搬運(yùn)單元模塊設(shè)計.

1、河北科技大學(xué)學(xué)生個性化教育實(shí)訓(xùn)報告題 目：搬運(yùn)單元模塊設(shè)計學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：日 期：2016年1月15日目錄1 第一章 模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的簡介11.1 第1 節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)和作用 11.2 第2節(jié)系統(tǒng)的組成 21.3 第3節(jié)MPS的發(fā)展 62 第二章 物流過程73 第三章 MPS 單元的結(jié)構(gòu)與控制83.1 第1 節(jié)搬運(yùn)單元簡介83.2 第2節(jié)搬運(yùn)單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)93.3 第3節(jié)搬運(yùn)單元的氣動控制 103.4 第 4節(jié) 制定 I/O 表 114 第四章 材料的選型234.1 第1 節(jié)氣缸的選擇 234.2 第2節(jié)傳感器的選擇 254.3 第3節(jié)電磁閥的選用 265 第 5章 參考文獻(xiàn) 27第一章模塊

2、化生產(chǎn)系統(tǒng)的簡介第1節(jié) 系統(tǒng)的特點(diǎn)和作用模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)： Modular Production Training System簡稱 MPS。模塊化生 產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)是應(yīng)用于機(jī)電一體化、自動化等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)職業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育 的模塊化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)可以從基礎(chǔ)部分的簡單功能及加工順序， 逐步擴(kuò)展到復(fù)雜的集成控制系統(tǒng)。模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)是為提高學(xué)生動手能力和實(shí)踐 技能而設(shè)計、生產(chǎn)的一套實(shí)用性實(shí)驗(yàn)設(shè)備。該裝置由多套各自獨(dú)立而又緊密相連的工 作站組成。各個功能站分別為：上料站、檢測站、上料檢測站、搬運(yùn)站、加工檢測站 安裝站、操作手站、傳送單元、搬運(yùn)分揀站和分類存儲站。該實(shí)驗(yàn)裝置的一

3、大顯著特點(diǎn)是：它具有綜合性、模塊化以及易擴(kuò)充等特點(diǎn)。它針 對學(xué)員不同的技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行培訓(xùn)， 具有良好的適用性。具有較好的柔性，即每站各有 一套PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制將各個模塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時學(xué)習(xí)。在 基本本單元模塊培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站三站直至八站連在一起學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制 編程 裝配和調(diào)試技術(shù)。由于該系統(tǒng)囊括了機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中 所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動、氣動、 PLC （可編程控制器） 傳感器等多種技術(shù)，給學(xué)員 提供了一個典型的綜合科技環(huán)境，使學(xué)生將學(xué)過的諸多單科專業(yè)知識在這里得到全面 認(rèn)識綜合訓(xùn)練和相互提升。因此該套裝置非常適合對在校學(xué)生和初上崗位的工程技 術(shù)人員進(jìn)行

4、培訓(xùn)，是培養(yǎng)機(jī)電一體化人才的理想設(shè)備。系統(tǒng)的實(shí)體圖如圖 1-1所示一 * .圖1-1第2節(jié)系統(tǒng)的組成MPS系統(tǒng)的類型有三站到九站不等，此次設(shè)計的是八站系統(tǒng)，具組成如下功能簡介：完成整個系統(tǒng)的上料工 作，將大工件輸出，判斷出其顏色，并將 其信息發(fā)給后一站。此站可配合觸摸屏或 組態(tài)控制而為整個系統(tǒng)的主站。主機(jī)：可采用三菱系列、西門子系列， 此次設(shè)計采用的是西門子 S7-200系列。擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng) 絡(luò)。組成模塊：回轉(zhuǎn)料斗（采用齒輪減速 電動機(jī)控制）、提升裝置（采用氣缸控制）、 光電識別組件（光電傳感器、行程開關(guān)）功能簡介：作用是為加工過程逐一 提供加工工由雙作

