TW-ZSX02自動生產(chǎn)線拆裝與調(diào)試實訓(xùn)裝置
一、系統(tǒng)概述：
本裝置是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，它適合機電一體、自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。該裝置采用型材結(jié)構(gòu)，其上安裝有井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動機械手搬運、皮帶傳送分揀等工作站及相應(yīng)的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機模塊、步進電機驅(qū)動模塊、伺服電機驅(qū)動模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測單元。在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上，強化自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。
二、系統(tǒng)特點：
實訓(xùn)裝置貼近工業(yè)現(xiàn)場要求，是典型的自動生產(chǎn)線，設(shè)備從選材、工藝、流程、結(jié)構(gòu)、控制等各方面應(yīng)從實際工業(yè)現(xiàn)場出發(fā)，考慮工學(xué)結(jié)合要求，融合機械、電氣、氣動、傳感器、交流電機變頻調(diào)速、步進電機驅(qū)動控制、伺服電機驅(qū)動控制、PLC控制及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)，能開展任務(wù)驅(qū)動的項目教學(xué)法，采用PLC工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，能真實再現(xiàn)工業(yè)自動生產(chǎn)線中的供料、檢測、搬運、切削加工、裝配、輸送、分揀過程。
整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓(xùn)功能，可以拆裝到各零部件及每顆細(xì)小的螺絲，能很好的服務(wù)于項目實訓(xùn)教學(xué)；能根據(jù)不同的任務(wù)進行更換組合模塊，具有很強的可重組性，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。
系統(tǒng)用于考核或技能競賽時，可考察的職業(yè)能力有：
1、機械零部件的裝配與調(diào)整能力
2、機電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力
3、工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)電路安裝接線能力
4、氣動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力
5、機電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力
6、自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力
7、PLC工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的安裝、編程與調(diào)試能力
三、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線（或三相五線）～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：≤1.5kVA
4、外形尺寸：1980mm×1040mm×1300mm（不包括電腦桌）
5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
四、系統(tǒng)組成
1、供料站：
主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機械零部件構(gòu)成。
工作過程描述：系統(tǒng)啟動后，推料氣缸推出，把工件庫中底層的工件推至物料臺上。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運機械手伸出并抓取該工件，并將其運送至切削加工站。
2、加工站：（切削中心）
主要由物料臺、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、主軸電機、滾珠絲桿副、支架、機械零部件構(gòu)成。
工作過程描述：該站主要完成對工件的切削加工。當(dāng)搬運站機械手把工件運送到該站物料臺上，且光電傳感器檢測到工件后，機械手指夾緊工件，二維運動裝置絲桿開始動作，主軸電機啟動，切削加工完成后，主軸電機停止，二維運動裝置絲桿帶動主軸回零點，物料臺重新伸出，到位后，機械手指松開，由搬運站機械手伸出并夾緊工件，將其運送至裝配站。
3、裝配站（三工位）
主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)民作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、交流伺服電機及驅(qū)動器、支架、機械零部件構(gòu)成。
工作過程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過程。當(dāng)搬運站氣動機械手把工件運送到裝配站旋轉(zhuǎn)工作臺上后，旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到井式供料單元下方，井式供料單元頂料氣缸伸出頂住倒數(shù)第二個工件；擋料氣缸縮回，工件庫中底層的工件落到待裝配工件上，擋料氣缸伸出到位，頂料氣缸縮回物料落到工件庫底層，同時旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到?jīng)_壓裝配單元下方，沖壓氣缸下壓，完成工件緊合裝配后，氣缸回到原位，旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)到待搬運位置后，搬運站氣動機械手伸出并抓取該工件，并將其運送往物料分揀站。
4、分揀站：
主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、計數(shù)器、支架、機械零部件構(gòu)成。
工作過程描述：該站主要完成對上站傳送至本站的裝配完畢的工件進行分揀。系統(tǒng)入料口光電傳感器檢測到有工件，變頻器啟動并帶動傳送帶運動，將工件送入分揀區(qū)，通過旋轉(zhuǎn)氣缸將白色工件推入1號料槽、黑色工件導(dǎo)入2號料槽，當(dāng)對射傳感器檢測到有物料入槽、傳輸皮帶停止工作，等待下一個工件，同時計數(shù)器記錄工件入庫個數(shù)。
5、搬運站：
主要由直線電機驅(qū)動器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運機械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機械零部件構(gòu)成。
工作過程描述：該站主要完成向各個工作站輸送工件。系統(tǒng)復(fù)位先回原點，當(dāng)?shù)竭_原點位置后，系統(tǒng)啟動，井式供料站養(yǎng)料到物料臺后，光電傳感器檢測到有工件時，搬運機械手伸出將工件搬運到切削加工站物料臺上，等加工站加工完畢后，再將工件送到三位裝配站完成兩種不同工件裝配，最后將兩種工件成品送到分揀站分揀入庫。
五、系統(tǒng)配置清單
表一：基本配置表(標(biāo)配西門子系統(tǒng))
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序號
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名稱
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規(guī)格
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數(shù)量
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單位
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備注
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1
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工作臺
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1980mm×960mm×800mm
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1
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張
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2
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PLC模塊
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西門子CPU222(AC/DC/RLY)
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2
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臺
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8DI/600
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西門子CPU224(DC/DC/DC)
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2
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臺
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14DI/10D0
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西門子CPU226(DC/DC/DC)
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1
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臺
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24DI/16D0
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3
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變頻器模塊
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西門子MM420 功率≥0.75KW
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1
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臺
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4
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電源模塊
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三相電源總開關(guān)(帶漏電和短路保護)1個、熔斷器4只、單相三極電源插座4個、安全插座7只，DC24 5A電源
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1
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塊
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5
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按鈕模塊
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開關(guān)電源24V/6A 1組、轉(zhuǎn)換開關(guān)2只、復(fù)位按鈕(紅、黃、綠各1只)、24V指示燈(紅黃綠各2只)、急停按鈕1只、蜂鳴器1只
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1
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塊
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6
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步進電機驅(qū)動模塊
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由步進電機驅(qū)動器、指示燈、開關(guān)電源組成
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1
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套
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7
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伺服電機驅(qū)動模塊
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由交流伺服電機、伺服電機驅(qū)動器組成
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1
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套
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8
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觸摸屏模塊
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昆侖通態(tài) 7英寸
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1
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套
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9
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供料機構(gòu)
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主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機械零部件構(gòu)成
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1
|
套
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10
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加工機構(gòu)
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主要由物料臺、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、主軸電機、滾珠絲桿副、支架、機械零部件構(gòu)成
|
1
|
套
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11
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裝配機構(gòu)
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主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、交流伺服電機及驅(qū)動器、支架、機械零部件構(gòu)成
