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1、1现代MPS模块化生产系统uMPS系统是一套包含工业自动化系统是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程系统中不同程度的复杂控制过程的教学装置。的教学装置。MPS具有综合性、具有综合性、模块性及易扩充性等特点模块性及易扩充性等特点.u应用应用MPS学生可以完成加工系统学生可以完成加工系统中机械设计、组装、编程、传感中机械设计、组装、编程、传感器、电器控制、调试、操作、维器、电器控制、调试、操作、维护和纠错等一系列不同层次的课护和纠错等一系列不同层次的课题题.8/30/20242现代MPS模块化生产系统工作单元组合工作单元组合:使用新型的接口概念将单独的工作站以各种方式连接。可根据下列标准
2、决定选用工作单元组合。 培训内容 扩展现有系统 预算最小组合最小组合供料单元，成品分装单元小型机电一体化培训项目小型机电一体化培训项目供料单元，检测单元，成品分装单元满足一般教学大纲需要的组合满足一般教学大纲需要的组合供料单元，检测单元，加工单元，操作手单元，成品分装单元提取和组装提取和组装机械手组装单元小型装配线小型装配线暂存单元，机械手组装单元，成品分装单元最大组合最大组合供料单元，检测单元，加工单元，操作手单元，暂存单元，机械手组装单元，液压冲压单元您也可以在我们的网页上对MPS工作单元及系统进行配置： 小型机电一体化项目 最小组合 提取和组装 小型装配线 最大组合 8/30/2024
3、3现代MPS模块化生产系统MPS工作单元概述8/30/20244现代MPS模块化生产系统供料工作单元（供料工作单元（MPS起点）起点）功能：供料工作单元的主要作用是为功能：供料工作单元的主要作用是为加工过程逐一提供加工工件。在管状加工过程逐一提供加工工件。在管状料仓中最多可以存放料仓中最多可以存放8个工件。供料个工件。供料过程中，双作用气缸从料仓中逐一推过程中，双作用气缸从料仓中逐一推出工件，接着，转换模块上的真空吸出工件，接着，转换模块上的真空吸盘将工件吸起，转换模块的转臂在旋盘将工件吸起，转换模块的转臂在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置。加工
4、工件通过传输作站的传输位置。加工工件通过传输系统及提取装置从一个工作单元传输系统及提取装置从一个工作单元传输到下一个工作单元到下一个工作单元 。8/30/20245现代MPS模块化生产系统供料工作单元的主要组成：供料工作单元的主要组成：二联件二联件双作用气缸双作用气缸叶片式摆动气缸叶片式摆动气缸CPV阀岛阀岛真空开关（可调）真空开关（可调）SYSLINK接口接口 控制面板控制面板8/30/20246现代MPS模块化生产系统额定流量额定流量750 l/min最大输入压力最大输入压力1600 kPa (16 bar)最大工作压力最大工作压力1200 kPa (12 bar)过滤等级过滤等级40 m
5、冷凝量冷凝量14 cm3两联件由过滤器、压力表、截止阀和快两联件由过滤器、压力表、截止阀和快插接口组成，安装在可旋转的支架上。插接口组成，安装在可旋转的支架上。过滤、调压组件（二联件）过滤、调压组件（二联件） 过滤器有分水装置，可以除去压缩空气中过滤器有分水装置，可以除去压缩空气中的冷凝水、颗粒较大的固态杂质和油滴。的冷凝水、颗粒较大的固态杂质和油滴。减压阀可以控制系统中的工作压力，同时减压阀可以控制系统中的工作压力，同时能对压力的波动做出补偿。能对压力的波动做出补偿。8/30/20247现代MPS模块化生产系统双作用气缸最大工作压力最大工作压力 1000 kPa (10 bar)最大行程最大
6、行程 100 mm600 kPa (6 bar)时推力时推力 165 N600 kPa (6 bar)时回程推力时回程推力140 N 供料模块中的执行元件供料模块中的执行元件,一般由缸筒、一般由缸筒、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件、前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件、磁环和紧固件等零件组成。磁环和紧固件等零件组成。8/30/20248现代MPS模块化生产系统叶片式摆动气缸叶片式摆动气缸 在定子上有两条气路，左路进气，在定子上有两条气路，左路进气，右路排气。压缩空气作用在叶片上右路排气。压缩空气作用在叶片上带动转子逆时针转动，反之，作顺带动转子逆时针转动，反之，作顺时针转动。时针转动。摆动范围：摆动
