機(jī)電傳動與控制大型實(shí)訓(xùn)教程-第4章-MPS-模塊式自動生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)介紹課件

第4章MPS——模塊式自動生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)介紹MPS總線使用說明4.1各站使用說明4.2電控部分其他相關(guān)使用說明4.34.1MPS總線使用說明4.1MPS總線使用說明4.1.1MPS總線簡介MPS總線包括：雙料倉上料檢測站，無桿氣缸分料站，加工站，氣動機(jī)械手、輸送帶工作站，氣墊滑道、裝配站，電缸機(jī)械手分料入庫站。MPS總線4.1MPS總線使用說明4.1.2設(shè)備基本工作參數(shù)（1）工作電壓：第五站為單相120～230VAC50/60Hz；

其余各站為單相110～240VAC50/60Hz；（2）工作氣壓：0.5MPa±0.1MPa；（3）工作環(huán)境：溫度范圍-10℃～40℃；適度范圍≤90%（25℃）；（4）外形尺寸：單站長×寬×高=600mm×900mm×1800mm

總線長×寬×高=3600mm×900mm×1800mm；4.1.3其他說明與注意事項(xiàng)每一站的調(diào)試或運(yùn)行，有手動/自動模式和單動/聯(lián)動模式。氣源經(jīng)總線氣源處理后，分別進(jìn)入各分站后可獨(dú)立控制通斷氣和調(diào)節(jié)氣壓。各站均配有開關(guān)按鈕盒從左到右依次為：急停按鈕，停止按鈕，手動/自動旋鈕，單站/聯(lián)網(wǎng)旋鈕，復(fù)位按鈕，開始按鈕4.1MPS總線使用說明總線上各站所用到的氣缸均配有Airtac生產(chǎn)的各類接頭和磁感應(yīng)開關(guān)，氣缸的伸出與收縮通過相應(yīng)的磁感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)得到的數(shù)據(jù)傳輸給PLC，從而控制相應(yīng)或后續(xù)機(jī)械機(jī)構(gòu)動作繼續(xù)進(jìn)行。各站之間的通信，由PLC完成。PLC模塊4.1MPS總線使用說明運(yùn)行調(diào)試或使用時(shí)，應(yīng)注意有關(guān)操作安全系數(shù)級別。安全級別劃分為“危險(xiǎn)”與“注意”危險(xiǎn)警示警示4.1MPS總線使用說明4.1.4啟動設(shè)備操作順序與說明在通電前，請檢查設(shè)備電源，以防止出現(xiàn)短路等情況，損壞設(shè)備；在通電前，請檢查設(shè)備臺面上是否有異物，以防造成設(shè)備損壞；設(shè)備在接通電源前，請先將氣源接通；調(diào)節(jié)調(diào)壓閥旋鈕，將輸入氣源氣壓調(diào)整在0.5MPa左右。圖中的分水過濾器為差壓排水方式，當(dāng)輸入氣源斷開，冷凝水會自動從杯底排出；因電磁閥及氣缸內(nèi)部預(yù)先抹有潤滑脂，圖中的給油器可在無需給油的情況下長期使用，而一旦加油，則不可停止給油，且必須使用透平1#油（ISO-VG32）；慢啟閥的作用是在氣動系統(tǒng)中安全地建立壓力，起安全保護(hù)作用；截止閥可在關(guān)閉狀態(tài)下加鎖，以防止第三者無意操作造成設(shè)備及人員損傷。4.1MPS總線使用說明圖為控制各單站通斷氣和調(diào)節(jié)氣壓的裝置，主要包括氣源處理元件和手滑閥。4.1MPS總線使用說明4.1.5各站共用操作說明每站按鈕從左到右依次為：開始，復(fù)位，手動/自動，單站/聯(lián)網(wǎng)，急停。（1）PLC運(yùn)行后，釋放急停開關(guān)，按下上電按鈕后，執(zhí)行如下程序：A）如系統(tǒng)不在初始位置，則復(fù)位燈閃爍，按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)復(fù)位，復(fù)位完畢后開始燈閃爍；B）如系統(tǒng)已在原點(diǎn)位置，則開始燈閃爍。