【精编】MPS自动生产线实训设备概述

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1、第一章MPS自动生产线实训设备概述 1 1机电一体化技术1 2MPS教学系统简介 1 1机电一体化技术 1 1 1机电一体化技术的基本概念机电一体化技术是以大规模集成电路和微电子技术高度发展并向传统机械工业领域迅速渗透机械电子技术高度结合的现代工业为基础将机械技术电力电子技术微电子技术信息技术传感测试技术接口技术等有机地结合并综合应用的技术在综合应用这些技术时要根据系统的功能目标和优化组织结构的目标合理配置布局驱动系统控制系统传感检测系统信息的传输与接收系统执行机构等并使它们在微处理单元的控制下协调有序地工作有机地融合在一起达到预期的功能因此机电一体化技

2、术是在高性能高质量高可靠性的意义上的实现特定功能的系统工程机电一体化的主要技术特征有 1 机械技术电子技术和信息技术的功能交互以机械系统的微型计算机控制的形式出现下一页返回 1 1机电一体化技术 2 在一个具体的物理单元中在不同子系统空间上的集成 3 机电一体化系统控制功能的智能化越来越先进的控制功能取代了许多操作人员的推理和判断 4 柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求适应各种环境 5 采用微处理器控制的系统易于增加或改变功能而无须增加硬件成本 6 控制功能采用电力电子技术微电子技术计算机控制技术来实现因此对用户来说机电一体化系统的内部运行机制是隐

3、蔽的 7 在机电一体化技术中设计思想与制造技术紧密联系在一起二者是并行发展的 1 1 2机电一体化的分类机电一体化技术随着微电子技术及其他相关技术的迅速发展上一页下一页返回 1 1机电一体化技术而在不断地发展着其应用领域也在不断扩大并形成了种类繁多的机电一体化产品主要种类有 1 在原有的机械本体上采用了电子控制设备实现了高性能和多功能的系统如数控机床机器人发动机控制系统和自动洗衣机等 2 用电子设备局部置换机械控制结构形成的产品如电子缝纫机电子打印机自动售货机和电子电动机等 3 与电子设备有机结合的信息设备如电报机传真机打印机复印机录音机磁盘存储器及

4、办公自动化设备等 4 用电子设备全面置换机械结构的信息处理系统如石英钟电子计算机电子秤电子交换机和电子计费器等 5 与电子设备有机结合的检测系统如自动探伤机形状识别装置 CT扫描仪和生物化学分析仪等 6 利用电子设备代替机械本体工作的系统如电火花加工机床线切割放电加工机激光测量机和超声波缝纫机等上一页返回 1 2MPS教学系统简介 1 2 1概述模块化生产培训系统 ModularProductiontrainingSystem MPS 是由上海英集斯自动化技术有限公司研制的教学设备 MPS体现了机电一体化技术的实际应用 MPS是一套开放式的设备用户可以根据自己的需要选择

5、设备组成单元的数量类型目前最多可由9个单元组成一个单元亦可自成一个独立的控制系统而由多个单元组成的生产系统可以体现自动生产线的控制特点在由多个MPS工作单元组成的系统中综合应用了多种技术知识如气动控制技术机械技术机械传动机械连接等电力电子技术传感器应用技术 PLC控制技术组态控制技术和信息技术等利用该系统可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程使学生处在一个非常接近于实际的教学设备环境中学生在学习过程中可以很自然地将理论应用到实际实现理论与实践的完美结合从而缩短理论教学与实际应用之间的距离下一页返回 1 2MPS教学系统简介 1 2 2MPS的基本组

6、成多个单元组成的MPS系统可以较为真实地模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程如图1 1所示其中每个工作单元都可以自成一个独立的系统同时也都是一个机电一体化的系统各个单元的执行机构主要是气动执行机构和电机驱动机构这些执行机构的运动位置都可以通过安装在其上面的传感器的信号来判断在MPS设备上应用多种类型的传感器分别用于判断物体的运动位置物体的通过状态物体的颜色物体的材质和物体的高度等传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一是现代工业实现高度自动化的前提之一在控制方面 MPS设备采用PLC进行控制用户可根据需要选择不同厂家的PLC 上海英集斯公司主要使用三菱公司的F

7、X2N系列PLC 西门子公司的S7 200系列PLC和S7 300系列PLC 上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介 MPS设备的硬件结构是相对固定的但学生可以根据自己对设备的理解对生产加工工艺的理解编写一定的生产工艺过程然后再通过编写PLC控制程序实现该工艺过程从而实现对MPS设备的控制 1 2 3MPS的基本功能MPS设备给学生提供了一个半开放式的学习环境虽然各个组成单元的结构已经固定但是设备的各个执行机构按照什么样的动作顺序执行各个单元之间如何配合最终使MPS模拟一个什么样的生产加工控制过程 MPS作为一条自动生产流水线具有怎样的操作运行模式等学生都可根据自

8、己的理解运用所学理论知识设计出PLC控制程序使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程 MPS系统中每个单元都具有最基本的功能学生可在这些基本功能的基础上进行流程编排设计图1 2为上料检测单元上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介功能简介完成整个系统的上料工作将工件输出判断出其颜色并将其信息发给后一站此站可配合触摸屏或组态控制作为整个系统的主站 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块回转料斗提升装置光电识别组件图1 3为供料单元功能简介为加工过程逐一提供加工工件由双作用气缸从料仓中逐一推出工件转换模