5、用氣缸從料倉中逐一 推出工件，轉(zhuǎn)換模塊上的真空吸盤將工 件吸起，在旋轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動下將工件移動 至下一個工作站的傳輸位置。主機(jī)：三菱系列、西門子系列擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：真空組件、旋轉(zhuǎn)模塊、 供料模塊。加工單元;安裝單元;功能簡介：工件將在旋轉(zhuǎn)平臺上被 檢測及加工。通過具有四個工位的加工 旋轉(zhuǎn)平臺，進(jìn)行加工模擬，并進(jìn)行加工 質(zhì)量的模擬檢測。主機(jī)：三菱系列、西門子 S系列擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng) 絡(luò)。組成模塊：平臺、模擬鉆孔模塊、模 擬檢測組件。功能介紹：該單元提供兩色小工件，并能 將其輸入大工件的空腔中。氣缸將料倉中的兩

6、色小工件交替推出，由真空吸盤吸取，通過轉(zhuǎn) 臂輸入到大工件的空腔中。主機(jī)：三菱FX系列、西門子S系列。擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：送料模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、真空組 件。搬運(yùn)單元，安裝搬運(yùn)單元:功能簡介：該搬運(yùn)單元由無桿氣缸、 橢圓形活塞氣缸和夾爪等部件組成，通過 移動、上下伸縮、抓取等動作，將前一單 元上的工件傳入下一執(zhí)行單元。主機(jī)：三菱FX系列、西門子S系列。擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng) 絡(luò)。組成模塊：提升模塊、氣動夾爪組件、 直線運(yùn)動無桿缸。氣動夾爪裝置功能簡介：將工件從前一站搬運(yùn)至下一 站，并可在本站上完成大、小工件的組 成。主機(jī)

7、：三菱FX系列、西門子S系列 擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：直線轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動模塊、操作手單元:立體存儲單元:功能簡介：操作手單元由不同 的氣動執(zhí)行部件組成，通過擺動、 伸縮、氣動抓取等動作，將前一單 元的工件傳入下一執(zhí)行單元的輸 入工位.主機(jī)：三菱FX系列、西門子S 系列。擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibus 網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：伸出及提升模塊、旋 轉(zhuǎn)模塊、氣動夾爪組件。功能簡介：該站為倉庫存儲的 模擬，它將系統(tǒng)加工完成的合格產(chǎn) 品，按照不同類別，進(jìn)行分類立體 存放。主機(jī)：三菱FX系列、西門子 S系列擴(kuò)展模塊：485 PPI MPI Profibu

8、s 網(wǎng)絡(luò)。步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器：Start組成模塊：步進(jìn)電機(jī)控制模 塊、滾珠絲桿模塊、工件推出組件、 立體倉庫。第3節(jié)MPS的發(fā)展模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)是先進(jìn)工業(yè)自動化及制造的基本部分，將先進(jìn)制造系統(tǒng)的物料供給、分揀、加工、檢測、立體倉庫等主要單元展現(xiàn)給學(xué)生，同時學(xué)生可以自己動手實(shí)踐， 學(xué)習(xí) 編程、 生產(chǎn)管理、流程設(shè)計等機(jī)械設(shè)計制造及自動化相關(guān)的課程學(xué)習(xí)。隨著技術(shù)的發(fā)展，工控技術(shù)的不斷完善，自動化技術(shù)人員在原有的MPS 系統(tǒng)加入了觸摸屏控制系統(tǒng)、組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)管理執(zhí)行系統(tǒng)，進(jìn)一步提升的模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)的科技含量，使學(xué)員在 “用最先進(jìn)的技術(shù)培訓(xùn)今天的學(xué)員， 為未來而服務(wù)！”這樣的理念下前進(jìn)。觸摸屏

9、是一個智能化操作部件，是極富吸引力的全新多媒體操作裝置，用戶只要用手指輕輕地觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備操作，可顯示設(shè)備運(yùn)行狀況和運(yùn)行參數(shù)。組態(tài)監(jiān)控程序的應(yīng)用解決了人機(jī)界面控制中的動畫顯示問題，監(jiān)控信息將以更加形象、 生動的動畫方式顯示出來。觸摸屏和組態(tài)監(jiān)控軟件的出現(xiàn)至今只有短短的幾年間就已經(jīng)證明，觸摸屏和組態(tài)監(jiān)控軟件可以取代過往設(shè)備的操作面板和批儀表。生產(chǎn)管理執(zhí)行系統(tǒng)（ MES） 的應(yīng)用是模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)的一次飛躍，它引入信息管理技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)的有效管理。第二章物流過程在明白了系統(tǒng)的組成之后，通過下圖可以了解系統(tǒng)的工作過程第三章 MPS單元的結(jié)構(gòu)與控制第1節(jié)立體存儲單元簡

