VS-FLM04機(jī)電一體化柔性生產(chǎn)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

（8米環(huán)形生產(chǎn)線）

一、 產(chǎn)品概述

     VS-FLM04機(jī)電一體化柔性生產(chǎn)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)（8米環(huán)形生產(chǎn)線），是將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)械制造和系統(tǒng)工程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性制造技術(shù)更是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的主要手段，是*制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
     本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是專門為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)研制的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)電類、自動(dòng)化類、*制造類行業(yè)、企業(yè)中工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的特點(diǎn)，對(duì)各類自動(dòng)生產(chǎn)線的工作過程和相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行提煉和濃縮，并針對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，融機(jī)、光、電、氣、液于一體，包含了PLC、傳感器、氣動(dòng)、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)等諸多技術(shù)領(lǐng)域，主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個(gè)完整的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過訓(xùn)練，能強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)復(fù)雜柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、安裝、接線、編程、調(diào)試、故障診斷與維修等綜合職業(yè)能力，適合機(jī)電類、自動(dòng)化類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，同時(shí)也適合工程技術(shù)人員上崗培訓(xùn)。

     本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種典型的環(huán)形柔性自動(dòng)生產(chǎn)線，它由上料單元、落料單元、加蓋單元、穿銷單元、噴涂烘干單元、檢測(cè)單元、分揀輸送單元、物流倉(cāng)儲(chǔ)單元、行車機(jī)械手單元組成。傳輸鏈有輥道、皮帶、鏈條滾輪三種模式，配有相應(yīng)的圓帶轉(zhuǎn)角，通過傳輸鏈和轉(zhuǎn)角連成環(huán)形生產(chǎn)線。上述機(jī)構(gòu)均安裝在工業(yè)型材桌面上，系統(tǒng)中的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)*獨(dú)立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)，便于拆、裝。
     控制系統(tǒng)主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門子S7-200(CPU226)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進(jìn)行通訊，S7-200從站主要用于控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)備層，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反饋的信號(hào)進(jìn)行采集，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，并為上位機(jī)的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)，同時(shí)系統(tǒng)還配有工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊和10.4英寸彩色工業(yè)觸摸屏，可以完成系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
     該系統(tǒng)有單機(jī)、聯(lián)機(jī)二種工作方式。在單機(jī)模式下，各從站獨(dú)立運(yùn)行，站間沒有數(shù)據(jù)傳送，學(xué)員可進(jìn)行外部接線操作，使用S7-200PPI電纜或ProfiBus總線將編寫程序下載到PLC中，并監(jiān)控程序運(yùn)行，在聯(lián)機(jī)模式下，系統(tǒng)各從站同時(shí)工作，工件依次進(jìn)行上料、落料、加蓋、穿銷、噴涂烘干、檢測(cè)、分揀、入庫(kù)、搬運(yùn)等操作，各站間通過ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通訊，在主站的控制下實(shí)現(xiàn)相關(guān)的互鎖、數(shù)據(jù)傳送操作，系統(tǒng)中的安裝了工業(yè)觸摸屏，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
     系統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)的電氣接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多種通信方式。系統(tǒng)具備多種組態(tài)軟件、編程軟件、管理軟件功能。

二、 產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 系統(tǒng)將機(jī)械、氣動(dòng)、電氣控制、電機(jī)傳動(dòng)、傳感檢測(cè)、PLC以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行整合，按照結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，可以完成各類單線技能訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練?？梢赃M(jìn)行機(jī)械部件安裝與調(diào)試、氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、電氣控制電路的安裝和PLC編程、機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試于一體，能較好地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)、工程訓(xùn)練的需要。
2. 該實(shí)訓(xùn)考核裝置PLC模塊I/O端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
3. 系統(tǒng)中元器件均采用實(shí)際工業(yè)元件，選用公司（如德國(guó)的施克、西門子、日本SMC、歐姆龍、日本三菱等）工業(yè)元件，質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定，故障率低，從而保證學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利進(jìn)行。
4. 系統(tǒng)無(wú)論機(jī)械結(jié)構(gòu)還是控制，都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，具有很高的兼容和擴(kuò)展性，隨工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，本系統(tǒng)可以緊跟現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)升級(jí)擴(kuò)展，深入地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要。
5. 本系統(tǒng)可以鍛煉學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性的思維和動(dòng)手能力，學(xué)習(xí)者可以利用本系統(tǒng)從機(jī)械組裝、電氣設(shè)計(jì)、接線、PLC編程與調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)總線組建與維修等方面進(jìn)行工程訓(xùn)練。