（2）開始燈閃爍，按下則系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)正常工作中，開始指示燈常亮；（3）當(dāng)“單站/聯(lián)網(wǎng)”旋鈕處于“聯(lián)網(wǎng)”位置時(shí)，執(zhí)行如下程序：A）當(dāng)“手動/自動”旋鈕處于“自動”位置時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行全自動聯(lián)網(wǎng)循環(huán)工作；B）當(dāng)“手動/自動”旋鈕處于“手動”位置時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行聯(lián)網(wǎng)工作狀態(tài)下的單步運(yùn)行；（4）當(dāng)“單站/聯(lián)網(wǎng)”旋鈕處于“單站”位置時(shí)，執(zhí)行如下程序：A）當(dāng)“手動/自動”旋鈕處于“自動”位置時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行全自動單站循環(huán)工作；B）當(dāng)“手動/自動”旋鈕處于“手動”位置時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行單站工作狀態(tài)下的單步運(yùn)行；4.1MPS總線使用說明（5）因MPS04采用新的硬件急停和上電控制電路，系統(tǒng)在正常的運(yùn)行工程中，如按下急停按鈕，系統(tǒng)馬上停止工作，急停按鈕指示燈亮，但PLC仍然處于運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)，如釋放急停按鈕，再按下上電按鈕，則系統(tǒng)的復(fù)位燈和開始燈同時(shí)閃爍，此時(shí)系統(tǒng)工作要求如下：A）如按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)則復(fù)位到原點(diǎn)位置后等待開始，此時(shí)，開始燈閃爍，按下開始按鈕后系統(tǒng)工作；B）如按下開始按鈕，系統(tǒng)則從剛才急停后的狀態(tài)下繼續(xù)工作。4.2各站使用說明4.2.1第一站：雙料倉上料檢測站第一站主要功能：完成加工件從料斗分類輸送到檢測工位，提供物料給下一站。主要機(jī)構(gòu)：送料機(jī)構(gòu)，推料機(jī)構(gòu)，檢測機(jī)構(gòu)，物料機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表。4.2各站使用說明氣動元件明細(xì)（第一站）4.2各站使用說明1．各機(jī)構(gòu)動作簡要流程順序滑臺氣缸帶動料倉移動，迷你氣缸將加工件從料倉中推出，然后緊湊型氣缸伸出，檢測加工件正反面，并將數(shù)據(jù)輸出給第二站。無論加工件放置是否正確，雙軸氣缸將加工件推至材料與顏色檢測工位檢測有關(guān)屬性，并將數(shù)據(jù)傳輸至第六站分類入庫。隨后，下一站將檢測完的加工件取走。4.2各站使用說明2．兩處檢測工位檢測原理與說明加工件正反面檢測工位：當(dāng)加工件到位后，檢測氣缸伸出，若氣缸活塞桿能夠完全伸出到位，則相應(yīng)的磁感應(yīng)開關(guān)能夠接收到信號，并傳輸給第二站PLC；若氣缸活塞桿不能夠完全伸出到位，則相應(yīng)的磁感應(yīng)開關(guān)接收不到信號，一段延時(shí)（3～5s）后，傳輸錯(cuò)誤放置的加工件數(shù)據(jù)給第二站PLC，從而分類去除。顏色與材料分類工位：加工件到位后，由金屬檢測傳感器和顏色檢測傳感器分別對加工件顏色屬性和材料屬性予以分類，并將信號傳輸給第六站（錯(cuò)誤放置的加工件不計(jì)入內(nèi)），從而達(dá)到分類入庫的作用。檢測裝置4.2各站使用說明3．該站電控說明正常工作時(shí)，綠色警示燈常亮，工件缺少時(shí)的工作狀態(tài)如下：A）當(dāng)其中一個(gè)料倉空而另一個(gè)料倉有工件時(shí)，系統(tǒng)會將有工件的料倉中的工件推出后繼續(xù)工作；B）當(dāng)兩個(gè)料倉中的工件都沒有時(shí)，系統(tǒng)停止工作，綠色報(bào)警燈滅，黃色報(bào)警燈和開始指示燈閃爍，此時(shí)如將工件放入料倉中，并按下開始按鈕時(shí)，系統(tǒng)正常開始工作；C）當(dāng)兩個(gè)料倉中的工件都沒有時(shí)，而且在1分鐘內(nèi)沒有將工件放入料倉，黃色報(bào)警燈滅，紅色報(bào)警燈常亮，直到放入工件并按下開始按鈕，系統(tǒng)才開始工作。