9、块上的真空吸盘将工件吸起在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块真空组件旋转模块供料模块图1 4为检测单元上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介功能简介检测加工工件的各种特性如颜色材质高度等 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块工件高度检测模块提升模块工件材质及颜色识别组件图1 5为加工单元功能简介工件将在旋转平台上被检测及加工通过具有四个工位的加工旋转平台进行加工模拟并进行加工质量的模拟检测 PLC主机

10、西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块旋转平台模拟钻孔模块模拟检测组件图1 6为搬运单元上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介功能简介该搬运单元由无杆气缸椭圆形活塞气缸和夹爪等部件组成通过移动上下伸缩抓取等动作将前一单元上的工件传入下一执行单元 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块提升模块气动夹爪组件直线运动无杆缸图1 7为安装单元功能简介该单元提供两色小工件气缸将料仓中的两色小工件交替推出由真空吸盘吸取通过转臂输入到大工件的空腔中 PLC主机西门子S7系列

11、扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块送料模块旋转模块真空组件图1 8为安装搬运单元上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介功能简介将工件从前一站搬运至下一站并可在本站上完成大小工件的组装 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块直线转旋转运动模块气动夹爪装置图1 9为操作手单元功能简介该单元由不同的气动执行部件组成通过摆动伸缩气动抓取等动作将前一单元上的工件传入下一执行单元的输入工位 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块伸出及提升模块旋转

12、模块气动夹爪组件图1 10为立体存储单元上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介功能简介该单元为仓库存储的模拟它将系统加工完成的合格产品按照不同类别进行分类立体存放 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络步进电机及驱动器 Start 组成模块步进电机控制模块滚珠丝杆模块工件推出组件立体仓库图1 11为机械手单元功能简介该单元是一个6个关节的机械手它可以用来完成抓取动作可以进行工件的组装产生一个完整的产品手臂本体日本莫托曼HP3 扩展模块控制器变压器上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介组成模块手臂

13、本体手臂控制器气动夹爪图1 12为分类工作单元功能简介将工件从传送带的前端输送到后端它带有工件滑槽及导向装置能够将工件按类别进行存储 PLC主机西门子S7系列扩展模块 PPI MPI Profibus网络组成模块传送带阻挡装置工件滑槽 1 2 4MPS的公共模块和器件1 供电电源模块供电电源模块及电路原理如图1 13和图1 14所示外部供电电源为三相五线制AC380V 220V 三根相线经三相三线漏电保护开关后连接到三个安全导线插孔处零线和接地线也连接到安全导线插孔处另外模块上还提供两个单相电源插座为PLC模块和按钮指示灯模块提供AC220V电源上一页

14、下一页返回 1 2MPS教学系统简介图1 14为供电电源模块一次回路原理图 2 气源处理组件气源处理组件及其回路原理图分别如图1 15和图1 16所示气源处理组件是气动控制系统中的基本组成器件它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水以调节并保持恒定的工作压力在使用时应注意经常检查过滤器中凝结水的水位在超过最高标线以前必须排放以免被重新吸入气源处理组件的气路入口处安装了一个快速气路开关用于启闭气源当把气路开关向左拔出时气路接通气源反之把气路开关向右推入时气路关闭气源处理组件的输入气源来自空气压缩机所提供的压力为0 6MPa 1 0MPa 输出压力为0 0

15、8MPa可调输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元 1 2 5MPS的发展上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介模块化生产培训系统是先进工业自动化及制造的基本部分将先进制造系统的物料供给分拣加工检测和立体仓库等主要单元展现给学生同时学生可以自己动手实践学习PLC编程生产管理流程设计等机械设计制造及自动化的相关课程随着技术的发展工控技术的不断完善上海英集斯自动化技术有限公司在原有的MPS系统中加入了触摸屏控制系统组态监控系统和生产管理执行系统进一步提升了模块化生产培训系统的科技含量使学生在用最先进的技术培训今天的学生为未来而服务这样的

16、理念下前进触摸屏是一个智能化操作部件是极富吸引力的全新多媒体操作装置用户只要用手指轻轻地触摸显示屏上的图符或文字就能实现对设备操作可显示设备运行状况和运行参数组态监控程序的应用解决了人机界面控制中的动画显示问题监控信息将以更加形象生动的动画方式显示出来上一页下一页返回 1 2MPS教学系统简介尽管触摸屏和组态监控软件的出现至今只有短短的几年时间但实际应用已经证明触摸屏和组态监控软件可以取代设备的操作面板和仪表生产管理执行系统 MES 的应用是模块化生产培训系统的一次飞跃它引入了信息管理技术真正实现了对生产的有效管理上一页返回图1 1多单元组成的MPS系统返回图1 2上料检测单元返回图1 3供料单元返回图1 4检测单元返回图1 5加工单元返回图1 6搬运单元返回图1 7安装单元返回图1 8安装搬运单元返回图1 9操作手单元返回图1 10立体存储单元返回图1 11机械手单元返回图1 12分类工作单元返回图1 13供电电源模块返回图1 14供电电源模块一次回路原理图返回图1 15气源处理组件返回

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