三、 技術(shù)性能

1. 輸入電源：三相四線 交流380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～40℃ ，相對(duì)濕度≤85%（25℃），海拔＜4000m
3. 裝置容量：≤3kVA
4. 外形尺寸：800cm×500cm×240cm
5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

四、 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

1. 機(jī)械系統(tǒng)安裝與調(diào)試
環(huán)形線上工作機(jī)構(gòu)可讓各組學(xué)員將了解機(jī)械傳動(dòng)的基本應(yīng)用，并進(jìn)行安裝調(diào)試工作。這對(duì)提高在校學(xué)生技能有幫助。
任務(wù)1：各站同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)2：上料單元傳輸板鏈的安裝與調(diào)整
任務(wù)3：落料單元圓柱、圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)4：落料單元間歇輪的安裝與調(diào)整
任務(wù)5：加蓋單元圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)6：加蓋單元、倉(cāng)儲(chǔ)單元蝸輪蝸桿的安裝與調(diào)整
任務(wù)7：穿銷單元不*齒輪的安裝與調(diào)整
任務(wù)8：噴涂單元連桿機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)9：物流倉(cāng)儲(chǔ)單元鏈條鏈輪機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)10：物流倉(cāng)儲(chǔ)單元直線導(dǎo)軌的安裝與調(diào)整
任務(wù)11：物流倉(cāng)儲(chǔ)單元滾珠絲桿的安裝與調(diào)整
任務(wù)12：行車機(jī)械手單元齒輪齒條機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
任務(wù)13：鏈條輥道傳輸線鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整
2. 電氣控制電路設(shè)計(jì)、安裝及接線
環(huán)形生產(chǎn)線工作機(jī)構(gòu)其電控部分全部按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且以附件方式提供全部設(shè)計(jì)圖紙和說明書。學(xué)員在該設(shè)備上可學(xué)習(xí)電路原理圖分析、PLC各I/O地址查對(duì)和設(shè)備電路連線方法。
任務(wù)1：各從站、傳輸線及轉(zhuǎn)角配套組件的安裝、接線
任務(wù)2：各從站、傳輸線及轉(zhuǎn)角控制電路的設(shè)計(jì)
任務(wù)3：伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的安裝、控制電路的設(shè)計(jì)、接線
任務(wù)4：倉(cāng)庫(kù)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計(jì)、安裝及接線
任務(wù)5：行車機(jī)械手電機(jī)變頻調(diào)速控制電路的設(shè)計(jì)、安裝及接線
任務(wù)6：多軸加工中心步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、安裝及接線
任務(wù)7：噴涂烘干加熱控制電路的設(shè)計(jì)、安裝與接線
任務(wù)8：各傳輸線直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、安裝與接線
3. 傳感器的應(yīng)用
該系統(tǒng)使用的傳感器數(shù)量達(dá)100多個(gè)，有電感式、電容式、光電式、光纖式、霍爾式、電磁式、紅外以及色標(biāo)傳感器等，每一種傳感都有著各自的特性。學(xué)員可通過了解工作中各類傳感器的工作特性來(lái)加強(qiáng)對(duì)這些傳感器的感性認(rèn)識(shí)，再結(jié)合項(xiàng)目中傳感器安裝與調(diào)整、測(cè)試應(yīng)用技能訓(xùn)練，可使學(xué)員快速掌握傳感器在自動(dòng)線中的使用。
4. 氣動(dòng)應(yīng)用技術(shù)
該系統(tǒng)上使用了大量的氣動(dòng)元件，包括多種電控氣動(dòng)閥、多種氣動(dòng)缸、氣動(dòng)夾爪、真空吸盤、真空發(fā)生器、過濾減速閥等。不但可以單獨(dú)學(xué)習(xí)每一種分離元件，而且還可以在學(xué)習(xí)時(shí)了解各種氣動(dòng)元件之間以及氣動(dòng)元件與其它元件之間是如何配合起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的。
氣動(dòng)元件的安裝與調(diào)整實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
任務(wù)1：電控氣動(dòng)閥的安裝與調(diào)整
任務(wù)2：真空發(fā)生器的安裝與調(diào)整
任務(wù)3：氣動(dòng)二聯(lián)體的安裝與調(diào)整
任務(wù)4：各種氣缸的安裝與調(diào)整
5. PLC程序編制和程序調(diào)試
環(huán)形線教學(xué)系統(tǒng)可以分成若干*獨(dú)立的工作機(jī)構(gòu)，使十幾個(gè)學(xué)生可以同時(shí)進(jìn)行技能訓(xùn)練。在該設(shè)備上學(xué)員不但可以學(xué)習(xí)PLC的各種技術(shù)，而且可以學(xué)習(xí)綜合科技環(huán)境下PLC的多種應(yīng)用。
任務(wù)1：總控臺(tái)單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)2：上料單元的編寫與調(diào)試
任務(wù)3：落料單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)4：加蓋單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)5：穿銷單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)6：噴涂烘干單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)7：檢測(cè)單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)8：分揀單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)9：物流倉(cāng)儲(chǔ)單元控制程序的編寫與調(diào)試
任務(wù)10：行車機(jī)械手單元的控制程序的編寫與調(diào)試
6. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信
任務(wù)1：組態(tài)監(jiān)控軟件的運(yùn)行使用及與PLC的通信
任務(wù)2：觸摸屏工程的編寫
任務(wù)3：STEP7編程軟件使用
任務(wù)4：PROFIBUS-DP模塊的學(xué)習(xí)與使用
任務(wù)5：PROFIBUS通訊協(xié)議的學(xué)習(xí)與使用
任務(wù)6：PROFIBUS主站與從站之間的通訊
7. 系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測(cè)
設(shè)備日常維護(hù)的內(nèi)容和方法，以及系統(tǒng)常見故障分析、排除的方法。
本系統(tǒng)以工作過程導(dǎo)向，可開展項(xiàng)目教學(xué)，完成以下任務(wù)：
1.設(shè)備安裝
2.電氣設(shè)計(jì)
3.氣路連接和電路連接
4.設(shè)置步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及變頻器參數(shù)
5.設(shè)置伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)參數(shù)
6.完成PLC程序編制和程序調(diào)試
7.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的組建，通信測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)故障診斷
8.觸摸屏組態(tài)和監(jiān)控
9.系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測(cè)（涉及程序、參數(shù)、電氣、機(jī)械等）

