模块式柔性自动环形生产线实训装置,光机电一体化实训台
2023-12-22 15:05模块式柔性自动环形生产线实训装置, 模块式柔性自动环形生产线实训设备, 模块式柔性自动环形生产线实训平台(工程型)是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来,是一种技术复杂、高度自动化系统,柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段,是先进制造技术的基础。
本实训系统是专门为职业院校、职业教育培训机构研制的自动生产线实训系统,根据机电类、自动化类、先进制造类行业、企业中工业自动化应用的特点,对各类自动生产线的工作过程和相关的技术进行研究,对工业现场设备进行提炼和浓缩,并针对实训教学活动进行专门设计,融机、光、电、气、液于一体,包含了PLC、机器人、传感器、气动、液压、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传动等诸多技术领域,整个系统由MES生产管理系统、WINCC监控系统、MCGS监控系统、主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级计算机控制系统,通过训练,能强化了学生对复杂柔性自动生产线的设计、安装、接线、编程、调试、故障诊断与维修等综合职业能力,适合机电类、自动化类相关专业的教学和实训,同时也适合工程技术人员上岗培训。
实训装置是一种典型的环形柔性自动生产线,它由供料检测单元、操作手单元、加工单元、图像检测单元、安装单元、搬运单元、提取单元、成品分装输送单元、三菱6自由度工业机器人单元、分类存储单元、成品检测单元、自动仓储单元、AGV小车单元、液压冲压单元、环形输送线和总控平台组成。通过输送链连成环形生产线。上述机构均安装在工业型材桌面上,系统中的机械结构、电气控制回路、执行机构完全独立,采用工业标准件设计,便于拆、装。
控制系统主站采用西门子S7-300(CPU315-2DP),从站采用西门子S7-200(CPU224),各站之间使用PROFIBUS-DP总线进行通讯,S7-200从站主要用于控制与驱动设备层,并对现场反馈的信号进行采集,S7-300主站采集各从站数据,协调各站运行,并为上位机的监控程序提供数据,同时系统还配有工业以太网通信模块和10.4英寸彩色工业触摸屏,可以完成系统控制网络的集成。
系统有单机、联机二种工作方式。在单机模式下,各从站独立运行,站间没有数据传送,学员可进行外部接线操作,使用S7-200专用PPI电缆或PROFIBUS总线将编写程序下载到PLC中,并监控程序运行,在联机模式下,系统各从站同时工作,工件依次进行上料、颜色检测、加工、视频检测、机器人装配、装配检测、仓储、物流输送、产品输出等操作,各站间通过PROFIBUS-DP现场总线进行通讯,在主站的控制下实现相关的互锁、数据传送操作,系统中的上位机使用WinCC组态监控软件,对现场设备生产状况进行动态实时监控。
系统工业现场总线和标准的电气接口,支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多种通信方式。系统具备多种组态软件、编程软件、管理软件功能,如MGCS、WINCC、OPC、STEP7、人机交换和MES生产管理系统软件等,为方便教学还配有PLC仿真、气动仿真、多媒体教室电子管理等软件。
二、生产线单元配置表:
序号
|
名称
|
A型
|
B型
|
C型
|
D型
|
1
|
供料检测单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
2
|
操作手单元
|
2
|
1
|
2
|
2
|
3
|
加工单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
4
|
搬运单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
5
|
安装单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
6
|
图像检测单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
7
|
提取单元
|
1
|
2
|
2
|
2
|
8
|
成品分装输送单元
|
|
1
|
1
|
1
|
9
|
6自由度工业机器人单元
|
|
1
|
1
|
1
|
10
|
分类存储单元
|
1
|
|
|
|
11
|
成品检测单元
|
|
|
1
|
1
|
12
|
自动仓储单元
|
|
1
|
1
|
1
|
13
|
AGV小车单元
|
|
|
1
|
1
|
14
|
液压冲压单元
|
|
|
|
1
|
15
|
环形输送单元
|
1
|
1
|
1
|
1
|
16
|
总控平台
|
1
|
1
|
1
|
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz /DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
单杆气缸
|
行程:75mm
|
1
|
|
直流减速电机
|
10W/24V 5r/m
|
1
|
|
检测传感器
|
光电漫反射 检测距离50-300mm、磁感式
|
4
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz /DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
旋转气缸
|
0~180°
|
1
|
|
双联气缸
|
行程:100mm
|
1
|
|
平行气夹
|
缸径:16mm
|
1
|
|
单杆气缸
|
行程:45mm
|
1
|
|
检测传感器
|
磁感式
|
7
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台面
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5Mpa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
直流减速电机
|
10W/24V 5r/m
|
1
|
|
步进电机
|
三相6A 步距角1.2°
|
1
|
|
步进电机驱动器
|
10000脉冲/圈
|
1
|
|
双导杆气缸
|
行程:75mm
|
1
|
|
单杆气缸
|
行程:45mm
|
2
|
|
检测传感器
|
光电、电感、磁感式
|
10
|
日本欧姆龙
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
薄型气缸
|
行程:50、90mm
|
2
|
|
单杆气缸
|
行程:30mm
|
1
|
|
平行气夹
|
缸径:16mm
