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自动生产线安装调试与维修一体化教室论证报告

自动生产线安装调试与维修一体化教室论证报告

自动生产线安装调试与维修一体化教室建设宗旨为满足“实训、培训、集训、”于一体的需求,论证主要从满足上述三位一体的需求出发,具体如下:
一、建设宗旨:满足“实训、培训、集训”于一体,同时满足上述三个需求。
二、一体化教室主要设备功能及服务要求
(1)模块化结构,单站独立运行,多站联调运行。满足学生日常教学同时开设组数多的问题,可同时尽量多的学生同时实训。不同的学生可调试不同的站,再多站协助联调。
(2)控制器为西门子目前主流控制器,高低搭配1500系列及1200系列,主要执行器件选用西门子及费斯托等高可靠器件,向现代工业现场技术及标准看齐。
依据:我校现有设备的控制器为西门子S7200系列及配套的STEP7编程软件,技术落后,目前已经全球性停产,市场主流控制器为1500系列及1200系列,配套先进的博图编程仿真软件;各类大赛用控制器皆为1500系列及1200系列;
(3)设备的功能:完成对生产加工系统的规划、组装、编程、调试、操作、维修及系统纠错。
依据:新购的设备与目前我校有多套老旧的生产线安装调试与维修基础功能一致。新设备有新技术、新器件,完成的基本功能一致。
(4)设备的主要配置要求:
包含:上料检测单元,搬运、传送带站, 加工单元, 搬运单元, 分类仓储单元, 主控单元。
三、场地规划及效果图
以满足6组12个工位的实训要求配置(可根据实际需求调整)
(1)实训区:每个工位占地 10.5平米(3mx3.5m),标明工位号,并配备工作台(1.5mx0.75m) 2 张、凳子2 把、接线板 2 个。赛场每个工位配 220V 单相交流电源最小 5A 输出(两个 3P 插座)。提供气源压力为 0.6~1.0Mpa 的 6mm 快插接口一个,整个实操区域提供一套86寸智能交互平板用于竞赛使用。
(2)理论教学区:配套文件柜,教学黑板及教师讲台
规划图


一、产品概述:
模块式柔性自动化生产线实训系统是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品,它是为职业院校、教育培训机构等而研制的,它适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动化控制等相关专业的教学和培训。它接近工业生产制造现场基础上双针对实训教学进行了专门设计,强化了各种控制和工程实践能力。系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLC、变频器、触摸屏、传感器等多种控制技术,适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训。

 MPS模块式柔性自动化生产线实训系统

(参考图)
二、技术参数:
1、输入电源:单相三线AC220V ±10%  50Hz
2、工作环境:环境温度范围为-5℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m
3、装置容量:<1.5kVA
4、设备外型尺寸:2820mm×1720mm×1400mm
5、单站工作台尺寸:860mm×470mm×1400mm
三、系统组成:
(一)上料检测单元
由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、直流减速电机(10W/24V  5r/m)、光电开关、电气安装板等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到搬运工位。
主要技术指标:

名称 型号规格 数量
工作台 860mm×470mm 1
供电电源/工作电压 AC220V 50Hz /DC24V 2A 1
工作气压 0.5MPa  
PLC模块 西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入2 路输出,1 个以太网通信端口 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
实训内容:
1、第一站传感器实验
2、第一站机械安装调试实验
3、电气回路实验
4、PLC基本指令学习和实际应用实验
5、第一站上料程序控制实验
6、第一站系统故障检测实验
7、第一、二站联网程序控制实验
(二)搬运、传送带站
传送带站
由输送带、检测机构、推料气缸、分拣料槽、交流电动机、变频器、同步带轮、光电传感器、色标传感器等组成,主要完成对工件的输送及分拣。
主要技术指标:

名称 型号规格 数量
工作台 860mm×470mm 1
供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
工作气压 0.5MPa  
PLC模块 西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入2 路输出,1 个以太网通信端口 1
变频器 V20 0.37KW 220V   1
不回转气缸 行程 100mm 1
旋转气缸 90° 2
标准气缸   4
传送带 电机、皮带套件 1
检测传感器 光电、光纤、磁感式、色标 15
实训内容:
1、第二站气动元件和回路学习
2、第二站传感器实验
3、第二站机械安装调试实验
4、电气回路实验
5、PLC基本指令学习和实际应用实验
6、第二站工件传送程序控制实验
7、第二站系统故障检测实验
8、第二、三站联网程序控制实验
(三)加工单元
由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机(10W/24V  5r/m)、刀具库(3种刀具)、升降式加工系统、加工组件、检测组件、光电传感器、转台到位传感器、步进电机、步进电机驱动器、电气挂板等组成。主要完成物料加工和深度的检测。工件在旋转平台上被检测及加工。旋转平台由直流电机驱动。平台的定位由继电器回路完成,通过电感式传感器检测平台的位置。工件在平台并行完成检测及钻孔的加工。在进行钻孔加工时,夹紧执行件夹紧工件。加工完的工件,通过电气分支送到下一个工作站。
主要技术指标:

名称 型号规格 数量
工作台面 860mm×470mm 1
供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
工作气压 0.5Mpa  
PLC模块 西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入2 路输出,1 个以太网通信端口 1
直流减速电机 10W/24V    5r/m 1
步进电机 三相2.8A 步距角1.2° 1
步进电机驱动器 DM556 DC18-50V供电 ,10000脉冲/圈 1
双导杆气缸 行程:40mm 1
单杆气缸 行程:50mm 2
检测传感器 光电、电感、磁感式 8
实训内容:
1、第三站气动元件学习
2、第三站传感器实验
3、第三站机械安装调试实验
4、电气回路实验
5、PLC基本指令学习和实际应用实验
6、第三站多工位工作台程序控制实验
7、第三站系统故障检测实验
8、第三、四站联网程序控制实验
(四)搬运单元
由机械手、直线移动机构、无杆气缸、薄型气缸、单杆气缸、平行气夹、工业导轨、电气安装板等组成,主要完成对工件的提取及搬运。提取装置上的气爪手将工件从前一站提起,并将工件根据前站的工件信息结果传送到下一单元。本工作单元可以与其他工作单元组合并定义其他的分类标准,工件可以被直接传输到下一个工作单元。
主要技术指标:

名称 型号规格 数量
工作台 860mm×470mm 1
供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
工作气压 0.5MPa  
PLC模块 西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入2 路输出,1 个以太网通信端口 1
直线滑台 行程:600mm 1
单杆气缸 行程:30mm 1
不回转气缸 行程:50mm 1
平行气夹 缸径:16mm 1
步进电机驱动器 64细分  DM556 1
步进电机 1.5A 角距:1.8度 1
检测传感器 磁感式 8
实训内容:
1、第四站气动元件和回路学习
2、第四站传感器实验
3、第四站机械安装调试实验
4、电气回路实验
5、PLC基本指令学习和实际应用实验
6、第四站机械手搬运程序控制实验
7、第四站系统故障检测实验
8、第四、五站联网程序控制实验
(五)分类仓储单元
由步进电机、步进电机驱动器、滚株丝杆、立体库、推料气缸、电感传感器、电磁阀、电气安装板等组成。主要完成对成品工件分类存储。
主要技术指标:

名称 型号规格 数量
工作台面 860mm× 470mm 1
供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
工作气压 0.5MPa  
PLC模块 西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入2 路输出,1 个以太网通信端口 1
伺服控制器 SG-15A 2
伺服电机 60SY 2
单杆气缸 行程:50mm 1
滚珠丝杆 行程≥370mm 2
实训内容:
1、第五站气动元件和回路学习
2、第五站机械安装调试实验
3、电气回路实验
4、PLC基本指令学习和实际应用实验
5、第五站工件分类程序控制实验
6、第五站系统故障检测实验
7、第五和主控站联网程序控制实验
8、全部五站联网程序控制实验
9、步进电机驱动控制实验
(六)主控单元:
主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行,完成工业控制网络的集成。总线结构采用工业以太网通信,使各站之间的控制信息和状态数据能够实时相互交换。
1、主要技术指标:

名称 规格 数量 单位
触摸屏 昆仑通态TPC7062TI 7英寸 1
西门子S7-1500主机 CPU 1511-1 PN 1
存储卡:4 MB 1
S7-1500 安装导轨:160 mm 1
PM1507:额定输入电压 120 V / 230 V AC 自适应,输出24 V / 3 A 1
工业交换机 台湾 MOXA EDS-208  8端口 2
(七)MCGS工业组态监控软件:
当5个单元全部进入联网状态时,管理员能够通过组态监控机中各种组态按钮方便的控制整个系统的运行、停止等。每个单元的工作状态以及工件的材质、颜色等在监控画面上也能够清楚的看到。
(八)配件

序号 名称 规格 数量 单位 备注
工件 白色工件 12  
 2 蓝色、红色工件 8  
 3 黑色工件 12  
 4 PLC编程电缆   5  
 5 PLC编程软件 博图V13 MCGS 1  
6 配套工具 工具箱:十字长柄螺丝刀,大、中、小号一字螺丝刀,中、小号十字螺丝刀,剥线钳,尖嘴钳,剪刀,电烙铁,镊子,活动扳手,内六角扳手(9把) 1  
 7 配套光盘 使用手册、程序等 1  
 8 空气压缩机 静音空气压缩机 1 静音

四、实训项目:
1、了解传感器的应用
2、观察气动元件的应用
3、掌握PLC控制技术
模块式柔性自动化生产线实训系统八个工作站各自都有一套PLC主机,可分成八个完全独立的工作站进行实训,在对各单元生产工艺和电气控制系统的构成熟悉后,通过PLC编程可完成:
1)系统故障检测
2)工件上料程序控制
3)工件搬运程序控制
4)工件检测程序控制
5)工件搬运安装程序控制
6)工件安装程序控制
7)工件分类程序控制
8)多工作工位程序控制
9)工作单元联网程序控制
10)步进电机驱动控制
11)机械手搬运控制
12)成废品分拣控制
13)变频调速控制
14)传输带控制等
4、电气控制系统安装调试
5、机械系统安装调试
6、电机驱动调试
7、系统维护和故障检测技术