五、 系統(tǒng)組成、功能及技術(shù)參數(shù)

(一) 上料、落料單元（圖1）
   上料單元和落料單元配合使用作為工件運(yùn)行的起始端，上料單元由井式下料槽、頂料氣缸、落料氣缸組成。
   落料單元由四槽輪、鎖止弧、直齒輪、錐形齒輪、同步輪帶、推料轉(zhuǎn)盤、落料平臺(tái)、滑道、光電傳感器、電感傳感器、阻擋氣缸、直流減速電機(jī)、安裝支架等組成。
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，托盤到位后，傳輸線停止運(yùn)行；光電傳感器檢測(cè)工位有無(wú)工件，若無(wú)則PLC向總控臺(tái)告警，總控臺(tái)缺料指示燈亮；若有工件則直流減速電機(jī)工作帶動(dòng)鎖止弧轉(zhuǎn)動(dòng)一周，鎖止弧上的撥銷軸承撥動(dòng)四槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度到下一個(gè)槽輪，同時(shí)帶動(dòng)同軸的圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，圓柱齒輪則帶動(dòng)與其嚙合的圓柱齒輪和圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，圓錐齒輪帶動(dòng)同軸的圓錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)90度，另一圓錐齒輪則同軸轉(zhuǎn)動(dòng)90度，則推料轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)90度，工件降落料到平臺(tái)落料口落下到滑道上，滑至托盤，落料完成；阻擋氣缸縮回，傳輸線運(yùn)行，托盤和工件一起被傳輸?shù)较乱徽尽?/span>