10、介立體存儲單元可作為MPS系統(tǒng)中的最后單元，在整個系統(tǒng)中接受并存儲 前方單元加工處理后的工件，他的具體功能是：接受工位前一單元送來 的工件，按照工件信息而自動運(yùn)送至相應(yīng)倉位，并將工件推入立體車庫 存儲。第2節(jié)立體存儲單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)檢測單元的結(jié)構(gòu)裝配圖如下所示裝配圖主視圖：裝配圖俯視圖:裝配圖左視圖:-I第3節(jié)搬運(yùn)單元的氣動控制信號元控制回路優(yōu)化的關(guān)是合餅減少排除干擾信號所需的輔助控制件和用原有的輔助控制信號元件代替所需的輔助控制 信號元件來排除干擾信號的干擾段。程序控制是根據(jù)生產(chǎn)過程中的位移、壓力、時間 溫度液位等物理量的變化使被控制的執(zhí)行元件按預(yù)先規(guī)定好的程序協(xié)調(diào)動作的種自動控制方 式。氣動

11、系統(tǒng)由氣源、控制元件、執(zhí)行元件和輔助元件組成，并完成規(guī)定的動作。任何復(fù) 雜的氣壓傳動系統(tǒng)，都是由一些具有特定功能的氣動基本回路組成。該單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動系統(tǒng)，其方向控制閥的控制反為電磁控制或手動控制。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制功能是通過PLC空制實(shí)現(xiàn)的。4-第4節(jié)制定I/O表廳P地址設(shè)備符號設(shè)備名稱設(shè)備功能1I0.01B1磁感應(yīng)式接近開關(guān)無桿氣缸左移限位2I0.11B2磁感應(yīng)式接近開關(guān)無桿氣缸右移限位3I0.22B1磁感應(yīng)式接近開關(guān)手爪松開限位4I0.33B1磁感應(yīng)式接近開關(guān)薄型活塞桿氣缸上升限位一I0.43B2磁感應(yīng)式接近開關(guān)薄型活塞桿氣缸卜降限位|I2.0SB1按鈕開始|I2.1SB2按鈕復(fù)位

12、|I2.2SB3按鈕特殊(手動單步運(yùn)行)|9I2.3SA1切換開關(guān)手動(0)/自動(1)切換|10I2.4SA2切換開關(guān)單站(0)/聯(lián)網(wǎng)(1)切換InI2.5SB4按鈕停止|12I2.6KM繼電器觸頭上電信號|13Q0.01Y1電磁閥|控制無桿氣缸左移|14Q0.11Y2電磁閥控制無桿氣缸右移|15Q0.22Y1電磁閥控制氣動手爪松開|16Q0.32Y2電磁閥|控制氣動手爪夾緊|17Q0.43Y1電磁閥控制薄型活塞桿氣缸卜降|18Q1.6HL1綠色指示燈開始日|19Q1.7HL2藍(lán)色指示燈復(fù)位日|第5節(jié)、控制面板示意圖控制面板示意圖第6節(jié)、PLC電氣控制的接線簡圖!IE：? BIBI L!3|

13、.!24lli!2SU!IH：4INL!： nstisTiirI II 91 1 I II I IU!：I !：.：；! ! !3nr：!ir!ill!：! It：? ”11:二:"-：- , »- - - -I 41 ia Ikij : li ji j ai ibu ii"" " ：二：二:二：二：；二:二：二；ii I：! I：!： :rh:：!in: :i:lih :rn: :in:rnr!jin:nc!i !rnir?-s4L!4I424II：!J二 i 二nlL:二L;:二:c,二：!r 圈或T-llrnitu：! ihnsijrt!

