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光機電氣一體化控制實訓系統
編輯:2019年马会全年资料   時間:2017-11-23

FCRX-1型模塊式柔性自動環形生産線實驗系統(工程型)

一、産品概述
1、光機電氣一體化控制實訓系統組成
模塊式柔性自動環形生産線實驗系統由五個分系統構成即:數字化設計分系統、模拟加工制造分系統、檢測裝配分系統、生産物分流系統和信息管理分系統。它應包含供料檢測單元,操作手單元,加工單元,搬運單元,安裝單元,圖像檢測單元,提取單元,分類存儲單元,環形輸送單元,總控平台等多個單元模塊。系統具有可進行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生産能力等,采用數字化信息系統管理模式,每一台設備均采用網絡型式對外聯接,由服務器統一管理生産過程中的各種數字聯接任務,具有現代化柔性制造加工系統的特征。

2、功能
既能完成認知型和綜合型實驗實訓,又能完成開發設計型實驗實訓,還能實現學生現場動手操作和網絡計算機同步觀測與分析相結合;對樣件具有全程演示及生産能力;系統應具有全自動控制功能,能充分展示現代工業中進行數字化管理生産的各個環節;系統應具有單機獨立控制、獨立運行功能;系統應具有啟停控制、動态作業計劃調度、庫存資源動态顯示、系統故障診斷與處理、工件位置動态顯示等等功能。
該系統除能服務于工程訓練實踐教學環節外,還應能覆蓋相關課程,并能進行相關的實踐性教學環節,具體如下:
(1)可服務的相關課程
機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統設計、數控技術、機電系統仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數控加工技術、虛拟與仿真技術等,和其它相關課程。
(2)教學演示類項目
柔性化加工系統演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、自動傳輸系統演示、工件自動裝配演示、産品自動倉儲系統演示等等。
(4)專業綜合訓練類、設計類等項目
機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數字化技術項目綜合訓練、多軸數控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統綜合設計、機電一體化系統綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統應用設計、系統供電方案應用設計、計算機輔助工藝規程設計、數據庫應用及開發、總控系統的應用與開發、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組态系統設計、生産實習、畢業實習、畢業設計等等。
二、技術性能
輸入電源:三相四線~380V±10% 50Hz
工作環境:溫度-10℃~+40℃  相對濕度≤85%(25℃) 海拔<4000m
裝置容量:<4.5kVA
外形尺寸:7000mm×4500mm×2400mm
安全保護:具有漏電保護,安全符合國家标準
三、實訓内容
1、PLC的設計與應用
1.數據傳輸功能實訓
2.定時、計數、移位功能實訓
3.比較功能實訓
4.步進功能的應用實訓
5.跳轉功能的應用實訓
6.子程序調用功能的應用實訓
7.中斷控制功能的應用實訓
8.變頻調速的PWM控制功能的應用實訓
9.檢測系統的程序設計
10.變頻調速環行自動傳輸系統的程序設計
11.自動儲存系統的程序設計
2、傳感器技術及應用
1.光電傳感器的特性研究及應用
2.電感傳感器的特性研究及應用
3.電磁傳感器的特性研究及應用
4.位置傳感器的特性研究及應用
3、氣動控制技術
1.電控氣動閥的工作原理及應用
2.真空發生器的工作原理及應用
3.氣動二聯體的工作原理及應用
4.各種氣缸的工作原理及應用
4、運動控制系統
1.直流電機的控制技術
2.交流電機的變頻調速技術
3.步進電機的定位控制技術
5、組态監控及人機界面技術
1.組态監控軟件的基本應用
2.組态監控軟件通信應用實訓
6、機械結構訓練技術
1.同步帶傳動機構的設計及特性研究
2.直齒輪傳動機構的設計及特性研究
3.錐齒輪傳動機構的設計及特性研究
4.直線導軌的設計及特性研究
5.滾珠絲杆的特性研究及應用
7、故障檢測技術技能培訓
1.程序故障設置的排除訓練
2.參數故障設置的排除訓練
3.電氣接線故障設置的排除訓練
4.機械故障設置的排除訓練
8、網絡通訊技術和PROFIBUS總線技術
1.網絡通訊基礎的原理與應用
2.PROFIBUS-DP模塊的研究與應用
3.PROFIBUS通訊協議的研究與應用
4.PROFIBUS主站與從站之間的通訊研究
四、系統組成
系統的硬件由九個基本單元站組成
(一)總控平台
總控平台主要由三相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀态指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、複位開關、10.4英寸工業彩色觸摸屏等組成,主要完成監視各分站的工作狀态并協調各站運行,完成工業控制網絡的集成。
(二)上料單元
上料單元主要由料鬥、回轉台、螺旋導料機構、直流減速電機、工件滑道、計數電容開關、光電開關等組成。主要完成将工件從回傳上料台依次送到檢測工位。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz /DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊1西門子
單杆氣缸行程:75mm1
直流減速電機10W/24V    5r/m1
檢測傳感器光電漫反射 檢測距離50~300mm、磁感式4

