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　　一、設備簡(jiǎn)述

　　柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)主要包括供料、搬運、加工、工業(yè)機器人搬運、裝配、輸送檢測、搬運分揀和倉儲等環(huán)節，涉及到氣動(dòng)控制、機械、傳感器應用、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機、伺服位置控制、視覺(jué)檢測、RFID識別、PROFIBUS-DP 現場(chǎng)總線(xiàn)等多門(mén)綜合技術(shù)。系統中的每個(gè)環(huán)節設計成單個(gè)可以自由移動(dòng)的工作站，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)方便師生自主設計組合成各種類(lèi)型的工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)，每個(gè)工作站都由一臺PLC單系統控制，使每個(gè)站既能單獨運行，也可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通訊實(shí)現全線(xiàn)運行。適合機械制造及其自動(dòng)化、機電一體化、電氣工程及自動(dòng)化、控制工程、測控技術(shù)、計算機控制、自動(dòng)控制等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和培訓。

　　二、設備主要參數

　　1.輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€(xiàn)～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.整機尺寸：3800mm×1700mm×1500m。

　　三、設備組成及功能

　　1.實(shí)訓桌

　　(1)桌體：柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)采用國標鋁型材拼接而成，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(shí)耐用。配套優(yōu)質(zhì)鋁合金封邊條。系統安裝區采用網(wǎng)孔板結構，根據結構的不同還可設計成單、雙系統控制樣式。安裝有帶剎車(chē)萬(wàn)向輪子，使整個(gè)裝置可靈活移動(dòng)及固定。

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

　　2.供料單元

　　(1)功能：放置在轉盤(pán)中待加工工件(原料)通過(guò)提升氣缸和旋轉電機自動(dòng)將工件供應到出料口處，以便搬運單元的機械手將其抓取，搬運到后續單元上。

　　(2)組成：旋轉料盤(pán)，閥組，端子排組件，警示燈，西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴展模塊、PROFIBUS-DP 現場(chǎng)總線(xiàn)、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、走線(xiàn)槽、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　3.搬運站：

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

　　(2)組成：手爪氣缸、旋轉氣缸、手爪提升氣缸、緩沖器、雙桿氣缸組成的機械手機構、電磁閥組、安裝支架、西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴展模塊、PROFIBUS-DP 現場(chǎng)總線(xiàn)、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　4.加工站：

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

　　(2)組成：旋轉工作臺機構(6工位，直流電機分盤(pán))、加工(銑槽)機構(3種刀具、步進(jìn)電機分盤(pán)、配3只直流電機)、電磁閥組、接線(xiàn)端口、西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU ST30+EM DR16(26路DI/20路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴展模塊、PROFIBUS-DP 現場(chǎng)總線(xiàn)、急停按鈕和啟動(dòng)、停止、復位按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈、實(shí)訓桌等。

　　(3)旋轉工作臺機構：固定被加工件，并把工件轉送到加工(銑槽)機構和加工(沖壓)機構正下方進(jìn)行加工。它主要由工件固定件、旋轉盤(pán)速步進(jìn)電機、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)機構：對工件進(jìn)行銑槽加工。它主要由上下氣缸、銑槽電機、安裝支架、磁感應接近開(kāi)關(guān)等組成。

　　5.工業(yè)機器人(四軸)搬運站

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

　　(2)組成：工業(yè)機器人，電磁閥組，接線(xiàn)端口、西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)+ EM DP01 Profibus-DP從站擴展模塊、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　(3)工業(yè)機器人

　　柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)采用廣數RSP600B15水平關(guān)節4軸工業(yè)機器人，最大負載5KG。運動(dòng)半徑600mm。重復定位精度±0.01mm，并配備配套的工業(yè)機器人示教器和控制器，工業(yè)機器人教學(xué)軟件作為參考。

　　6.裝配站

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

2. 組成：料倉(2個(gè))，供料機構，機械吸盤(pán)機構，氣動(dòng)系統及其閥組，信號采集及其自動(dòng)控制系統，西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)通信模塊、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈實(shí)訓桌等，以及用于電氣連接的端子排組件等組成。

3. 供料機構：它的動(dòng)作過(guò)程是前后運行的，前后工作的氣缸在系統分類(lèi)信號的作用下帶動(dòng)供料機構沿著(zhù)燕型滑塊進(jìn)行往返運動(dòng)，供料機構帶有兩個(gè)出倉口對應兩個(gè)簡(jiǎn)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著(zhù)固定推料桿的位置在系統的控水平氣缸伸出帶動(dòng)使第二出口現對應 著(zhù)固定推料桿的位置，從而黑白物料的分類(lèi)裝配，推料桿通過(guò)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。主要作用是上頂機械臂，讓物料順利的被推到定料臺上。

4. 機械吸盤(pán)機構：將供料機構選推出來(lái)的物料，吸住后旋轉180度插入放在在裝配臺上的物料中心孔的過(guò)程 ，機械吸盤(pán)的旋轉過(guò)程也是一個(gè)傳動(dòng)的過(guò)程。

5. 電磁閥組：由3個(gè)電磁閥組成，2個(gè)二位五通單電控和1個(gè)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(dòng)作氣路進(jìn)行控制。

　　7.輸送站：

　　(1)功能：柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)主要起到對上一單元送來(lái)的已加工，裝配的工件傳送提供到下一單元的作用，真實(shí)模擬自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的傳送帶機構。

　　(2)組成：由傳送機構和傳動(dòng)機構兩大機構組成，再結合西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)通信模塊、西門(mén)子最新一代V20變頻器供電AC220V功率0.37kw、旋轉氣缸、編碼器、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)，運行指示燈、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　(3)傳送機構：主要主要傳送帶、光纖傳感器、工件導向件等組成。把安裝搬運過(guò)來(lái)加工好的的工件進(jìn)行傳輸，輸送到另一端點(diǎn)。導向件是用糾安裝搬運過(guò)來(lái)的工件。

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

　　(5)RFID檢測：射頻識別(RFID)是一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號識別特定目標并讀寫(xiě)相關(guān)數據，而無(wú)需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學(xué)接觸。識別原料上的電子標簽，將其標簽的信息記憶，以便后續分揀入庫工序的進(jìn)行。

　　8.搬運分揀站

　　(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分揀位置時(shí)，搬運分揀單元將其搬運到倉儲單元。

　　(2)組成：主要由搬運手爪和步進(jìn)電機、電缸、電磁閥組、西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)通信模塊、接線(xiàn)端口、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　(3)搬運手爪：搬運手爪手是整個(gè)搬運分揀單元的核心。當本單元接收到系統信號時(shí)，機械手從初始狀態(tài)開(kāi)始執行搬運過(guò)程。

　　9.倉儲站：立體倉儲全部采用機械加工設計。

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

　　(2)組成：柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)主要由搬運手臂裝置和立體庫兩大機構組成，再結合固定支架、電磁閥組、旋轉氣缸、線(xiàn)軌、齒條、西門(mén)子PLC S7-200 SMART CPU SR30(18路DI/12路DO)、EM DP01PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)通信模塊、步進(jìn)、伺服、接線(xiàn)端口、拖鏈、急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕、單機和聯(lián)網(wǎng)轉換開(kāi)關(guān)、運行指示燈、實(shí)訓桌、接線(xiàn)端口、模數化插座等。

　　(3)三自由度機械手臂裝置：整體在步進(jìn)電機傳動(dòng)組件的滑動(dòng)溜板上，在傳動(dòng)組件帶動(dòng)下整體作直線(xiàn)上下和左右的往復運動(dòng)，定位到立體庫臺的各個(gè)庫位。

　　10.主站

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

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