7、范围：0 1808/30/20249现代MPS模块化生产系统CPV阀岛阀岛 阀宽(mm)额定流量(L/min)1040014800181600-1850CPV阀岛采用气控先导式阀岛采用气控先导式,进气口进气口可设在左端板或右端板。可设在左端板或右端板。CPV阀阀岛具有阀体薄，流量大的特点。岛具有阀体薄，流量大的特点。普通阀为普通阀为500L/min8/30/202410现代MPS模块化生产系统变频器原理隔膜压力范围 真空 变频器功能绝对压力数字量输出端数量 1执行件功能 转换触点最小工作压力0 bar最大工作压力1 bar最小压力设置-0.25 bar最大压力设置-0.8 bar电器连接方式接
8、线端回路状态显示黄色LED真空开关（可调）真空开关（可调）机械式压力和真空开关，切换点可调机械式压力和真空开关，切换点可调允许通过调节螺钉调节压力开关的切允许通过调节螺钉调节压力开关的切 换点换点8/30/202411现代MPS模块化生产系统SYSLINK接口 将将8个输入端及个输入端及8个输出端个输出端接至接头，接至接头，每个每个输入输入、输出输出接线端接线端上装有上装有LED，可显示可显示回路状态以及用于系统纠错。回路状态以及用于系统纠错。它它是是PLC与输入、输出设备与输入、输出设备连结的桥梁连结的桥梁（PNP-NPN相互的转换）8/30/202412现代MPS模块化生产系统控制面板 完
9、整的控制面板包括：控制面板组件通讯面板组件备用面板组件SYSLINK接口支架8/30/202413现代MPS模块化生产系统带有标准工业PLC的 PLC控制板。CPU313C2DP：128KBRAM用于编程及数据Interface： MPI、Profibus-DPI/O：16数字量输入端 (24 V DC)16数字量 输出端 (24 V DC, 400 mA)PLC 控制板控制板STEP 7 软件软件强大的STEP 7编程软件最大的满足客户的需求让我们的客户运用最新的主流产品也是我们的成功所 在最新的流程图编程方式（GRAPH），大大简化了我们 的编程过程8/30/202414现代MPS模块化生
10、产系统输出压力_ 最大 800 kPa (8 bar)流量_50 l/min储气罐容量_ 24 l噪音量_ 1 m 处40 dB (A)压缩机_230 V/50 Hz; .34 kW静音泵静音泵 空气压缩机有它的特性曲线，空气压缩机有它的特性曲线，6bar的设定压力下最多可以持续的设定压力下最多可以持续工作工作(马达一直在工作马达一直在工作)115分钟。分钟。当然马达的温度也受到环境温度的影响，尽量安置在通风处。当然马达的温度也受到环境温度的影响，尽量安置在通风处。要延长工作时间，只能想办法降低马达的温度。要延长工作时间，只能想办法降低马达的温度。空气压缩机在一般使用情况下，还必须遵守以下几点
11、：空气压缩机在一般使用情况下，还必须遵守以下几点：1、每星期检查一下油位；给空气压缩机排水、每星期检查一下油位；给空气压缩机排水(设定压力设定压力2bar)；2、每月检查一下空气过滤器；马达积灰情况；每月检查一下空气过滤器；马达积灰情况；3、每年换一次油；检查安全阀；、每年换一次油；检查安全阀；8/30/202415现代MPS模块化生产系统检测工作单元检测工作单元检测工作单元的主要作用是检检测工作单元的主要作用是检测工件的特性。光电式及电容测工件的特性。光电式及电容式传感器完成区分工件的材质。式传感器完成区分工件的材质。在加工工件被无杆缸提升至检在加工工件被无杆缸提升至检测位置之前，先由反射式
12、光电测位置之前，先由反射式光电传感器检测该位置是否安全。传感器检测该位置是否安全。模拟量传感器检测工件高度。模拟量传感器检测工件高度。无杆缸将合格的工件传送至气无杆缸将合格的工件传送至气动滑槽的上层，并将不合格的动滑槽的上层，并将不合格的工件捡出至气动滑槽的下层。工件捡出至气动滑槽的下层。8/30/202416现代MPS模块化生产系统磁性无活塞杆气缸磁性无活塞杆气缸在活塞上安装了一组高磁性的稀土永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用。由于两组磁环极性相反，具有很强的吸力。(磁耦合100N)8/30/202417现代MPS模块化生产系统比较器比较器将读入值与设定值进行比较，比较后
