SDMPS-1机电一体化柔性生产线加工系统
一、产品描述
MPS机电一体化生产线加工系统是为提高学生动手能力和实践能力而设计生产的一套实用性实验设备。给学生提供了既能满足专业需要又符合实际工业情况的教学环境,使学生将所学的诸多单科专业知识得到全面认识、综合训练和相互提升。每个单元具有一套PLC控制,可“单机/联机”运行,具有较好的柔性。将几个单元模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习,在基本单元模块培训完成以后,又可以将相邻的两站、三站⋯直至多站连接在一起,学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
二、系统构成
供料单元、搬运机械手单元、加工单元、安装单元、机械手单元、仓储单元。
三、产品涉及课程
气动技术、传感器技术、PLC编程技术、位置检测技术、电子电气技术、机械组装技术、传感器技术、电气驱动技术、信号连接与转换技术、机械手技术、物流技术、网络通讯技术、机械加工自动化技术、计算机应用技术。
四、性能参数
1、输入电源:AC220V±10%(单相三线)
2、整机功率:<1kVA
3、外形尺寸:3750×750×1380mm
4、气源压力:0.4MPa
五、各单元介绍
(一)供料单元
供料单元的主要功能是为系统提供加工工件。在管状料仓中最多可存放8个工件。供料过程中,推料气缸从料仓中逐一推出工件,推送至传送带,传送带运输到下一单元机械手夹取位置。
配置
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×390mm×1500mm |
|
2. |
上料机构 |
上料基座,料筒 |
|
3. |
传送机构 |
减速电机,平皮带 |
|
4. |
气缸 |
笔形气缸,真空吸盘 |
SMC或亚德客 |
5. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
6. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
7. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
8. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
9. |
磁传感器 |
D-C73 |
|
10. |
报警灯 |
三层报警灯 |
|
11. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
12. |
触摸屏 |
7寸 MCGS |
|
13. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
(二)搬运机械手单元
搬运机械手单元的主要功能是将上料站的工件传送到加工单元,整个搬运装置由旋转气缸、标准气缸、伸缩气缸及气爪等多种气动执行元件组成。
配置:
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×350mm×1500mm |
|
2. |
旋转气缸 |
|
SMC或亚德客 |
3. |
气缸 |
单杆气缸,双杆气缸, |
SMC或亚德客 |
4. |
气动手指 |
MHZ2-16D |
SMC |
5. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
6. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
7. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
8. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
9. |
磁传感器 |
D-Z73、D-R731、D-R732 |
|
10. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
11. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
(三)加工单元
加工单元的主要功能是对工件进行模拟钻孔加工,并对加工结果进行检测。4工位转盘机构分别定义为上料位、加工位、安装位、出料位。出料位将上单元记录的工件属性及加工检测结果分别传送给下一单元。
配置:
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×350mm×1500mm |
|
2. |
直流减速电机 |
|
|
3. |
4工位料盘 |
|
|
4. |
气缸 |
单杆气缸,双杆气缸 |
SMC或亚德客 |
5. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
6. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
7. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
8. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
9. |
磁传感器 |
D-C73、D-Z73 |
|
10. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
11. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
(四)安装单元
安装单元的主要功能是为系统提供加工好的工件进行填充安装。在管状料仓中最多可存放8个工件。安装过程中,推料气缸从料仓中逐一推出工件,真空吸盘将工件吸起,在摆臂气缸的驱动下将工件移动至下一单元的检测位置。
配置:
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×380mm×1500mm |
|
2. |
上料机构 |
上料基座,料筒 |
|
3. |
气缸 |
摆动气缸,笔形气缸,真空吸盘 |
SMC或亚德客 |
4. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
5. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
6. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
7. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
8. |
磁传感器 |
D-C73、D-R731、D-R732 |
|
9. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
10. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
(五)机械手搬运单元
机械手搬运单元的主要功能是将加工填充完毕的工件传送到仓储单元,整个搬运装置由气缸组成的平移工作台、回转工作塔、伸缩气缸及气爪等多种气动执行元件组成。
配置:
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×350mm×1400mm |
|
2. |
平移工作台 |
|
|
3. |
回转工作塔 |
|
|
4. |
吊臂 |
|
|
5. |
气缸 |
单杆气缸,双杆气缸, |
SMC或亚德客 |
6. |
气动手指 |
MHZ2-16D |
SMC |
7. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
8. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
9. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
10. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
11. |
磁传感器 |
D-C73、D-Z73 |
|
12. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
13. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
(六)仓储单元
仓储单元的主要功能是根据上一单元传送的加工合格的成品属性通过双坐标移动机构将成品分类储存。
配置:
序号 |
名称 |
规格 |
备注 |
1. |
实训桌 |
720mm×350mm×1300mm |
|
2. |
步进电机 |
57BYG |
|
3. |
双轴坐标 |
|
|
4. |
步进驱动器 |
ST25HB |
|
5. |
推料气缸 |
单杆气缸 |
SMC或亚德客 |
6. |
电磁阀 |
SY5120-5LZE-01 |
SMC或亚德客 |
7. |
调速阀 |
AS1201F |
SMC或亚德客 |
8. |
气源过滤器 |
AW3000-03 |
|
9. |
光电传感器 |
多种规格 |
|
10. |
磁传感器 |
D-C73 |
|
11. |
PLC主机 |
FX2N-48MR |
|
12. |
通讯模块 |
FX2N-485BD |
|
★(七)工业4.0仿真实训软件(需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料和现场演示)
软件采用三维建模基于虚拟现实技术的计算机仿真模拟技术,可以进行PLC电气控制仿真、气动仿真、液压仿真、传感器仿真等工业常用技术仿真
1)PLC仿真可以通过PLC编程控制模型的相应动作从而完成工序动作包含机械手仿真、自动门仿真、升降机仿真、分拣仿真、正反转仿真、邮件分拣、流水线、自动分拣等。
2)气动回路仿真
(1)软件以气动经典22回路为依据开发出28回路的在线及离线仿真
(2)软件中设置的14路“考考你!”表现为典型气路设备故障。
(3)软件状态含“模拟运行”“联机运行”即离线仿真、在线仿真。两种运行状态自动切换,当连接外部设备时自动切换为在线仿真,无外部设备连接时为离线仿真即模拟运行。
软件中离线仿真13个回路包括:1、单作用气缸的换向回路(a)2、双作用气缸的换向回路(a)3、单作用气缸的速度控制回路(a)4、单作用气缸的速度控制回路(b)5、双作用气缸单向调速回路(a)6、双作用气缸单向调速回路(b)7、双作用气缸的速度控制回路一 8、双作用气缸的速度控制回路二 9、压力控制回路 10、计数回路 11、延时回路 12、用机械行程阀的单往复控制回路 13、过载保护回路。
离线、在线自动切换的15个回路包括:1、单作用气缸的换向回路(b)2、双作用气缸的换向回路(b)3、速度换接回路4、缓冲回路5、互锁回路6、用行程开关的单缸往复运动回路7、单缸连续往复动作回路8、直线缸、旋转缸顺序动作回路9、多缸顺序动作回路10、双缸同步动作回路11、四缸联动回路12、卸荷回路13、或门型梭阀的应用回路14、快速排气阀的应用回路15、高低压切换控制回路。
(4)设置14路“考考你!”当点开了“考考你”对话框回路自动设置故障,当回答正确或关闭“考考你”对话框,故障自动接触,回路正常仿真。14路“考考你”包括模拟故障有:1单作用气缸故障2、电磁阀故障3、双作用气缸故障4、调节阀故障5、节流阀故障6、手动换向阀异常7、节流阀堵死故障8、行程开关故障9过滤三联件故障10、气容故障11、行程阀故障12、顺序阀故障13、行程开关失灵14、负载阻力过小
3)液压回路仿真其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。液压传动原理的动态演示并不少于18种动态演示。
a) 多级高压回路b) 减压回路c) 先导式溢流阀缷荷回路d) 顺序平衡回路e) 回油节流调速回路 f) 旁路节流调速回路 g) 液压缸差动连接回路
h) 三位四通电磁换向阀换向回路 i) 液控单向阀锁紧回路 j) 顺序阀控制顺序动作回路k) 压力继电器控制顺序动作回路 l) 行程开关控制顺序同步回路 m) 调速阀控制同步回路 n) 液压马达回油节流调速回路 o) 二位四通电磁阀换向回路 p) 手动阀换向回路 q) 速度换接回路 r) 二位二通缷荷
★(八)电气控制仿真软件(需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料)
以三维仿真交互技术和三维动画视觉表现及多媒体数字技术为核心,能进行三维电路分析、电气电路模拟电路考核、综合技能虚拟实训、电气基础训练、元器件识别检测。
(1)软件模拟线路故障根据故障现象使用各种虚拟仪表进行排故
(2)学员根据电路图自己布局电气设备并连接线路,自动检测线路错误。
(3)电机及电气三维元件装配
(4)元器件检测
(5)电气电路仿真
(6)自动门仿真
(7)升降机仿真
(8)机床电气实训排故实训
(9)仪器仪表的使用万用表、双踪示波器、信号发生器、频谱仪、钳形表
(10)机械手仿真
★(九)自动化创新应用云平台模块(投标现场演示)
