8、電感傳感器：檢測(cè)托盤(pán)是否到位，為PLC提供托盤(pán)到位信號(hào)，檢測(cè)距離為 5mm； 9、阻擋氣缸：常態(tài)伸出阻擋托盤(pán)，確保托盤(pán)定位準(zhǔn)確，由單向電磁閥控制； 10、磁性開(kāi)關(guān)：感應(yīng)氣缸當(dāng)前的動(dòng)作狀態(tài)，向PLC提供氣缸狀態(tài)信號(hào)； 11、溫度繼電器：若加熱失控，加熱絲加熱如超過(guò)極限溫度時(shí)，自動(dòng)斷掉加熱電 源，停止加熱；,站三：加蓋單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,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(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)。 3、直流減速電機(jī)1：驅(qū)動(dòng)輸送線 4、直流減速電機(jī)2：驅(qū)動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng) 5、光電傳感器：用于檢

9、測(cè)滑道式工件架是否有工件蓋。檢測(cè)距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍19cm。 6、電感傳感器1：用于檢測(cè)托盤(pán)有無(wú),檢測(cè)距離5mm。 7、電感傳感器2：用于檢測(cè)搖臂有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)到位,檢測(cè)距離5mm。 8、電容傳感器：用于檢測(cè)工件、工件蓋有無(wú)，檢測(cè)距離可由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)。 9、行程開(kāi)關(guān)：用于搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)的極限位檢測(cè)。 10、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。 11、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，氣缸推出。 12、擋料氣缸：用于擋住托盤(pán)，并完成托盤(pán)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

10、件蓋在氣缸沒(méi)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(pán)，使吸盤(pán)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(pán)：用于吸取工件蓋，由雙控電磁閥控制。,站四：穿銷(xiāo)單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,2、組成與功能 1、料斗：存放銷(xiāo)釘。 2、槽形下料機(jī)構(gòu)：完成單個(gè)銷(xiāo)釘輸送。 3、不完全齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：帶動(dòng)槽形下料機(jī)構(gòu)做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 4、直流減速電機(jī)1：驅(qū)動(dòng)輸送線 5、直流減速電機(jī)2：驅(qū)動(dòng)槽形下料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng) 6、光電傳感器：用于檢測(cè)料斗否有工件蓋。 7、光纖傳感器：用于檢測(cè)工件中有無(wú)銷(xiāo)釘，檢測(cè)距離可在光纖放大器調(diào)節(jié)。 8、電感傳感器：用于檢測(cè)搖臂有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)到位,檢測(cè)距離5mm。

11、 9、電容傳感器：用于檢測(cè)工件，檢測(cè)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(cè)，當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā)出一個(gè) 到位信號(hào)。 11、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，氣缸推 出。 12、擋料氣缸：用于擋住托盤(pán)，并完成托盤(pán)定位。由單控電磁閥控制。 13、落料氣缸：用于將銷(xiāo)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(xiāo)氣缸：用于將銷(xiāo)釘頂入工件，完成穿銷(xiāo)動(dòng)作，由單控電磁閥控制。,站五：檢測(cè)單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,2、組成與功能 1、觸摸屏：顯示檢測(cè)結(jié)果。 2、直流減速電機(jī)：驅(qū)動(dòng)輸送線。 3、光電傳感器：用于檢測(cè)工件有無(wú)。檢測(cè)距離可

12、由傳感器頭的旋鈕調(diào)節(jié)， 調(diào)節(jié)檢測(cè)范圍19cm。 4、光纖傳感器：用于檢測(cè)銷(xiāo)釘有無(wú)，檢測(cè)距離可在光纖放大器調(diào)節(jié)。 5、對(duì)射傳感器：用于檢測(cè)工件蓋有無(wú)。 6、電感傳感器：用于檢測(cè)銷(xiāo)釘材質(zhì),檢測(cè)距離5mm。 7、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā) 出一個(gè)到位信號(hào)。 8、電磁閥：用于控制氣缸伸縮，當(dāng)PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作， 氣缸推出。 9、擋料氣缸：用于擋住托盤(pán)，并完成托盤(pán)定位。由單控電磁閥控制。 10、檢測(cè)氣缸：用于驅(qū)動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，由單控電磁閥控制。,站六：分揀輸送單元,1、組成結(jié)構(gòu)：,2、組成與功能 1、直線無(wú)桿氣缸：將機(jī)械手臂從起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，通過(guò)

13、兩頭的調(diào)速閥調(diào)節(jié)氣缸移動(dòng)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(cè)。當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán) 色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。 6、電感傳感器：用于托盤(pán)位置檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到托盤(pán)到位時(shí)給PLC一個(gè) 輸入信號(hào)，通過(guò)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(cè)托盤(pán)上工件有無(wú)，有工件時(shí)，給PLC一個(gè)輸入信號(hào)， 通過(guò)傳感器頂端電位器可調(diào)傳感器的靈敏度和距離。（棕色接

14、 “+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。,3、主要技術(shù)指標(biāo)： 控制電源：直流24V/6A PLC控制器:（西門(mén)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(kāi)關(guān)：CS-9D、CS-100、CS-30E 氣缸: MRU20300-SF2-A2、TMB20200-SA2、RTP10-90-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,站七

15、：物流倉(cāng)儲(chǔ)單元,組成結(jié)構(gòu),2、組成與功能 1、由步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流減速電機(jī)、直線無(wú)桿氣缸、擺動(dòng)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(kù)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(duì)成品工件分類(lèi)入庫(kù)、依次出庫(kù)。 2、步進(jìn)電機(jī)：驅(qū)動(dòng)直齒圓柱齒輪組，帶動(dòng)滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)X軸水平移動(dòng)。 3、交流伺服電機(jī)：驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿變速箱，動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)Y軸垂直運(yùn)動(dòng)。 4、直流減速電機(jī)：用于通過(guò)帶動(dòng)同步輪/帶驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)行。 5、直線無(wú)桿氣缸：將機(jī)械手從起點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，通過(guò)兩頭的調(diào)速閥調(diào)節(jié)氣缸移動(dòng)的速度。,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、磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán)色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。 9、電容傳感器：