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1
|
套
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12
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分揀機構(gòu)
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主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、計數(shù)器、支架、機械零部件構(gòu)成
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1
|
套
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|
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13
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搬運機構(gòu)
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主要由直線電機驅(qū)動器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運機械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機械零部件構(gòu)成
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1
|
套
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|
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14
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接線端子板
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接線端子排及安全型插座
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1
|
套
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15
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工件
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含大小黑白工件
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1
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套
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16
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電源線
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單相三芯電源線
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4
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根
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17
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實訓(xùn)導(dǎo)線
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強電、弱電連接導(dǎo)線
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1
|
套
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18
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PU氣管
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Φ4/Φ6若干
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1
|
套
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19
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氣動接頭
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氣動快插式三通接頭EPE6
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5
|
只
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20
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PLC編程電纜
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PC/PPI
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2
|
根
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|
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21
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配套光盤
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PLC編程軟件(DEMO版)、使用手冊、程序等
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1
|
套
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22
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配套工具
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工具箱：十字長柄螺絲刀、大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀、鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗電筆，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手(8把)
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1
|
套
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23
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掛線架
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TH-JD20
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1
|
個
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|
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24
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型材電腦桌
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TH-JD21
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1
|
張
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|
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25
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靜音氣泵
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0.4~0.8MPa
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1
|
臺
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26
|
計算機
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品牌機
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1
|
臺
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用戶自配
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表2：PLC及變頻器選配表(用戶可根據(jù)需要進行選配)
三菱：
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序號
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名稱
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型號規(guī)格
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數(shù)量
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1
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三菱PLC
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FX3U-38MR 8路數(shù)字量輸入/8路繼電器輸出
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2只
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2
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三菱PLC
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FX3U-16MT 8路數(shù)字量輸如/8路晶體管輸出
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1只
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3
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三菱PLC
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FX3U-48MT 24路數(shù)字量輸入/25路晶體管輸出
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2只
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4
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三菱通信模塊
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FX3U-485BD
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5只
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5
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三菱變頻器
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FR-E740 功率≥0.75kw
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1只
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六、實訓(xùn)項目
（一）氣動控制回路安裝與調(diào)試
該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關(guān)，如：單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動執(zhí)行元件、單控電磁閥、雙控電磁閥和磁性開關(guān)等，基于這些氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的安裝調(diào)試訓(xùn)練任務(wù)：
1、氣動方向控制回路的安裝與調(diào)試
2、氣動速度控制回路的安裝與調(diào)試
3、氣動旋轉(zhuǎn)控制回路的安裝與調(diào)試
4、氣動順序控制回路的安裝與調(diào)試
5、氣動機械手裝置的安裝與調(diào)試
6、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
（二）電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫
該裝置配有西門子S7-200主機模塊、MM420變頻器模塊、伺服電機驅(qū)動模塊、步進電機驅(qū)動模塊和各種傳感器等，基于這些模塊，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：
1、異步電機控制電路的連接與控制程序編寫
2、異步電機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫
3、步進電機控制電路的連接與控制程序編寫
4、交流伺服電機控制電路的連接與控制程序編寫
5、氣動方向控制程序編寫
6、氣動順序動作控制程序編寫
7、氣動機械手控制程序編寫
8、皮帶輸送控制程序編寫
9、自動生產(chǎn)線控制程序編寫
（三）PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試
本系統(tǒng)選用西門子S7-200PLC作為主控制器，其本身集成RS485通信口具備PPI網(wǎng)絡(luò)通信功能，基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：
1、PPI網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試
2、PPI網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試
3、基于多臺西門子S7-200 PLC的復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試
（四）機電設(shè)備安裝與調(diào)試項目
井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動機械手搬運、皮帶傳送分揀等工作站及相應(yīng)的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機模塊、步進電機驅(qū)動模塊、伺服電機驅(qū)動模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測單元為硬件平臺，可完成下列機電設(shè)備安裝和控制的訓(xùn)練任務(wù)：
1、井式供料機構(gòu)的安裝與調(diào)試
2、切削加工機構(gòu)的安裝與調(diào)試
3、多工位裝配機構(gòu)的安裝與調(diào)試
4、氣動機械手設(shè)備安裝與調(diào)試
5、輸送線設(shè)備安裝與調(diào)試
6、工件分揀機構(gòu)的安裝與調(diào)試
7、自動生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試