圖1 落料單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(二) 噴涂烘干單元（圖2）
   噴涂單元由噴涂室、加熱裝置、溫度傳感器、噴槍、冷卻風(fēng)扇、交流調(diào)壓模塊、觸摸屏、連桿機(jī)構(gòu)、噴涂指示器、光電傳感器、電感傳感器、阻擋氣缸、直流減速電機(jī)等組成。其中噴槍噴涂過程中由連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)來(lái)回移動(dòng)噴涂。
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，電機(jī)動(dòng)作傳輸線運(yùn)行使托盤工件到位。電感傳感器檢測(cè)到托盤到位信號(hào)，延時(shí)1S傳輸線停止；光電傳感器檢測(cè)到工件信號(hào)，電機(jī)動(dòng)作帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行，拉動(dòng)噴槍來(lái)回移動(dòng)進(jìn)行噴涂，延時(shí)2S噴涂完成；噴涂停止后，加熱罐開始加熱，同時(shí)加熱指示燈亮，觸摸屏顯示即時(shí)溫度，（其中上限溫度和下限溫度可通過觸摸屏設(shè)置）溫度上升到設(shè)定溫度時(shí)，加熱完成；加熱停止后，冷卻風(fēng)扇開始工作，溫度下降到常溫，烘干完成；阻擋氣缸縮回，直流電機(jī)動(dòng)作傳輸線運(yùn)行，托盤和工件被傳輸?shù)较乱徽荆粋€(gè)工作周期完成。

圖2 模擬噴涂單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(三) 加蓋單元（圖3）
   由滑道式工件架（或立體倉(cāng)庫(kù)式貨架）、蝸輪蝸桿減速機(jī)、搖臂、同步輪帶、直流減速電機(jī)、擋料氣缸、托料氣缸（或液壓升降缸）、伸縮氣缸、真空吸盤、光電傳感器、電容傳感器、電感傳感器、行程開關(guān)、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對(duì)工件的加蓋裝配工作。
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，傳輸線運(yùn)行，等待托盤到位。當(dāng)托盤到位后，如果電容傳感器沒有檢測(cè)到工件或檢測(cè)到工件已經(jīng)加蓋，阻擋氣缸縮回，放托盤和工件到下一站，延時(shí)2秒，阻擋氣缸伸出，等待下一個(gè)托盤到位當(dāng)；如果電容傳感器檢測(cè)到工件沒有加蓋，延時(shí)1秒傳輸線停止。電機(jī)驅(qū)動(dòng)搖臂反向轉(zhuǎn)動(dòng)且電感傳感器檢測(cè)到位后，電機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)滑道式工件架工件臺(tái)檢測(cè)到有工件蓋時(shí)，托料氣缸伸出，將工件蓋頂起，伸縮氣缸伸出，真空吸盤緊貼工件蓋。伸縮氣缸縮回，提起工件蓋，蝸輪蝸桿減速機(jī)帶動(dòng)搖臂正轉(zhuǎn)，同時(shí)托料氣缸縮回。當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到位后，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮氣缸伸出，將工件蓋裝入工件后氣缸縮回，加蓋完成。阻擋氣缸縮回，傳輸線開始運(yùn)行，托盤和工件被傳輸?shù)较乱徽?，一個(gè)工作周期完成。

