TW-ZSX02自動(dòng)生產(chǎn)線拆裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)裝置

一、系統(tǒng)概述：

本裝置是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的，它適合機(jī)電一體、自動(dòng)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(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)、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(jī)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測(cè)單元。在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)上，強(qiáng)化自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)：

實(shí)訓(xùn)裝置貼近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求，是典型的自動(dòng)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(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)出發(fā)，考慮工學(xué)結(jié)合要求，融合機(jī)械、電氣、氣動(dòng)、傳感器、交流電機(jī)變頻調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)的項(xiàng)目教學(xué)法，采用PLC工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，能真實(shí)再現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線中的供料、檢測(cè)、搬運(yùn)、切削加工、裝配、輸送、分揀過(guò)程。

整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，具有明顯的動(dòng)手拆裝實(shí)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(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教學(xué)；能根據(jù)不同的任務(wù)進(jìn)行更換組合模塊，具有很強(qiáng)的可重組性，使教學(xué)或競(jìng)賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。

系統(tǒng)用于考核或技能競(jìng)賽時(shí)，可考察的職業(yè)能力有：

1、機(jī)械零部件的裝配與調(diào)整能力

2、機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力

3、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)電路安裝接線能力

4、氣動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

5、機(jī)電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力

6、自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

7、PLC工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

四、系統(tǒng)組成

1、供料站：

主要由井式工件庫(kù)、推料氣缸、物料臺(tái)、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過(guò)程描述：系統(tǒng)啟動(dòng)后，推料氣缸推出，把工件庫(kù)中底層的工件推至物料臺(tái)上。工件到位傳感器檢測(cè)到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運(yùn)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送至切削加工站。

2、加工站：（切削中心）

主要由物料臺(tái)、物料夾緊裝置、龍門式二維運(yùn)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、主軸電機(jī)、滾珠絲桿副、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過(guò)程描述：該站主要完成對(duì)工件的切削加工。當(dāng)搬運(yùn)站機(jī)械手把工件運(yùn)送到該站物料臺(tái)上，且光電傳感器檢測(cè)到工件后，機(jī)械手指夾緊工件，二維運(yùn)動(dòng)裝置絲桿開始動(dòng)作，主軸電機(jī)啟動(dòng)，切削加工完成后，主軸電機(jī)停止，二維運(yùn)動(dòng)裝置絲桿帶動(dòng)主軸回零點(diǎn)，物料臺(tái)重新伸出，到位后，機(jī)械手指松開，由搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并夾緊工件，將其運(yùn)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(tái)、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(jī)及驅(qū)動(dòng)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過(guò)程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過(guò)程。當(dāng)搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手把工件運(yùn)送到裝配站旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上后，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)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(gè)工件；擋料氣缸縮回，工件庫(kù)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(kù)底層，同時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)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(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到待搬運(yùn)位置后，搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)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(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過(guò)濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對(duì)射傳感器、計(jì)數(shù)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過(guò)程描述：該站主要完成對(duì)上站傳送至本站的裝配完畢的工件進(jìn)行分揀。系統(tǒng)入料口光電傳感器檢測(cè)到有工件，變頻器啟動(dòng)并帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，將工件送入分揀區(qū)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣缸將白色工件推入1號(hào)料槽、黑色工件導(dǎo)入2號(hào)料槽，當(dāng)對(duì)射傳感器檢測(cè)到有物料入槽、傳輸皮帶停止工作，等待下一個(gè)工件，同時(shí)計(jì)數(shù)器記錄工件入庫(kù)個(gè)數(shù)。

5、搬運(yùn)站：

主要由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過(guò)程描述：該站主要完成向各個(gè)工作站輸送工件。系統(tǒng)復(fù)位先回原點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點(diǎn)位置后，系統(tǒng)啟動(dòng)，井式供料站養(yǎng)料到物料臺(tái)后，光電傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，搬運(yùn)機(jī)械手伸出將工件搬運(yùn)到切削加工站物料臺(tái)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(kù)。

五、系統(tǒng)配置清單

表一：基本配置表(標(biāo)配西門子系統(tǒng))

三菱：

六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

（一）氣動(dòng)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：?jiǎn)纬鰲U氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動(dòng)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(dòng)控制元件，可完成下列氣動(dòng)技術(shù)的安裝調(diào)試訓(xùn)練任務(wù)：

1、氣動(dòng)方向控制回路的安裝與調(diào)試

2、氣動(dòng)速度控制回路的安裝與調(diào)試

3、氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制回路的安裝與調(diào)試

4、氣動(dòng)順序控制回路的安裝與調(diào)試

5、氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝與調(diào)試

6、氣動(dòng)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(jī)模塊、MM420變頻器模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

2、異步電機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫

3、步進(jìn)電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

4、交流伺服電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

5、氣動(dòng)方向控制程序編寫

6、氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫

7、氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫

8、皮帶輸送控制程序編寫

9、自動(dòng)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(chǎng)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(tái)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(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試項(xiàng)目

井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)、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(jī)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測(cè)單元為硬件平臺(tái)，可完成下列機(jī)電設(shè)備安裝和控制的訓(xùn)練任務(wù)：

1、井式供料機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

2、切削加工機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

3、多工位裝配機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

4、氣動(dòng)機(jī)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(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

7、自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試