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　　一、設(shè)備簡述

　　柔性自動化生產(chǎn)線主要包括供料、搬運(yùn)、加工、工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)、裝配、輸送檢測、搬運(yùn)分揀和倉儲等環(huán)節(jié)，涉及到氣動控制、機(jī)械、傳感器應(yīng)用、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)、伺服位置控制、視覺檢測、RFID識別、PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線等多門綜合技術(shù)。系統(tǒng)中的每個環(huán)節(jié)設(shè)計成單個可以自由移動的工作站，柔性自動化生產(chǎn)線方便師生自主設(shè)計組合成各種類型的工業(yè)生產(chǎn)線，每個工作站都由一臺PLC單系統(tǒng)控制，使每個站既能單獨(dú)運(yùn)行，也可通過網(wǎng)絡(luò)通訊實現(xiàn)全線運(yùn)行。適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計算機(jī)控制、自動控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。

　　二、設(shè)備主要參數(shù)

　　1.輸入電源：單相三線～220V±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：<2kVA;

　　4.整機(jī)尺寸：3800mm×1700mm×1500m。

　　三、設(shè)備組成及功能

　　1.實訓(xùn)桌

　　(1)桌體：柔性自動化生產(chǎn)線采用國標(biāo)鋁型材拼接而成，并采用1.2mm厚的冷軋鋼板做固定板并起到防火作用，且堅實耐用。配套優(yōu)質(zhì)鋁合金封邊條。系統(tǒng)安裝區(qū)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同還可設(shè)計成單、雙系統(tǒng)控制樣式。安裝有帶剎車萬向輪子，使整個裝置可靈活移動及固定。

　　(2)桌面：以經(jīng)氧化處理的高材質(zhì)20mm×80mm國標(biāo)鋁合金作為桌面材料。

　　2.供料單元

　　(1)功能：放置在轉(zhuǎn)盤中待加工工件(原料)通過提升氣缸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)自動將工件供應(yīng)到出料口處，以便搬運(yùn)單元的機(jī)械手將其抓取，搬運(yùn)到后續(xù)單元上。

　　(2)組成：旋轉(zhuǎn)料盤，閥組，端子排組件，警示燈，西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴(kuò)展模塊、PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線、急停按鈕和啟動/停止按鈕、走線槽、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　3.搬運(yùn)站：

　　(1)功能：把未加工的工件從出料口處搬運(yùn)到后續(xù)加工區(qū)域去進(jìn)行加工。

　　(2)組成：手爪氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、手爪提升氣缸、緩沖器、雙桿氣缸組成的機(jī)械手機(jī)構(gòu)、電磁閥組、安裝支架、西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴(kuò)展模塊、PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　4.加工站：

　　(1)功能：把待加工工件從物料臺轉(zhuǎn)送到加工區(qū)域銑槽電機(jī)的正下方，完成對工件的銑槽加工，然后把加工好的工件轉(zhuǎn)送到另一邊物料臺的過程。

　　(2)組成：旋轉(zhuǎn)工作臺機(jī)構(gòu)(6工位，直流電機(jī)分盤)、加工(銑槽)機(jī)構(gòu)(3種刀具、步進(jìn)電機(jī)分盤、配3只直流電機(jī))、電磁閥組、接線端口、西門子PLC S7-200 SMART CPU ST30+EM DR16(26路DI/20路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴(kuò)展模塊、PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線、急停按鈕和啟動、停止、復(fù)位按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌等。

　　(3)旋轉(zhuǎn)工作臺機(jī)構(gòu)：固定被加工件，并把工件轉(zhuǎn)送到加工(銑槽)機(jī)構(gòu)和加工(沖壓)機(jī)構(gòu)正下方進(jìn)行加工。它主要由工件固定件、旋轉(zhuǎn)盤速步進(jìn)電機(jī)、光纖傳感器、電感式接近關(guān)、漫射式光電傳感器組成。

　　(4)加工(銑槽)機(jī)構(gòu)：對工件進(jìn)行銑槽加工。它主要由上下氣缸、銑槽電機(jī)、安裝支架、磁感應(yīng)接近開關(guān)等組成。

　　5.工業(yè)機(jī)器人(四軸)搬運(yùn)站

　　(1)功能：把加工單元加工完畢的工件搬運(yùn)到輸送檢測站，等待輸送站把工件輸送到裝配站裝配結(jié)束后把工件輸送到搬運(yùn)分揀站，然后回到初始位置時，再把工件搬運(yùn)到輸送站。

　　(2)組成：工業(yè)機(jī)器人，電磁閥組，接線端口、西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴(kuò)展模塊、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　(3)工業(yè)機(jī)器人

　　柔性自動化生產(chǎn)線采用廣數(shù)RSP600B15水平關(guān)節(jié)4軸工業(yè)機(jī)器人，最大負(fù)載5KG。運(yùn)動半徑600mm。重復(fù)定位精度±0.01mm，并配備配套的工業(yè)機(jī)器人示教器和控制器，工業(yè)機(jī)器人教學(xué)軟件作為參考。

　　6.裝配站

1. 功能：將生產(chǎn)線中分散的兩個物料進(jìn)行裝配的過程。主要通過對自身物料倉庫的物料按生產(chǎn)需要進(jìn)行分配，并使用機(jī)械吸盤將其插入放在在裝配臺上的物料中心孔的過程。