4．氣缸特性舉例（1）滑臺氣缸（STMS16X175）產(chǎn)品部分特性①安裝固定形式：滑塊安裝；②雙活塞桿結(jié)構(gòu)，使氣缸具有較好的抗彎曲及抗扭轉(zhuǎn)性能，可承受較大的運(yùn)動負(fù)載和側(cè)向負(fù)載；③兩端防撞墊或油壓緩沖器等緩沖裝置，可有效減緩撞擊速度，延長氣缸使用壽命；④選擇耐高溫密封材料，可保證氣缸在150℃條件下正常工作。4.2各站使用說明（2）迷你氣缸（MI20X100-S-CM-LB）產(chǎn)品部分特性①前后蓋帶固定式防撞墊，可減少氣缸的換向撞擊；②多種后蓋形式，使氣缸安裝更方便；③前后蓋與不銹鋼缸體采用鉚合滾包結(jié)構(gòu)，連接可靠；④不銹鋼材質(zhì)的活塞桿及缸體，使氣缸能夠適應(yīng)一般腐蝕性工作環(huán)境；⑤多種規(guī)格的氣缸及氣缸安裝附件可供客戶選擇使用。（3）雙軸氣缸（TN16X175-S）產(chǎn)品部分特性①埋入式本體安裝固定形式，節(jié)省安裝空間；②具有一定的抗彎曲及抗扭轉(zhuǎn)性能，能承受一定的側(cè)向負(fù)載；③固定板三面均有氣孔安裝孔，便于多位置加載；④本體前端防撞可調(diào)整氣缸行程，并緩解撞擊。（4）緊湊型氣缸（ACPS16X60-B）產(chǎn)品部分特性①氣缸缸體與前后蓋螺紋連接，強(qiáng)度好，維修方便；②缸體內(nèi)徑精加工后再作硬質(zhì)氧化處理，耐磨、耐久性好；③活塞密封采用異性雙向密封結(jié)構(gòu)，尺寸緊湊，有儲油功能；④緊湊型結(jié)構(gòu)，能有效節(jié)省安裝空間；⑤缸體周邊帶有磁感應(yīng)開關(guān)槽，安裝感應(yīng)開關(guān)方便。4.2各站使用說明4.2.2第二站：無桿氣缸分揀站第二站主要功能：完成將廢品加工件剔除，合格加工件搬運(yùn)至下一站。主要機(jī)構(gòu)：無桿氣缸機(jī)械手機(jī)構(gòu)和廢品回收機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表。4.2各站使用說明元件明細(xì)（第二站）4.2各站使用說明1．各機(jī)構(gòu)動作簡要流程順序當(dāng)上一站加工件檢測完畢后，無桿氣缸移至加工件上方，雙軸氣缸伸出，氣爪將加工件抓住，雙軸氣缸縮回；若上一站傳輸?shù)男盘栵@示本加工件為廢料，則無桿氣缸停在廢料倉上方，雙軸氣缸伸出，氣爪松開廢料，隨后廢料被超薄氣缸推入廢料倉。若上一站傳輸?shù)男盘栵@示本加工件為良品，則直接傳輸?shù)较乱徽敬庸すの弧?.2各站使用說明2．該站電控說明按正常流程工作。3．氣缸特性舉例（1）雙軸氣缸（TR16X70-S）產(chǎn)品部分特性①不回轉(zhuǎn)精度高，活塞桿前段繞度小，適用于精確導(dǎo)向；②采用加長形滑動支撐導(dǎo)向，無需另外加油潤滑，導(dǎo)向性能好；③固定板有三面均有安裝孔，便于多位置加載；④具有一定的抗彎曲及抗扭轉(zhuǎn)性能，能承受一定的側(cè)向負(fù)載；⑤氣缸兩側(cè)有兩組進(jìn)、排氣口供實(shí)時(shí)需要選用；⑥本體前端防撞墊可調(diào)整氣缸行程，并緩解撞擊。（2）氣動手指（HFZ16）產(chǎn)品部分特性①采用一體化設(shè)計(jì)的線性導(dǎo)軌，剛性高、精度高；②線性導(dǎo)軌底部附定位銷，防止導(dǎo)軌與本體偏離；③本體附帶的固定基準(zhǔn)準(zhǔn)心孔更深，提升固定精度，提高重復(fù)拆裝定位的一致性。4.2各站使用說明（3）超薄氣缸（ACQS16X60）產(chǎn)品部分特性①缸體前后蓋，活塞與活塞桿采用鉚合結(jié)構(gòu)，緊湊可靠；②缸體內(nèi)徑滾壓處理后再作硬質(zhì)氧化處理，耐磨，耐久性好；③活塞密封采用異性雙向密封結(jié)構(gòu)，尺寸緊湊，有儲油功能；④緊湊型結(jié)構(gòu)，能有效節(jié)省安裝空間；⑤缸體周邊帶有磁感應(yīng)開關(guān)槽，安裝感應(yīng)開關(guān)方便。