13、输出二进制码，来决定工件是否合格。额定开关距离最大距离400 mm (可调)电源24VDC开关输出3,PNP,常开触点模拟量输入010V8/30/202418现代MPS模块化生产系统通过滑动变阻器检测工件高度。该模块将电阻值转换成电压值，然后将电压值输出给比较器，对工件的高度进行判断。移动高度： 025mm电压范围： 0100%测量模块测量模块8/30/202419现代MPS模块化生产系统工作距离10700mm电源24VDC开关输出PNP，常开/常闭触点连接电缆4芯反射式传感器反射式传感器 反射式传感器配有偏振滤波器，确保只对 由特殊反射器反射回的光线产生响应反射式传感器的发射器发出一束可见的
14、偏振红外光，光线被附加的反射板反射，并由接收器接收。当光线被检测物体遮断时，传感器便有电信号输出。传感器的检测距离同样受附加的反射板表面反射率影响。8/30/202420现代MPS模块化生产系统滑槽已固定在铝合金支架上，通过调整气垫来调整滑槽的性能。应用作为传送带的上升送料滑槽或工作单元间的传送滑槽。长度220 mm工作压力 600 kPa (6 bar)调整通过安装在滑槽下部的流量控制阀调整气动滑槽气动滑槽 8/30/202421现代MPS模块化生产系统传送带工作单元传送带工作单元传送带工作单元在MPS工作单元之间起着承前启后的作用。当传送带前端的传感器检测到工件后，传送带开始工作，当传送带
15、中端传感器检测到工件后，挡块工作，挡住工件不继续往下传，直到传送带后端没有工件。8/30/202422现代MPS模块化生产系统传送带，可安装在铝合金底板或底作上，不带电机。可传送直径为 40 mm的加工工件 (如：加工工件 “气缸缸体” 或 “气缸组装件”) ，也可以传输工件运载工具。传输距离 700 mm传输距离 350 mm 传送带传送带8/30/202423现代MPS模块化生产系统带动皮带运动的动力源。直流电机直流电机 电压 24 V DC电流 1.5 A工作周期最大 10 %额定速度75 min-18/30/202424现代MPS模块化生产系统由一个继电器和电子启动电流限制回路组成。该
16、限制器可固定在DIN导轨上。使用接线端子紧固螺丝完成电器连接。启动电流限制器启动电流限制器控制电压24VDC电流 1A瞬时最大电流 至 2 A8/30/202425现代MPS模块化生产系统电压24VDC数字量输入端8,24VDC继电器输出端6LOGOLOGO具有如下主要特点：用于取代传统的（继电）控制占据很小的空间需要的维护很少用户友好的配置最简单的接线可在面板和计算机软件中编程小型通用逻辑控制模块8/30/202426现代MPS模块化生产系统把传送带站上的一个输出信号通过单片接线端子与前一站控制面板上的IO通讯口相连，作为传送带站与前一站的通讯手段。通讯通讯18/30/202427现代MPS
17、模块化生产系统 加工工作单元（纯电气单元）在加工工作单元，分度盘检测到有工件后，便带动工件旋转，完成检测及钻孔工作。本单元是唯一一个只使用电气驱动器的工作单元。8/30/202428现代MPS模块化生产系统旋转平台共有6个工件位置。平台由直流电机驱动。推荐在驱动电路中使用串联电阻 (100 )。工位数量6直径350mm高度125mm额定电压 24V额定转速 6min-1(带47 串联电阻)额定电流 0.15A(带47 串联电阻)额定电流 0.5A旋转平台模块旋转平台模块 8/30/202429现代MPS模块化生产系统由带有一个检测用电感式传感器的电磁驱动装置构成。主要作用是检测加工工件。可完成
18、简单的钻孔检测、高度检测和工件位置检测。检测模块检测模块电磁驱动装置:工作行程 10mm电压24VDC功率7W电感式传感器:额定开关距离2.5mm电源24VDC开关输出PNP,常开触点连接电缆3-芯8/30/202430现代MPS模块化生产系统高度600mm工作行程100mm电源24VDC直流电机额定电流 0.3A钻头额定电流0.5A由直流电机驱动的带有钻头的线性传动装置。终端位置的检测由微型开关完成。钻孔模块钻孔模块 8/30/202431现代MPS模块化生产系统 操作手工作单元操作手单元配置了柔性2自由度操作装置。提取装置上的气抓手将工件从该位置提起，气抓手上装有光电式传感器用于区分“黑色