圖3 加蓋單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(四) 穿銷單元（圖4）
   由料斗、槽形下料機(jī)構(gòu)、不*齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流減速電機(jī)、擋料氣缸、落料氣缸、頂銷氣缸、光電傳感器、光纖傳感器、電容傳感器、霍爾傳感器、電感傳感器、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對(duì)工件的穿銷動(dòng)作。具體工作過程如下：
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，傳輸線運(yùn)行，等待托盤到位。當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到托盤到位后，如果沒有檢測(cè)到工件或檢測(cè)到工件已經(jīng)穿銷時(shí)，阻擋氣缸縮回，放托盤和工件到下一站，延時(shí)2秒，阻擋氣缸伸出，等待下一個(gè)托盤到位；如果托盤到位并檢測(cè)到工件無(wú)銷子時(shí)，延時(shí)1秒傳輸線停止運(yùn)行。當(dāng)槽形下料機(jī)構(gòu)檢測(cè)到有銷子時(shí)，落料氣缸伸出，將銷子推到下料口，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)不*齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)（不*齒輪主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一圈，槽形落料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)六分之圈），銷子隨槽形落料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到頂銷氣缸處，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。頂銷氣缸將銷子頂入工件，頂銷氣缸縮回，阻擋氣缸縮回，傳輸線運(yùn)行，托盤和工件被傳輸?shù)揭徽?，一個(gè)工作周期完成。

圖4 穿銷單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(五) 檢測(cè)單元（圖5）
由觸摸屏、直流減速電機(jī)、擋料氣缸、檢測(cè)氣缸、光電傳感器、光纖傳感器、對(duì)射傳感器、色標(biāo)傳感器、電感傳感器、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對(duì)工件的檢測(cè)。由升降氣缸帶動(dòng)檢測(cè)支架升降，可同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行多面檢測(cè)。
當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，傳輸線運(yùn)行，等待托盤到位。當(dāng)檢測(cè)到托盤到位后，伸縮氣缸伸出，各檢測(cè)傳感器分別對(duì)準(zhǔn)工件的各個(gè)面，等待0.5秒開始檢測(cè)，完成后伸縮氣缸縮回，阻擋氣缸縮回，傳輸線運(yùn)行，托盤和工件被傳輸?shù)较乱徽?，一個(gè)工作周期完成。各檢測(cè)傳感器的功能為：光電傳感器檢測(cè)工件、對(duì)射傳感器檢測(cè)工件蓋、光纖傳感器檢測(cè)銷子、色標(biāo)傳感器檢測(cè)工件顏色、電感傳感器檢測(cè)銷子的材質(zhì)。

圖5 檢測(cè)單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(六) 分揀輸送單元（圖6）
   由直線無(wú)桿氣缸、導(dǎo)桿薄型氣缸、阻擋氣缸、擺動(dòng)氣缸、氣夾、磁性傳感器、光電傳感器、電感傳感器、電磁閥、同步帶輪、直流減速電機(jī)、工件傳輸裝置、廢品回收裝置等組成。
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，阻擋氣缸伸出，傳輸線運(yùn)行，當(dāng)電感傳感器檢測(cè)到托盤到位后，若光電傳感器檢測(cè)托盤上無(wú)工件時(shí)，阻擋氣缸縮回，托盤被傳輸?shù)较乱徽尽Ｈ艄怆妭鞲衅鳈z測(cè)托盤上有工件時(shí)，導(dǎo)桿薄型氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，到位后氣夾動(dòng)作將工件加緊，然后提升氣缸動(dòng)作機(jī)械臂上升。此時(shí)，阻擋氣缸電磁閥通電，放行托盤。然后對(duì)工件按照廢品交替形式處理工件。
   成品：擺動(dòng)氣缸電磁閥通電，工件旋轉(zhuǎn)90o并保持5秒，確保托盤已經(jīng)通過該分揀單元。然后該單元傳送帶斷電，導(dǎo)桿薄型氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，工件被垂直放置在傳送帶上進(jìn)行傳輸。
   工件為廢品時(shí)：直線無(wú)桿氣缸電磁閥通電，將工件運(yùn)至廢品位，導(dǎo)桿薄型氣缸電磁閥通電，機(jī)械臂下降，氣夾松開，工件被垂直放置在廢品傳送線上并送至廢料盒內(nèi)，機(jī)械臂在該位置保持2秒后，回到初始位置。