（4）磁耦合無桿氣缸（RMS20X800）產(chǎn)品部分特性①磁耦合無桿氣缸，活塞與滑塊之間無機(jī)械連接，密封性能優(yōu)異；②活塞的動作通過磁耦合力傳遞到外部滑塊，無需活塞桿，安裝空間比普通氣缸少，最大行程比普通氣缸大；③氣缸兩端帶有可調(diào)節(jié)緩沖及固定緩沖裝置，換向動作平穩(wěn)無沖擊，同時(shí)避免機(jī)械損傷；④活塞腔與滑塊隔開，防止灰塵與污物進(jìn)入系統(tǒng)，延長氣缸的使用壽命。4.2各站使用說明4.2.3第三站：加工站（四工位分度盤）主要功能：完成用氣動分度盤將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換，模擬電動螺絲緊固。主要機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)和模擬加工機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表4.2各站使用說明氣動元件明細(xì)（第三站）4.2各站使用說明1．各機(jī)構(gòu)動作簡要流程順序加工件由上一站運(yùn)輸?shù)皆撜巨D(zhuǎn)盤第一工位，此工位下側(cè)的接近開關(guān)感應(yīng)到待加工件到位后，將信號傳送到PLC，后者接收信號控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動90°到第二工位；停止后，迷你氣缸伸出頂緊待加工件，然后三軸氣缸下壓，將電動螺絲刀送至預(yù)定位置后，開始加工此處加工件。隨后，PLC控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)90°，第三工位下側(cè)的接近開關(guān)感應(yīng)到有工件到位后，將信號傳輸至下一站PLC，其相應(yīng)的機(jī)構(gòu)將加工件運(yùn)輸?shù)较乱徽?。工?.2各站使用說明2．該站電控流程按正常流程工作。3．氣缸特性（1）三軸氣缸（TN20X75-S）產(chǎn)品部分特性①兩根專用軸承鋼制作的導(dǎo)桿，用直線軸承導(dǎo)向，具有高的抗扭轉(zhuǎn)及抗側(cè)向載荷能力；②驅(qū)動單元與導(dǎo)向單元設(shè)計(jì)在同一本體內(nèi)，不需要額外的附件，且進(jìn)氣接口可選擇，安裝更方便；③本體底部、本體后端面及固定板上均有兩個(gè)高精度定位孔，對更高精度要求的場合，提供更高精度的定位安裝；④本體上的四個(gè)磁感應(yīng)開關(guān)溝槽，提供感應(yīng)開關(guān)的多種安裝方式；⑤本體的特別設(shè)計(jì)，提供多方位的安裝固定型式。（2）迷你氣缸（PB10X60-S-U）產(chǎn)品部分特性①屬于小型氣缸，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕；②活塞桿導(dǎo)向精度高，導(dǎo)向軸承無需加潤滑油；③不銹鋼材質(zhì)的活塞桿及本體，使氣缸能適應(yīng)一般腐蝕性工作環(huán)境；④缸徑小、反應(yīng)快，可適用于較高頻率的工作環(huán)境。4.2各站使用說明主要功能：完成從上一站抓起加工件，旋轉(zhuǎn)角度放入傳送工位，并傳遞到下一工位。主要機(jī)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，傳送帶機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表。4.2.4第四站：氣動機(jī)械手、輸送帶工作站4.2各站使用說明氣動元件明細(xì)（第四站）4.2各站使用說明1．各機(jī)構(gòu)動作簡要流程順序雙軸氣缸和多位置固定型氣缸分別伸出，氣動手指抓取加工件，然后多位置固定型氣缸和雙軸氣缸分別縮回，回轉(zhuǎn)氣缸擺動90°，將加工件放置在指定位置，經(jīng)過對射式傳感器后，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，由皮帶線將加工件運(yùn)送至下一站，在通過下一組對射式傳感器幾秒后，加工件到達(dá)指定位置。