 

(二) 操作手單元
由機械手、橫臂、回轉台、機械手爪、配重塊等組成,主要完成對工件的搬運。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz /DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊1西門子
旋轉氣缸0°~180°1
雙聯氣缸行程:100mm1
平行氣夾缸徑:16mm1
單杆氣缸行程:45mm1
檢測傳感器磁感式7

 

(三) 加工單元
由旋轉工作台、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統、加工組件、檢測組件、轉台到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台面860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模塊1西門子
直流減速電機10W/24V    5r/m1
步進電機三相6A 步距角1.2°1
步進電機驅動器10000脈沖/圈1
雙導杆氣缸行程:75mm1
單杆氣缸行程:45mm2
檢測傳感器光電、電感、磁感式10

 

(四)搬運單元
由機械手、移動滑台、安裝工作台、工業導軌、齒輪齒條、配重塊等組成,主要完成對工件的搬運。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊1西門子
薄型氣缸行程:50mm、90mm2
單杆氣缸行程:30mm1
平行氣夾缸徑:16mm1
檢測傳感器磁感式7

 

(五) 安裝單元
由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、搖臂等組成,主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊1西門子
單杆氣缸行程:60mm2
旋轉氣缸180°1
真空吸盤及發生器1
檢測傳感器磁感式6

 

(六)圖像形狀檢測單元
圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理控制器、顯示器、位移傳感器等組成。主要檢測加工完成後工件外觀形狀品質是否合格,通過攝像頭獲取工件的圖像,由圖像處理器完成工件合格與否的判斷并檢測加工孔深,将不合格工件剔除。
(七)提取單元
由機械手、直線移動機構、無杆氣缸、工業導軌等組成,主要完成對工件的提取及搬運。
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊1西門子
無杆氣缸行程:600mm1
薄型氣缸行程:45mm1
單杆氣缸行程:30mm1
平行氣夾缸徑:16mm1
檢測傳感器磁感式7

 

(八)分類存儲單元
由步進電機、滾珠絲杆、立體庫、推料氣缸、電磁閥等組成。主要完成對成品工件分類存儲。          
主要技術指标:

名稱型号規格數量備注
工作台面860mm×470mm1工業型材
供電電源/工作電壓AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1
工作氣壓0.5MPa
PLC模塊CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模塊1西門子
步進電機驅動器64細分2
步進電機1.5A 角距:1.8度2
單杆氣缸行程:45mm1
滾珠絲杆行程≥320mm2

 

(九)環行自動輸送線
環行自動輸送線主要由鋁合金型材基體、環行傳輸線、自動導向機構、變頻調速系統、自動定位機構等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送,不同工位的自動定位,從而大大提高了自動環形傳輸線的工作效率。
控制系統主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP),從站采用西門子S7-200(CPU224),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動設備層,并對現場反饋的信号進行采集,S7-300主站采集各從站數據,協調各站運行,并為上位機的監控程序提供數據,同時系統還配有工業以太網通信模塊和10.4英寸彩色工業觸摸屏,可以完成系統控制網絡的集成。
PLC模塊及變頻器選配表
表一:德國西門子

序号名稱規格數量單位備注
 1S7-300 PLCPS307電源1
 2CPU315-2DP CPU1
 3SM323 16DI/16DO1
 4CP343-1 工業以太網模塊1
 5S7-200 PLCCPU224CN(DC/DC/DC)2
 6CPU224CN(AC/DC/RLY)5
 7EM277 DP通信模塊7
 8EM2231
 9DP接頭14
 10變頻器MM420,AC380V供電,功率≥0.75kW1
 11軟件STEP7 Micro WIN SP4 V4.01
 12STEP7 V5.41
 13WinCC V6.01

 

配置清單

序号名稱規格數量單位備注
環行自動輸送線1
工件白色工件24
藍色工件24
金屬工件8
包裝盒10
電源線單相三芯電源線15
PU氣管Ф6、橙色50
PLC編程
電纜
USB/PPI
USM/MPI
1
PLC編程
軟件
STEP7 MicroWIN SP4 V4.0
STEP7 V5.4
WinCC V6.0
1DEMO版
配套工具工具箱:十字長柄螺絲刀,大、中、小号一字螺絲刀,中、小号十字螺絲刀,鐘表螺絲刀、剝線鉗,尖嘴鉗,剪刀,電烙鐵,鑷子,活動扳手,内六角扳手(9把)1
配套光盤使用手冊、程序等1
計算機主流品牌機1
空氣壓縮機靜音空氣壓縮機1靜音
氣動接頭氣動快插式三通接頭EPE612

 

 

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