（圖6）分揀輸送單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(七) 物流倉(cāng)儲(chǔ)單元（圖7）
   由步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流減速電機(jī)、直線無(wú)桿氣缸、擺動(dòng)氣缸、平行機(jī)械夾、阻擋氣缸、同步帶輪、磁性傳感器、光電傳感器、電容傳感器、電磁閥、同步帶皮帶傳輸線、立體庫(kù)架、直齒圓柱齒輪、滾珠絲桿、渦輪蝸桿減速箱等組成。主要完成對(duì)成品工件分類入庫(kù)、依次出庫(kù)。具體工作如下：
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，直流電機(jī)帶動(dòng)傳輸線運(yùn)行。
   當(dāng)電容傳感器檢測(cè)到托盤后，光電傳感器檢測(cè)托盤上無(wú)工件時(shí)，阻擋氣缸縮回，托盤被傳輸?shù)较乱徽尽?     
   當(dāng)光電傳感器檢測(cè)有工件后，電感傳感器沒有檢測(cè)到托盤，Y軸啟動(dòng)氣爪下降夾取工件，然后驅(qū)動(dòng)X軸和Y軸，并根據(jù)工件顏色將工件轉(zhuǎn)移到對(duì)應(yīng)庫(kù)架入口。此時(shí)，擺動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn)180o，直線無(wú)桿氣缸帶動(dòng)擺動(dòng)氣缸及平行氣夾移動(dòng)至入口處。然后Y軸開始啟動(dòng)，下降將工件水平放置在對(duì)應(yīng)倉(cāng)庫(kù)入口傳輸帶上，庫(kù)架上的光電傳感器檢測(cè)到工件后，該倉(cāng)庫(kù)傳輸線開始傳輸工件，延時(shí)2秒鐘停止。然后直線無(wú)桿氣缸退回起點(diǎn)，擺動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn)復(fù)位，X、Y軸移動(dòng)提升裝置運(yùn)行到達(dá)初始位置。
   工件回收：按下工件回收按鈕，倉(cāng)庫(kù)電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，如果5秒鐘光電傳感器沒有檢測(cè)到工件，電機(jī)停止，啟動(dòng)下一個(gè)倉(cāng)庫(kù)電機(jī)，當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到工件時(shí)，X、Y移動(dòng)提升裝置帶動(dòng)機(jī)械手將工件搬回至搬運(yùn)臺(tái)。

（圖7）物流倉(cāng)儲(chǔ)單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(八) 行車機(jī)械手單元（圖8）
   由平行氣夾、長(zhǎng)程導(dǎo)桿氣缸、交流減速電機(jī)、直流減速電機(jī)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、安全光幕、主動(dòng)式紅外傳感器、鏡面漫射傳感器、光電對(duì)射傳感器，霍爾傳感器、電感傳感器、定位裝置、緊急按鈕盒組成，主要完成將托盤從環(huán)形生產(chǎn)線的結(jié)束工位搬運(yùn)到起始工位的工作。具體工作如下：
   當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行，傳送帶啟動(dòng)，帶動(dòng)托盤運(yùn)行到定位裝置處，電感傳感器檢測(cè)到托盤后，傳送帶繼續(xù)運(yùn)行1S后停止，長(zhǎng)程導(dǎo)桿氣缸伸出，平行氣夾張開落到托盤兩端夾緊，長(zhǎng)程導(dǎo)桿氣缸縮回，提起托盤，交流減速電機(jī)啟動(dòng)，向右端移動(dòng)到起始工位，長(zhǎng)程導(dǎo)桿氣缸伸出平行氣夾張開將托盤放到傳輸線上，傳輸線上的電感傳感器檢測(cè)到托盤后啟動(dòng)傳輸線，托盤進(jìn)入新一輪的工作循環(huán)。
   工作區(qū)域設(shè)有四道安全防線：安全光幕檢測(cè)、主動(dòng)式紅外傳感器檢測(cè)、鏡面漫射傳感器檢測(cè)、光電對(duì)射傳感器檢測(cè)，在行車工作期間，任何物體進(jìn)入工作區(qū)域，行車立即停止工作直至重新按動(dòng)緊急按鈕盒上的綠色啟動(dòng)按鈕。