14、31is:iHl-ndMiniEis：!KKMKIB JI IGI l-llInitlcritiiiildhn，"，teta i I)m，s，f，t e )：!：nntii-ntn ：3i1inatii-nn:>iai>iai !(>( aai ti i>i ai> iici !)>!根據(jù)前面提到的工作要求寫出程序流程框圖如下:口動且無停止PLC控制梯形圖如下所示 子程序1:M2.QSMOi-ji iG0.1,0E 執(zhí)行復(fù)伯一曄作 旦辿六成.缶SM0.U網(wǎng)絡(luò)8進(jìn)入步SCL2S0.2SCR網(wǎng)絡(luò)9開始燈閃爍，按下開始按鈕啟動步SQ.3：復(fù)位無桿氣缸滑塊

15、左移和氣爪松開的電刑T37S04|（SCRT）網(wǎng)籍11 進(jìn)入步S0.3S0.3SCR網(wǎng)籍12 薄型防轉(zhuǎn)氣虹活塞桿下降下降到位延時1秒；延時時間到啟動步S0.4SMOOQ0.4TI-i-： $ ）110,4737|眄 T0K10- FT 100 ms網(wǎng)絡(luò)10 步so磔束（SCRE）網(wǎng)絡(luò)14 進(jìn)入步S14網(wǎng)絡(luò)13 步S。溪束f GRE）snaSCRT38同絡(luò)15氣爪夾緊，同時夾緊檢測到位后延時1秒； 延時時間到后動步SQ5SMO.OQ03SO. 5（SCRT）W-網(wǎng)絡(luò)18 薄型防轉(zhuǎn)氣缸活塞桿上升上升到位后層動步SQ6；同時復(fù)位無桿氣缸滑塊左移T38JS TONPT100 msQO.OSMO.OQ0

16、.4R ） 1I0.3R ） 1S0.6（SCRT）網(wǎng)絡(luò)17進(jìn)入步SH5S0 5SCR網(wǎng)絡(luò)16 步SO.睡束SCRE網(wǎng)絡(luò)19 步SO 陞束（SCRE）同絡(luò)20進(jìn)入步S0£S0.6網(wǎng)絡(luò)23 進(jìn)入步SH7SCRS0.7SCR同緒24 薄型防轉(zhuǎn)氣川活塞桿下降，¥降到位后延時； 延時時閆到啟動步SL。SM0.0Q0.4SM0.0Q0.11T33同絡(luò)21無桿氣缸滑塊右移右移到位后啟動步607 同時復(fù)位氣爪夾索Q0.3 R ,11101S1.0(SCRT)T39INTON10-PT100 m5網(wǎng)絡(luò)22步SU噤束網(wǎng)絡(luò)25 步SO遭束同絡(luò)29 進(jìn)入步S1.1S1 1SCR網(wǎng)絡(luò)30 薄型防轉(zhuǎn)

17、氣缸活塞桿上升，上升到位后啟動步S1 2；同時復(fù)位無桿氣缸滑塊右移和氣爪松開SM0.0Q0.4R )10.3001網(wǎng)路31 步S1.1結(jié)束(SCRE)Q0.2S1.2(SCRT)網(wǎng)絡(luò)35 進(jìn)入步$1.3S1.3SCR同絡(luò)32 進(jìn)入步S1 2SI.2 SCR同結(jié)33 無桿氣缸滑塊左移左移到位后啟動步SSMO.OQ00-II-r-C $ )110.0S1.3I ICSCRT)網(wǎng)絡(luò)36 選擇運(yùn)行位置。當(dāng)選擇自動模式且無停止信號跳轉(zhuǎn)到步S0.抽行； 當(dāng)選擇三動模式或自動模式且有停止信號時跳轉(zhuǎn)到步S0.2中執(zhí)行SM0.012.3M2.0S0,3I11_I / I1 / IOCRT)12.3S0,2-I

18、I(SCRT)123M2.0網(wǎng)絡(luò)37 步S1裝束Cscre)同緒34 步S1謂束<SCRE)第四章材料的選型第1節(jié)氣缸的選擇平板式氣缸/單桿雙作用 欣/系列規(guī)格£ 渤 EE1353250S3動作方式里幡震TF：ttAMti意氣胤壓流壓力r OSMPa使用博力0.7MPa1E但用壓力jOSMPa環(huán)曜及使用就CS溫金*io-eoc也洎不管（不寫造）慢用青褥津餐SC-SoOnnWis行稚世信國圣£，痔重卷影爪KA». *FWil=53菱嶗信注蘭SL*廿，布月版型料事彩狀”小牛碟,仃癇內(nèi)B戒允許回情十注0l23KeD.S5N"fnI25Ne2.0K-m料:

19、回訪后建ii*ZB蟲15.標(biāo)準(zhǔn)行程表門里兩 _ 一標(biāo)看行理赭件大行投257 32740|5. 10 1S+ 20. 25 . 30 . 35.45. 5050-33丁5, 1OQ 125. 150. ITS, 300, 25ct. 38 專關(guān)手上盤以孫時即總行叁擢亞trir 岸褶與掌公第w*.L_7工由moe行程。上不可i r °安裝件型號蹈歿4050«3花淬士”MULgM5UMMU-LOSMU-L06法wM5F02MU-FQ3MLKFO4U3G6MU-RK聿耳證MU-C02MU-OCWMUGMMU-CO5MU-C06Xi耳訐彳等MU-DQ2MU-DC»MUDO4

20、MU-D05MU-OD廠入出】叫孫程對，每只rui運(yùn)卞.LJ/苴置年在棄也只怦上的零用的下.巧蹙.法蘭.單耳訐尸缸體去祭理H*連環(huán)，耳平里鋁輪一輛因CJE彈餐箝鼻一乳縣安鼻用釘注3）承耳騫型上耳拜陽-0和獨(dú)用C形錄掙侍院回性*也4JM儡口！如裝魄包的超固J：地見下由注5）健設(shè)iTUH用我轉(zhuǎn)口打上潦韋鶴松內(nèi)qu常家HCUEE74百把安裝件安裝在缸體上時的推薦緊固力矩的偶尺寸零tl的尺寸能眼力理（附-EMU25M£-O.eMU32Mfrxi8 29 10.12MIMOM0xT.2513.B-24.2MUSOMV0x1.539.S-48.4MU53MIS-1.7563.433 6©

21、;SMC關(guān)于氣缸過濾減壓閥的選擇，因?yàn)檫^濾減壓閥只有AW10-60系列，故從下列表格 中看。第2節(jié)傳感器的選擇我們選擇的傳感器為光電傳感器，根據(jù)傳感器的用途是用來檢測工件的顏色和工 作臺上是否有工件，還有傳感器能感應(yīng)到最大作用長度。選擇型號E3F-DS10P1和E3F-R2N1。光電開關(guān)結(jié)構(gòu)分類外形編號E3F漫反射型漫反射型對射型漫反射型外形圖列外形尺寸NOE3F-DS10C4E3F-DS30C4E3F-D5DN1、5LE3F3-DS50C4NPN NCE3F-DS10C2E3F-DS30C2E3F-D5DN2、5LE3F3-DS50C2直流 6-36 三線NO+NC E3F-DS10C3E3

22、F-DS30C3E3F3-DS50C3V制NOE3F-DS10P1E3F-DS30P1E3F-D5DP1、5LE3F3-DS50P1PNP NCE3F-DS10P2E3F-DS30P2E3F-D5DP2、5LE3F3-DS50P2NO+NC E3F-DS10P3E3F-DS30P3E3F3-DS50P3一公一辦心NOE3F-DS10Y1E3F-DS30Y1E3F-D5DY1、5LY父流一線制E3F3-DS50Y1NCE3F-DS10Y2E3F-DS30Y2E3F-D5DY2、5LYE3F3-DS50Y2NO繼電器輸出12-24V,90-250VNC卜則距離10cm30cm （可調(diào)）5m50cm卜出電流交直流200mA,繼電器觸電輸出電流：1A、2A卜答頻率DC: < 2.5ms , AC:< 30mc卜作環(huán)境-20 C +55 C卜準(zhǔn)檢測物透明或不透明實(shí)體卜體材料塑料塑料塑料塑料加工定是品牌OMRO瞰姆龍型號E3F-R2N1制結(jié)構(gòu)類電源內(nèi)藏型檢測方漫反射式電源電10-30VDC (V)型式壓輸出方PNP使用環(huán)24cm (C)產(chǎn)品認(rèn)CE式境溫度證用途電工電氣第3節(jié)電磁閥的選用品牌SMC型號SY3120-5LZD-C4材質(zhì)鑄鐵類型（通先導(dǎo)式