自动化生产线
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    8站模块式柔性自动化生产线设备简述

    发布时间:2019-08-13 17:05:27

      一、设备简述

      柔性自动化生产线主要包括供料、搬运、加工、工业机器人搬运、装配、输送检测、搬运分拣和仓储等环节,涉及到气动控制、机械、传感器应用、PLC控制和组网、步进电机、伺服位置控制、视觉检测、RFID识别、PROFIBUS-DP 现场总线等多门综合技术。系统中的每个环节设计成单个可以自由移动的工作站,柔性自动化生产线方便师生自主设计组合成各种类型的工业生产线,每个工作站都由一台PLC单系统控制,使每个站既能单独运行,也可通过网络通讯实现全线运行。适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动控制等相关专业的教学和培训。

      二、设备主要参数

      1.输入电源:单相三线~220V±10% 50Hz;

      2.工作环境:温度-10℃~+40℃

      相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m;

      3.装置容量:<2kVA;

      4.整机尺寸:3800mm×1700mm×1500m。

      三、设备组成及功能

      1.实训桌

      (1)桌体:柔性自动化生产线采用国标铝型材拼接而成,并采用1.2mm厚的冷轧钢板做固定板并起到防火作用,且坚实耐用。配套优质铝合金封边条。系统安装区采用网孔板结构,根据结构的不同还可设计成单、双系统控制样式。安装有带刹车万向轮子,使整个装置可灵活移动及固定。

      (2)桌面:以经氧化处理的高材质20mm×80mm国标铝合金作为桌面材料。

      2.供料单元

      (1)功能:放置在转盘中待加工工件(原料)通过提升气缸和旋转电机自动将工件供应到出料口处,以便搬运单元的机械手将其抓取,搬运到后续单元上。

      (2)组成:旋转料盘,阀组,端子排组件,警示灯,西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP从站扩展模块、PROFIBUS-DP 现场总线、急停按钮和启动/停止按钮、走线槽、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      3.搬运站:

      (1)功能:把未加工的工件从出料口处搬运到后续加工区域去进行加工。

      (2)组成:手爪气缸、旋转气缸、手爪提升气缸、缓冲器、双杆气缸组成的机械手机构、电磁阀组、安装支架、西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP从站扩展模块、PROFIBUS-DP 现场总线、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      4.加工站:

      (1)功能:把待加工工件从物料台转送到加工区域铣槽电机的正下方,完成对工件的铣槽加工,然后把加工好的工件转送到另一边物料台的过程。

      (2)组成:旋转工作台机构(6工位,直流电机分盘)、加工(铣槽)机构(3种刀具、步进电机分盘、配3只直流电机)、电磁阀组、接线端口、西门子PLC S7-200 SMART CPU ST30+EM DR16(26路DI/20路DO)+ EM DP01 Profibus-DP从站扩展模块、PROFIBUS-DP 现场总线、急停按钮和启动、停止、复位按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯、实训桌等。

      (3)旋转工作台机构:固定被加工件,并把工件转送到加工(铣槽)机构和加工(冲压)机构正下方进行加工。它主要由工件固定件、旋转盘速步进电机、光纤传感器、电感式接近关、漫射式光电传感器组成。

      (4)加工(铣槽)机构:对工件进行铣槽加工。它主要由上下气缸、铣槽电机、安装支架、磁感应接近开关等组成。

      5.工业机器人(四轴)搬运站

      (1)功能:把加工单元加工完毕的工件搬运到输送检测站,等待输送站把工件输送到装配站装配结束后把工件输送到搬运分拣站,然后回到初始位置时,再把工件搬运到输送站。

      (2)组成:工业机器人,电磁阀组,接线端口、西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP从站扩展模块、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      (3)工业机器人

      柔性自动化生产线采用广数RSP600B15水平关节4轴工业机器人,最大负载5KG。运动半径600mm。重复定位精度±0.01mm,并配备配套的工业机器人示教器和控制器,工业机器人教学软件作为参考。