19、”及“非黑色”工件，并将工件根据检测结果堆放，或者工件也可以被直接传输到下一个工作单元。8/30/202432现代MPS模块化生产系统无杆气缸无杆气缸气缸活塞上装有永久磁环，可以用来触发行程开关。（机械式）8/30/202433现代MPS模块化生产系统扁平活塞能有效 防止扭转双作用扁平气缸双作用扁平气缸8/30/202434现代MPS模块化生产系统双作用活塞驱动位于中心驱动轴的同心轴上自对心不同的夹紧方式: 向外夹紧，向内夹紧可以以多种方式和其它驱动器进行结合采用霍尔传感器或接近式传感器进行位置感应采用外部夹头，易于实现多样性平行气爪平行气爪8/30/202435现代MPS模块化生产系统成品分
20、装工作单元进入成品分装工作单元的加工工件被分别放置在三根不同的滑槽上。当工件被放在传送带起始位置时受到漫射传感器的检测。制动器前方的传感器检测工件的特性（黑色、红色、金属色）。由双作用气缸通过分离器将工件分捡到正确的滑槽上。 8/30/202436现代MPS模块化生产系统分支模块分支模块(气动) 通过一个凸轮机构，把短行程气缸的直线运动转变成旋转运动直线摆动夹紧缸直线摆动夹紧缸活塞凸轮8/30/202437现代MPS模块化生产系统电感式及光电式传感器检测工件的颜色及材质。短行程气缸将传送带上的工件停止住，在完成检测后将其分捡到三根滑槽相应的一根上。 工料检测8/30/202438现代MPS模块
21、化生产系统传感器介绍反射式传感器光电式传感器电感式传感器对射式传感器8/30/202439现代MPS模块化生产系统利用线圈自感或互感系数的变化来实现非电量电测的一种装置我们习惯上讲的电感传感器指的是自感式传感器自感传感器主要由线圈、铁芯、衔铁及测量杆和转换电路等组成。工作时，衔铁通过测杆与被测物体相接触，被测物体的位移将引起线圈电感量的变化，当传感器线圈接入测量转换电路后，电感的变化将被转换成为电压、电流或频率的变化，从而完成非电量到电量的转换。电感传感器主要检测工件的材料电感传感器电感传感器8/30/202440现代MPS模块化生产系统电容传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，通过电容传感
22、元件将被测物理量的变化转 换为电容量的变化，再经测量转换电路转换为电压、电流或频率。电容传感器一般可以直接检测有无工件电容传感器电容传感器8/30/202441现代MPS模块化生产系统 光敏二极管的PN结装在透明管壳的顶部，可以直 接受到光的照射，在电路中处于反向偏置状态， 在没有光照时，由于二极管反向偏置，所以反向 电流很小。当有光照时，飘移越过PN结，产生电 流。入射光的照度增强，光产生的电子-空穴数量 也随之增加，光电流也随之增加，光电流与光照度 成正比的。 光电传感器一般检测工件的颜色光电传感器光电传感器8/30/202442现代MPS模块化生产系统接收器接收器电信号输出方式 PNP信
23、号处理/测量原理 红外线光最大直流工作电压 30V最小直流工作电压 10V最大开关频率 1000Hz最大测量范围 6000mm在MPS系统中起着前后工作站间的通讯作用8/30/202443现代MPS模块化生产系统对射式传感器对射式传感器测量范围：0400mm光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。光纤能将光从一处传导到另一处甚至绕过拐角。工作原理是通过内部反射介质传递光线。光线通过具有高折射率的光纤材料和低折射率护套内表面，由此形成的光线在光纤里传递。8/30/202444现代MPS模块化生产系统工作距离10700mm电源24VDC开关输出PNP，常开/常闭触点连接电缆4芯反射式传感器反射式传感器 反射式传感器配有偏振滤波器，确保只对 由特殊反射器反射回的光线产生响应反射式传感器的发射器发出一束可见的偏振红外光，光线被附加的反射板反射，并由接收器接收。当光线被检测物体遮断时，传感器便有电信号输出。传感器的检测距离同样受附加的反射板表面反射率影响。8/30/202445现代MPS模块化生产系统两传感器的组合区分三种工件颜色：两传感器的组合区分三种工件颜色：检测工件颜色电感式传感器漫射式光电传感器8/30/202446现代MPS模块化生产系统结 束 8/30/2024
