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机电一体化实训设备

DBMES-02 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统
MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统
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一、产品概述
MES网络型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又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。采用了先进的总线控制方式,增配有主控PLC、工业触摸屏、MCGS工业组态监控软件、MES生产制造管理软件等,系统更加完整性,更能展现工业现场的工作状态及现代制造工业的发展方向。
系统由八个站组成,分别为:上料检测站、搬运站、加工站、搬运安装站、安装站、分类站、搬运分拣站、传送分拣站,控制系统采用西门子的PLC进行控制,具有较好的柔性,即每站各有一套PLC控制系统独立控制,在单个培训完成以后,又可以将相邻的两站、三站…直至八站连在一起,学习复杂系统的设计、安装、编程、调试和整机运行。
二、技术指标
1、输入电源:单相三线~220V±10% 50Hz
2、工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m
3、装置容量:≤1.5kVA
4、整机尺寸:3800mm×1700mm×1400mm
三、系统组成
系统的硬件由八个站组成
(1) 上料检测站
由料台、导料机构、推料机构、检测识别光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、电磁阀及气缸组成,主要完成将工件从料台依次送到检测工位、等待取走。
(2) 搬运站
由机械手、横臂、回转台、旋转气缸、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成,主要完成将工件从上站搬至下一站。
(3) 加工站
由6工位回转工作台、刀具库(3种刀具)、升降式加工系统、加工组件、检测组件、步进驱动器、步进电机、光电传感器、接近开关、开关电源、平面推力轴承、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、通讯接口板、直流减速电机、多种类型电磁阀及气缸组成,回转工作台有六个旋转工位,加工站主要完成工件的加工(钻孔、铣孔),并进行工件检测。
(4) 搬运安装站
由转动加平移工作台、塔吊臂、机械手、工业导轨、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成,主要完成将上站工件拿起放入安装平台,将装好工件拿起放下站。
(5) 安装站
由吸盘机械手、摇臂部件、直流减速电机、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成,主要完成选择要安装工件的料仓,将工件从料仓中推出,将工件安装到位。
(6) 传送分拣站
主要由三相交流减速电机、光电传感器、色传感器、开关电源、按钮、I/O接口板、电气网孔板等组成,主要完成将材料传送至下一站。
(7) 搬运分拣站
主要由工业导轨、升降气缸、气爪、磁性开关、废料存储器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀组成,主要完成分拣生产线中的废物料并将其搬运至废料存储器中。
(8) 分类站
由滚珠丝杠、滑杆推出部件、分类料仓、步进电机、步进驱动器、传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成,主要完成按工件类型分类,将工件推入料仓。

四、控制系统
西门子PLC:
1. 每站均增配EM277 PROFIBUS-DP通信模块,用于组建西门子PROFIBUS-DP网络, 每站PLC主机均采用CPU224;加工站配CPU226。
2. 主控单元配置S7-300系列PLC:CPU313C-2DP(32KB工作内存,带PROFIBUS-DP主/从接口,16路数字量输入/16路晶体管输出,PID,计数器,PWM脉冲输出,频率测量功能),40针前连接器,64K MMC存储卡。
3. 配有7英寸,工业彩色触摸屏。
4. 总线结构:采用西门子PROFIBUS-DP网络通信,使各站之间的控制信息和状态数据能够实时相互交换。配有PC/PPI编程电缆、PC/MPI编程电缆及触摸屏下载电缆。
其它配件:
静音气泵、PU软管、连接器、工具、连接电缆、工件、指导书、使用说明书、软件、程序等

控制系统配置:

序号 站名 主机 规格 备注
1 上料站
(主站)
Cpu313c-2dp 16路数字量输入/16路继电器输出 7寸工业级触摸屏
2 搬运站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路继电器输出  
3 加工站 Cpu226+ EM277 24路数字量输入/16路晶体管输出  
4 搬运安装站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路继电器输出  
5 安装站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路继电器输出  
6 传送分拣站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路继电器输出  
7 搬运分拣站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路继电器输出  
8 分类站 Cpu224+ EM277 14路数字量输入/10路晶体管输出  
总线结构采用RS485网络通信,使各站之间的控制信息和状态数据能够实时相互交换。每站均配PC/PPI编程电缆一根。
 

五、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:
PLC基本指令学习和实际应用
(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) 工控组态监控
(12) MES生产管理系统实训
(13) 触摸屏使用及操作
(14) 机械手搬运控制
(15) 成废品分拣控制
(16) 变频调速控制
(17) 传输带控制
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
六、软件
工业组态监控软件:当八个站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、暂停、继续、停止等等;另外也可以监视单个站的运行、暂停、继续、停止等等。每个站的工作状态在监控画面上也能够看到。
MES生产制造管理软件:在整个系统的生产过程中,由MES生产管理系统制定下达各项生产计划任务,并实时地反映在MES上位机的监控画面上。下层制造系统将整个系统的工作状态及当前工件加工状态作自动统计,并实时传输到生产管理系统MES。具有计划、调度和实时监控等功能。能够实现和系统组态监控软件的集成,实时监视生产线的生产情况。学生可以通过该软件了解和学习生产型企业的生产物流管理的全过程,并可开展企业生产管理方面的相关培训。

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