圖8 行車機(jī)械手單元

主要技術(shù)指標(biāo)：

(九) 圓帶轉(zhuǎn)角單元（圖9）
   由轉(zhuǎn)盤、圓帶、同步輪、承重輪、張緊輪組成，主要完成生產(chǎn)線的90°轉(zhuǎn)向。

（圖9）圓帶轉(zhuǎn)角單元

(十) 圓帶輥道傳輸線（圖10）
   由圓帶、傳動(dòng)輪、輥輪、直流減速電機(jī)組成，主要完成托盤和工件的傳輸。

圖10 圓帶輥道傳輸線

(十一) 鏈條輥道傳輸線（圖11）
   由鏈條、鏈輪、輥輪、直流減速電機(jī)、玻璃防護(hù)罩組成，主要完成托盤和工件的傳輸。

（圖11）鏈條輥道傳輸線

(十二) 皮帶傳輸線（圖12）
   由傳輸帶、同步帶，同步輪、直流減速電機(jī)組成，主要完成托盤和工件的傳輸，為環(huán)形線主要傳送單元。

（圖12）皮帶傳輸線

(十三) 總控平臺(tái)（圖13）

圖13 總控平臺(tái)

   控制臺(tái)主要由三相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、CPU315-2DP主機(jī)、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關(guān)、啟動(dòng)和停止開關(guān)、急停開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
1、二位選擇開關(guān)：控制系統(tǒng)工作方式，用于系統(tǒng)在聯(lián)機(jī)運(yùn)行模式（右側(cè)檔）及單機(jī)運(yùn)行模式（左側(cè)檔）的切換。
2、啟動(dòng)和停止開關(guān)：控制整條流水線的運(yùn)行和停止，對(duì)應(yīng)運(yùn)行和停止指示燈。
3、急停開關(guān)：當(dāng)環(huán)形生產(chǎn)線有異常情況，在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，按下開關(guān)，整條線停止動(dòng)作。
4、復(fù)位開關(guān)：在設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障或報(bào)警時(shí)，按下復(fù)位開關(guān)，在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下各單元處于停止運(yùn)行狀態(tài)，復(fù)位指示燈亮。
4、主要技術(shù)指標(biāo)：

六、 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊（以西門子系統(tǒng)為例）

   控制系統(tǒng)主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門子S7-200(CPU226)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進(jìn)行通訊，S7-200從站主要用于控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)備層，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反饋的信號(hào)進(jìn)行采集，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，并為上位機(jī)的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)，同時(shí)系統(tǒng)還配有工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊和10.4英寸彩色工業(yè)觸摸屏，可以完成系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。

七、 控制系統(tǒng)

（一）PLC模塊及變頻器選配表（用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選配）
表一：德國(guó)西門子

（二）配置清單

八、 系統(tǒng)軟件

     系統(tǒng)具備多種組態(tài)軟件、編程軟件、管理軟件功能，如WINCC、OPC、STEP7、人機(jī)交換和MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件等，為方便教學(xué)還配有PLC仿真、氣動(dòng)仿真、多媒體教室電子管理等軟件。（以西門子系統(tǒng)為例）
1. 西門子編程軟件
   配有西門子STEP7 MicroWIN SP4和STEP7 V5.3編程軟件，分別對(duì)S7-200和S7-300系列PLC編程、再線監(jiān)控。編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和控制自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境。為了能快捷高效地開發(fā)你的應(yīng)用程序，西門子軟件提供了多種程序編輯器，軟件還提供了在線幫助系統(tǒng)，以便獲取所需要的信息。

STEP7 MicroWIN SP4編程軟件    

STEP7 V5.4編程軟件