      6.装配站

    1. 功能:将生产线中分散的两个物料进行装配的过程。主要通过对自身物料仓库的物料按生产需要进行分配,并使用机械吸盘将其插入放在在装配台上的物料中心孔的过程。

    2. 组成:料仓(2个),供料机构,机械吸盘机构,气动系统及其阀组,信号采集及其自动控制系统,西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP现场总线通信模块、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯实训桌等,以及用于电气连接的端子排组件等组成。

    3. 供料机构:它的动作过程是前后运行的,前后工作的气缸在系统分类信号的作用下带动供料机构沿着燕型滑块进行往返运动,供料机构带有两个出仓口对应两个简易料仓的两种物料,初始位置处于缩回位置第一出仓口对应着固定推料杆的位置在系统的控水平气缸伸出带动使第二出口现对应 着固定推料杆的位置,从而黑白物料的分类装配,推料杆通过推料气缸的伸缩,把下落在出仓口处的物料推到定料台上然后缩回。定料台装有顶气缸初始位处于伸出。主要作用是上顶机械臂,让物料顺利的被推到定料台上。

    4. 机械吸盘机构:将供料机构选推出来的物料,吸住后旋转180度插入放在在装配台上的物料中心孔的过程 ,机械吸盘的旋转过程也是一个传动的过程。

    5. 电磁阀组:由3个电磁阀组成,2个二位五通单电控和1个二位五通双电控电磁换向阀组成,分别对物料分配,位置变换和装配动作气路进行控制。

      7.输送站:

      (1)功能:柔性自动化生产线主要起到对上一单元送来的已加工,装配的工件传送提供到下一单元的作用,真实模拟自动化生产线的传送带机构。

      (2)组成:由传送机构和传动机构两大机构组成,再结合西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP现场总线通信模块、西门子最新一代V20变频器供电AC220V功率0.37kw、旋转气缸、编码器、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关,运行指示灯、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      (3)传送机构:主要主要传送带、光纤传感器、工件导向件等组成。把安装搬运过来加工好的的工件进行传输,输送到另一端点。导向件是用纠安装搬运过来的工件。

      (4)视觉检测:由相机抓取工件图像,将图像分析判别颜色,再将工件识别到的颜色进行记忆,以便后续的分拣入库工序的进行。

      (5)RFID检测:射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。识别原料上的电子标签,将其标签的信息记忆,以便后续分拣入库工序的进行。

      8.搬运分拣站

      (1)功能:主要是将输送单元将已经加工装配好的工件输送到搬运分拣位置时,搬运分拣单元将其搬运到仓储单元。

      (2)组成:主要由搬运手爪和步进电机、电缸、电磁阀组、西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP现场总线通信模块、接线端口、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      (3)搬运手爪:搬运手爪手是整个搬运分拣单元的核心。当本单元接收到系统信号时,机械手从初始状态开始执行搬运过程。

      9.仓储站:立体仓储全部采用机械加工设计。

      (1)功能:仓储单元传在本系统中的最末单元,完成对上一单元搬运来的已加工、装配的工件进行分拣入库,对应系统分拣的结果把工件放入不同的库位。

      (2)组成:柔性自动化生产线主要由搬运手臂装置和立体库两大机构组成,再结合固定支架、电磁阀组、旋转气缸、线轨、齿条、西门子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP现场总线通信模块、步进、伺服、接线端口、拖链、急停按钮和启动/停止按钮、单机和联网转换开关、运行指示灯、实训桌、接线端口、模数化插座等。

      (3)三自由度机械手臂装置:整体在步进电机传动组件的滑动溜板上,在传动组件带动下整体作直线上下和左右的往复运动,定位到立体库台的各个库位。

      10.主站

      控制台主要由西门子SIMATIC S7-300, CPU 313C-2DP, 凑型CPU带有MPI,16数字量输入/16数字量输出,3个高速计数器(30 KHZ),集成DP接口,集成24V DC 电源,128KB 工作存储区,前连接器(1 X 40针),配套64K MMC卡,以及二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、7寸彩色触摸屏(SMART700IE)、

      电气网孔板等组成,主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行,完成工业控制网络的集成。


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