本平台将物联网技术运用于电气自动化信息技术并将数据上传至云平台,进行海量数据存储,并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据。
1)数据云系统上传2)手机app数据查询3)历史数据查询4)数据分析统计5)短信报警6)微信报警7)微信反向控制8)二次开发
(1)云平台包含:
1)数据显示显示输入电压监控,输出电压监控,输入开关监控,输出开关控制以及输入电压模拟量实时数据,可根据实际需求添加128路。
2)控制:控制启动停止开关的开和关,输出电压值的给定,可根据实际需求添加128路。
3)历史数据:显示输入输出电压值的历史数据,可按时、天、月进行查询历史数据曲线,以及历史数据表格,可表格数据导出处理。
4)设备报警:对设备急停按键做的模拟设备故障报警进行微信报警,同时可以实现短信及邮箱报警。报警范围包括模拟量,开关量的上下线、阀值等状态进行设置报警。
(2)终端包含:1)数据显示画面:画面显示输入电压数值,输出电压监控,开关状态输入,开关控制输出,以及云端连接二维码。2)联网设置界面:设置现场数据连接云平台后台数据库管理
★(十)便携式电子信号测试记录模块
1、具备电压、电流、温度采集,可以记录观察电压、电流跳变的图像数据,精度±0.05%真有效值测量USB数据传输,彩屏LCD显示
2、具有示波器、虚拟频谱仪、虚拟万用表、虚拟数字量输入输出模块。
3、集双通道电子信号图像数据采集记录仪、频谱分析仪和逻辑分析仪于一体,不低于60M,具有1KHz基准方波输出接口;图像数据可以按时间和电压输出到EXCEL、BMP和OSC;数据记录最大4G;FFT、相关和功率谱频谱分析,FFT支持8~1048576点的选择,支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18种窗;
4、功率谱支持自功率谱和互功率谱的计算;相关支持自相关和互相关的计算;
5、虚拟任意波形输出模块,频率25Mz ,输出波形:正弦波,三角波,方波,TTL,任意波形。
6、虚拟万用表模块:直流电压,量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V;交流电压测量,量程 60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V;直流电流测量,量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A;交流电流测量,量程 60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A;电阻测量,量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M;电容测量,量程 40.00nF 、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF;二极管测量 0V~2.0V
★7、虚拟电子测量仪器系统软件(需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料)
1)本软件系统由安装于实验台学生机上的实验软件和教师机上的管理软件组成,要求程序均由LabVIEW软件编制。中文菜单式操作界面,人机对话友好。学生在启动程序后,键入自己的学号,系统即在教师机数据库中找出该学生的姓名,经过学生确认后,学生选择所要做的相应实验,即进入正常的实验界面。
2)能实现密码登录系统,设置数据库路,系统测试(查询设备),学生库设置,题库与题库等级设置,考核试卷提取与存储考核时间设置与启动,考核成绩查询,考核成绩打印,登录密码修改与恢复。
3)、学生终端采用LabVIEW软件编制具有联机考核功能,学号查询,故障解除,时间查询,分数查询,设备号查询,学生实验数据、学生考勤及学生考试、学生实验选做等管理功能。
4)学生在启动程序后,键入自己的学号,系统即在教师机数据库中找出该学生的姓名,经过学生确认后,学生选择所要做的相应实验,即进入正常的实验界面。
六、实训内容:
1、气动系统的安装与调试项目:
选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件,可完成下列气动技术的工作任务:
项目一 气动方向控制回路的安装;
项目二 气动速度控制回路的安装;
项目三 摆动控制回路的安装;
项目四 气动顺序控制回路的安装;
项目五 气动机械手装置的安装;
项目六 气动系统安装与调试;
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目:
选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等,可完成下列PLC应用技术工作任务:
项目七 电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写;
项目八 电动机调速控制电路的连接与控制程序编写;
项目九 气动方向控制程序编写;
项目十 气动顺序动作控制程序编写;
项目十一 气动机械手控制程序编写;
项目十二 皮带输送机控制程序编写;
项目十三 机电一体化设备控制程序编写;
项目十四 自动生产线控制程序编写。
3、机电设备安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等,可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务:
项目十五 传动装置同轴度的调整;
项目十六 皮带输送机的安装与调整;
项目十七 搬运机械手设备安装与调试;
项目十八 物件分拣设备的安装与调试;
项目十九 送料设备的安装与调试;
项目二十 自动生产线设备安装与调试。
4、 自动控制系统安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等,可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务:
项目二十一 多种传感器的安装与调试;
项目二十二 机械手的自动控制;
项目二十三 皮带输送机的自动控制;
项目二十四 机电一体化设备的自动控制;
项目二十五 PLC控制系统的安装与调试;
项目二十六 自动生产线的安装与调试。
5. PLC工业通讯网络的安装及调试
系统选用三菱PLC主控制器,配合FX2N-485BD网络模块,基于本网络通信功能,可完成下列工业现场总线通信技术训练任务:
项目二十七N:N网络的硬件连接、调试
项目二十八N:N网络参数设置、调试
项目二十九基于多台PLC的复杂网络数据读写程序编写与调试 |