各動作流程4.2各站使用說明2．該站電控說明按正常流程工作。3．氣缸特性舉例（1）多位置固定型氣缸（MKJ20X50-10-S）產(chǎn)品部分特性①本體有多種固定形式，安裝使用簡要；②可以多個(gè)氣缸并在一起固定，有效節(jié)省安裝空間；③活塞桿導(dǎo)向精度高，無需另加潤滑油；④配有活塞桿固定塊，可保證活塞桿不回轉(zhuǎn)。（2）氣動手指（HFY16）產(chǎn)品部分特性①采用單獨(dú)活塞結(jié)構(gòu)，夾持力矩大；②自帶可變節(jié)流閥，調(diào)節(jié)夾爪開閉速度方便；③合理的夾持角度，實(shí)際使用范圍寬廣；④精確的定位精度，夾取工件時(shí)更加準(zhǔn)確可靠；⑤多種形式的安裝方式，方便不同場合的使用；⑥所有系列均附磁石，便于控制。4.2各站使用說明（3）回轉(zhuǎn)氣缸（HRQ20）產(chǎn)品部分特性①齒輪齒條結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；②雙氣缸結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)雙倍力；③工作臺加工精度高，負(fù)載安裝方便，定位準(zhǔn)確；④工作臺中間有通孔，可由此孔配管；⑤氣缸本體兩面均有定位孔，安裝使用方便。4.2各站使用說明4.2.5第五站：氣墊滑道、裝配站主要功能：完成選擇要安裝工件的料倉，將工件從料倉中推出，完成裝配，輸送至下一站。主要機(jī)構(gòu)：裝配機(jī)構(gòu)，裝料機(jī)構(gòu)，推料機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表。4.2各站使用說明氣動元件明細(xì)（第五站）4.2各站使用說明1．各機(jī)構(gòu)動作簡要流程順序當(dāng)加工件輸送至該站滑道前段時(shí)，滑道通氣，形成氣墊，減少加工件與滑道之間的摩擦力，使加工件能夠勻速下滑至裝配區(qū)；然后三軸氣缸抬升加工件，經(jīng)過2個(gè)迷你氣缸對加工件位置的調(diào)整，準(zhǔn)備裝備小工件；與此同時(shí)，多位置固定型氣缸將小加工件推出，由漫反射鏡面?zhèn)鞲衅鳈z測有小工件到位，回轉(zhuǎn)氣缸擺動擺臂，由真空吸盤將小工件吸起，再擺至加工件處，并裝配，完成整個(gè)裝配過程。隨后，由下一機(jī)構(gòu)完成后續(xù)的入庫工作。結(jié)構(gòu)4.2各站使用說明2．氣墊滑道簡要受力分析令加工件重量為mg，滑道坡度為α°，摩擦系數(shù)為μ，不計(jì)空氣阻力。當(dāng)加工件靜止在滑道上時(shí)，氣墊通氣，為滿足加工件勻速下滑，則需要滿足關(guān)系f=μmgcosα=mgsinα，故tanα=μ。而對于該設(shè)備可能會出現(xiàn)尼龍材料和金屬材料，兩者各自與滑道的摩擦系數(shù)也不同，會產(chǎn)生不同的要滿足勻速下滑的α值。經(jīng)過反復(fù)做下滑測試，調(diào)節(jié)氣壓為0.4MPa，得到如表所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表格記錄的是加工件下滑反彈后的距離數(shù)據(jù)（mm）。當(dāng)α=45°時(shí)工件下滑反彈后的距離（mm）4.2各站使用說明當(dāng)α=30°時(shí)工件下滑反彈后的距離（mm）當(dāng)α=20°工件下滑反彈后的距離（mm）經(jīng)過簡要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比，得出α選取20°～25°，較為合理。4.2各站使用說明主要功能：完成按工件類型分類，將工件推入倉庫存儲。主要機(jī)構(gòu)：入庫機(jī)構(gòu)和倉庫機(jī)構(gòu)。主要使用的氣動元件：如下表。4.2.6第六站：電缸機(jī)械手分類入庫站（六工位）3．電控說明第五站的小工件料倉中沒有小工件時(shí)，紅色報(bào)警燈閃爍，設(shè)備停止工作（同時(shí)真空吸盤停氣），同時(shí)開始燈閃爍，當(dāng)放入小工件并按下開始按鈕時(shí)，設(shè)備