|
1
|
|
检测传感器
|
磁感式
|
7
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm ×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
单杆气缸
|
行程:60mm
|
2
|
|
旋转气缸
|
180°
|
1
|
|
真空吸盘及发生器
|
|
1
|
|
检测传感器
|
磁感式
|
6
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
无杆气缸
|
行程:600mm
|
1
|
|
薄型气缸
|
行程:45mm
|
1
|
|
单杆气缸
|
行程:30mm
|
1
|
|
平行气夹
|
缸径:16mm
|
1
|
|
检测传感器
|
磁感式
|
7
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
变频器
|
MM420
|
1
|
|
旋转气缸
|
0~180°
|
1
|
|
单杆气缸
|
行程:60mm
|
2
|
|
检测传感器
|
光电、光纤、磁感式
|
5
|
名称
|
单位
|
规格
|
|
型号
|
|
三菱RV系列
|
|
自由度
|
轴
|
6
|
|
安装位置
|
台面
|
安装基座:860mm×470mm
|
|
驱动系统
|
|
交流伺服电机
|
|
位置检测方法
|
|
绝对编码器
|
|
最大合成速度
|
毫米/秒
|
5500
|
|
负荷
|
最大值
|
千克
|
3kg
|
精度
|
毫米
|
±0.02
|
|
周围环境温度
|
度
|
0到40
|
|
臂可达到范围半径
|
毫米
|
≥640
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台面
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模块
|
1
|
西门子
|
步进电机驱动器
|
64细分
|
2
|
|
步进电机
|
1.5A 角距:1.8度
|
2
|
|
单杆气缸
|
行程:45mm
|
1
|
|
滚珠丝杆
|
行程≥320mm
|
2
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×470mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(DC/DC/DC) +EM235模拟量模块+EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
工业触摸屏
|
5.7英寸 64K色
|
1
|
|
薄型气缸
|
行程:75mm
|
1
|
|
旋转缸
|
0~180°
|
1
|
|
单杆气缸
|
行程:45mm
|
1
|
|
步进电机驱动器
|
64细分
|
1
|
|
步进电机
|
1.5A 角距:1.8度
|
1
|
|
滚珠丝杆
|
行程≥320mm
|
1
|
|
检测传感器
|
光电、光纤、直线位移、磁感式
|
6
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×600mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作气压
|
0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
两轴机器人
|
2轴(X轴行程800mm、Z轴行程300mm)
|
1
|
日本YAMAHA
|
旋转缸
|
0~180°
|
1
|
|
导杆气缸
|
行程:75mm
|
1
|
|
Y型气夹
|
缸径:16mm
|
1
|
|
检测传感器
|
磁感式
|
5
|
名称
|
型号规格
|
数量
|
备注
|
工作台
|
860mm×940mm
|
1
|
工业型材
|
供电电源/工作电压
|
AC220V 50Hz/DC24V 4.5A
|
1
|
|
工作液压
|
≥0.5MPa
|
|
|
PLC模块
|
CPU224CN(AC/DC/RLY)+EM277 DP通信模块
|
1
|
德国西门子
|
液压泵
|
微型液压动力源:额定功率 735W;额定排量 1.6mL/r;额定压力 6MPa
|
1
|
|
液压直动缸
|
行程:100mm
|
1
|
|
气缸
|
缸径:16mm
|
2
|
|
检测传感器
|
光电、电感、磁感式
|
7
|
序号
|
名称
|
规格
|
数量
|
单位
|
1
|
S7-300 PLC
|
PS307电源
|
1
|
台
|
2
|
CPU315-2DP CPU
|
1
|
台
|
|
3
|
SM323 16DI/16DO
|
1
|
台
|
|
4
|
CP343-1 工业以太网模块
|
1
|
台
|
|
5
|
S7-200 PLC
|
CPU224CN(DC/DC/DC)
|
3
|
台
|
6
|
CPU224CN(AC/DC/RLY)
|
11
|
台
|
|
8
|
EM277 DP通信模块
|
14
|
台
|
|
8
|
EM223数字量扩展模块
|
1
|
台
|
|
9
|
EM225模拟量扩展模块
|
1
|
台
|
|
10
|
DP接头
|
16
|
个
|
|
11
|
变频器
|
MM420,AC220V供电,功率≥0.37kW
|
1
|
台
|
12
|
MM420,AC380V供电,功率≥0.75kW
|
1
|
台
|
|
13
|
软件
|
STEP7 Micro WIN SP4 V4.0
|
1
|
套
|
14
|
STEP7
|
1
|
套
|
|
15
|
Win CC
|
1
|
套
|
序号
|
名称
|
规格
|
数量
|
单位
|
1
|
Q PLC
|
Q61P电源
|
1
|
台
|
2
|
Q35B基板
|
1
|
台
|
|
3
|
Q02CPU
|
1
|
台
|
|
4
|
QX40 16DI
|
1
|
台
|
|
5
|
QY10 16DO
|
1
|
台
|
|
6
|
QJ71E71-100 工业以太网模块
|
1
|
台
|
|
7
|
QJ61BT11N CC-Link模块
|
1
|
台
|
|
8
|
FX PLC |
FX2N-48MT-001 24DI/24DO
|
3
|
台
|
9
|
FX2N-48MR-001 24DI/24DO
|
11
|
台
|
|
10
|
FX2N-32CCL 通信模块
|
14
|
台
|
|
11
|
FX0N-3A模拟量扩展模块
|
1
|
台
|
|
12
|
变频器
|
FR-D720,AC220V供电,功率≥0.4KW
|
1
|
台
|
13
|
FR-E740, AC380V供电,功率≥0.75KW
|
1
|
台
|
|
14
|
软件
|
GX Developer
|
1
|
套
|