2. 組成：料倉(2個)，供料機(jī)構(gòu)，機(jī)械吸盤機(jī)構(gòu)，氣動系統(tǒng)及其閥組，信號采集及其自動控制系統(tǒng)，西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通信模塊、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈實訓(xùn)桌等，以及用于電氣連接的端子排組件等組成。

3. 供料機(jī)構(gòu)：它的動作過程是前后運(yùn)行的，前后工作的氣缸在系統(tǒng)分類信號的作用下帶動供料機(jī)構(gòu)沿著燕型滑塊進(jìn)行往返運(yùn)動，供料機(jī)構(gòu)帶有兩個出倉口對應(yīng)兩個簡易料倉的兩種物料，初始位置處于縮回位置第一出倉口對應(yīng)著固定推料桿的位置在系統(tǒng)的控水平氣缸伸出帶動使第二出口現(xiàn)對應(yīng) 著固定推料桿的位置，從而黑白物料的分類裝配，推料桿通過推料氣缸的伸縮，把下落在出倉口處的物料推到定料臺上然后縮回。定料臺裝有頂氣缸初始位處于伸出。主要作用是上頂機(jī)械臂，讓物料順利的被推到定料臺上。

4. 機(jī)械吸盤機(jī)構(gòu)：將供料機(jī)構(gòu)選推出來的物料，吸住后旋轉(zhuǎn)180度插入放在在裝配臺上的物料中心孔的過程 ，機(jī)械吸盤的旋轉(zhuǎn)過程也是一個傳動的過程。

5. 電磁閥組：由3個電磁閥組成，2個二位五通單電控和1個二位五通雙電控電磁換向閥組成，分別對物料分配，位置變換和裝配動作氣路進(jìn)行控制。

　　7.輸送站：

　　(1)功能：柔性自動化生產(chǎn)線主要起到對上一單元送來的已加工，裝配的工件傳送提供到下一單元的作用，真實模擬自動化生產(chǎn)線的傳送帶機(jī)構(gòu)。

　　(2)組成：由傳送機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)兩大機(jī)構(gòu)組成，再結(jié)合西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通信模塊、西門子最新一代V20變頻器供電AC220V功率0.37kw、旋轉(zhuǎn)氣缸、編碼器、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　(3)傳送機(jī)構(gòu)：主要主要傳送帶、光纖傳感器、工件導(dǎo)向件等組成。把安裝搬運(yùn)過來加工好的的工件進(jìn)行傳輸，輸送到另一端點。導(dǎo)向件是用糾安裝搬運(yùn)過來的工件。

　　(4)視覺檢測：由相機(jī)抓取工件圖像，將圖像分析判別顏色，再將工件識別到的顏色進(jìn)行記憶，以便后續(xù)的分揀入庫工序的進(jìn)行。

　　(5)RFID檢測：射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。識別原料上的電子標(biāo)簽，將其標(biāo)簽的信息記憶，以便后續(xù)分揀入庫工序的進(jìn)行。

　　8.搬運(yùn)分揀站

　　(1)功能：主要是將輸送單元將已經(jīng)加工裝配好的工件輸送到搬運(yùn)分揀位置時，搬運(yùn)分揀單元將其搬運(yùn)到倉儲單元。

　　(2)組成：主要由搬運(yùn)手爪和步進(jìn)電機(jī)、電缸、電磁閥組、西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通信模塊、接線端口、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　(3)搬運(yùn)手爪：搬運(yùn)手爪手是整個搬運(yùn)分揀單元的核心。當(dāng)本單元接收到系統(tǒng)信號時，機(jī)械手從初始狀態(tài)開始執(zhí)行搬運(yùn)過程。

　　9.倉儲站：立體倉儲全部采用機(jī)械加工設(shè)計。

　　(1)功能：倉儲單元傳在本系統(tǒng)中的最末單元，完成對上一單元搬運(yùn)來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀入庫，對應(yīng)系統(tǒng)分揀的結(jié)果把工件放入不同的庫位。

　　(2)組成：柔性自動化生產(chǎn)線主要由搬運(yùn)手臂裝置和立體庫兩大機(jī)構(gòu)組成，再結(jié)合固定支架、電磁閥組、旋轉(zhuǎn)氣缸、線軌、齒條、西門子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線通信模塊、步進(jìn)、伺服、接線端口、拖鏈、急停按鈕和啟動/停止按鈕、單機(jī)和聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行指示燈、實訓(xùn)桌、接線端口、模數(shù)化插座等。

　　(3)三自由度機(jī)械手臂裝置：整體在步進(jìn)電機(jī)傳動組件的滑動溜板上，在傳動組件帶動下整體作直線上下和左右的往復(fù)運(yùn)動，定位到立體庫臺的各個庫位。

　　10.主站

　　控制臺主要由西門子SIMATIC S7-300, CPU 313C-2DP, 湊型CPU帶有MPI,16數(shù)字量輸入/16數(shù)字量輸出,3個高速計數(shù)器(30 KHZ),集成DP接口,集成24V DC 電源,128KB 工作存儲區(qū),前連接器(1 X 40針),配套64K MMC卡，以及二位選擇開關(guān)、啟動和停止開關(guān)、急停開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、7寸彩色觸摸屏(SMART700IE)、

　　電氣網(wǎng)孔板等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。