THMSZC-2A型 使用说明书(8米).doc

1、TianhuangTeaching Apparatus天 煌 教 仪 版本号： V1.0THMSZC-2A 型机 电 一 体 化 柔 性 生 产 综 合 实 训 系 统使 用 说 明 书天煌教仪浙江天煌科技实业有限公司1THMSZC-2A 型 机电一体化柔性生产综合实训系统（8 米环形生产线）一、产品概述柔 性 自 动 生 产 线 是 将 微 电 子 学 、 计 算 机 信 息 技 术 、 控 制 技 术 、 机 械 制 造 和 系 统 工 程 有 机 地 结 合起 来 ， 是 一 种 技 术 复 杂 、 高 度 自 动 化 系 统 ， 柔 性 制 造 技 术 更 是 当 前 机 械 制 造

2、业 适 应 市 场 动 态 需 求 及产 品 不 断 迅 速 更 新 的 主 要 手 段 ， 是 先 进 制 造 技 术 的 基 础 。本 实 训 系 统 是 专 门 为 职 业 院 校 、 职 业 教 育 培 训 机 构 研 制 的 自 动 生 产 线 实 训 系 统 ， 根 据 机 电 类 、自 动 化 类 、 先 进 制 造 类 行 业 、 企 业 中 工 业 自 动 化 应 用 的 特 点 ， 对 各 类 自 动 生 产 线 的 工 作 过 程 和 相 关的 技 术 进 行 研 究 ， 对 工 业 现 场 设 备 进 行 提 炼 和 浓 缩 ， 并 针 对 实 训 教 学 活 动 进

3、行 专 门 设 计 ， 融 机 、 光 、电 、 气 、 液 于 一 体 ， 包 含 了 PLC、 传 感 器 、 气 动 、 工 业 控 制 网 络 、 电 机 驱 动 与 控 制 、 计 算 机 、 机 械传 动 等 诸 多 技 术 领 域 ， 主 控 PLC 和 下 位 PLC 通 过 网 络 通 讯 技 术 构 成 一 个 完 整 的 多 级 计 算 机 控 制 系 统 ，通 过 训 练 ， 能 强 化 了 学 生 对 复 杂 柔 性 自 动 生 产 线 的 设 计 、 安 装 、 接 线 、 编 程 、 调 试 、 故 障 诊 断 与 维修 等 综 合 职 业 能 力 ， 适 合 机

4、 电 类 、 自 动 化 类 相 关 专 业 的 教 学 和 实 训 ， 同 时 也 适 合 工 程 技 术 人 员 上 岗培 训 。本 实 训 系 统 是 一 种 典 型 的 环 形 柔 性 自 动 生 产 线 ， 它 由 上 料 单 元 、 落 料 单 元 、 加 盖 单 元 、 穿 销 单元 、 喷 涂 烘 干 单 元 、 检 测 单 元 、 分 拣 输 送 单 元 、 物 流 仓 储 单 元 、 行 车 机 械 手 单 元 组 成 。 传 输 链 有 辊道 、 皮 带 、 链 条 滚 轮 三 种 模 式 ， 配 有 相 应 的 圆 带 转 角 ， 通 过 传 输 链 和 转 角 连 成

5、 环 形 生 产 线 。 上 述 机构 均 安 装 在 工 业 型 材 桌 面 上 ， 系 统 中 的 机 械 结 构 、 电 气 控 制 回 路 、 执 行 机 构 完 全 独 立 ， 采 用 工 业 标准 件 设 计 ， 便 于 拆 、 装 。控 制 系 统 主 站 采 用 西 门 子 S7-300(CPU315-2DP)， 从 站 采 用 西 门 子 S7-200(CPU226)， 各 站 之 间 使用 ProfiBus-DP 总 线 进 行 通 讯 ， S7-200 从 站 主 要 用 于 控 制 与 驱 动 设 备 层 ， 并 对 现 场 反 馈 的 信 号 进 行采 集 ， S7-

6、300 主 站 采 集 各 从 站 数 据 ， 协 调 各 站 运 行 ， 并 为 上 位 机 的 监 控 程 序 提 供 数 据 ， 同 时 系 统 还配 有 工 业 以 太 网 通 信 模 块 和 10.4 英 寸 彩 色 工 业 触 摸 屏 ， 可 以 完 成 系 统 控 制 网 络 的 集 成 。该 系 统 有 单 机 、 联 机 二 种 工 作 方 式 。 在 单 机 模 式 下 ， 各 从 站 独 立 运 行 ， 站 间 没 有 数 据 传 送 ， 学员 可 进 行 外 部 接 线 操 作 ， 使 用 S7-200 专 用 PPI 电 缆 或 ProfiBus 总 线 将 编 写

7、程 序 下 载 到 PLC 中 ， 并监 控 程 序 运 行 ， 在 联 机 模 式 下 ， 系 统 各 从 站 同 时 工 作 ， 工 件 依 次 进 行 上 料 、 落 料 、 加 盖 、 穿 销 、 喷涂 烘 干 、 检 测 、 分 拣 、 入 库 、 搬 运 等 操 作 ， 各 站 间 通 过 ProfiBus 现 场 总 线 进 行 通 讯 ， 在 主 站 的 控 制下 实 现 相 关 的 互 锁 、 数 据 传 送 操 作 ， 系 统 中 的 安 装 了 工 业 触 摸 屏 ， 对 现 场 设 备 生 产 状 况 进 行 动 态 实时 监 控 。系 统 工 业 现 场 总 线 和

8、标 准 的 电 气 接 口 ， 支 持 RS232、 RS485、 PPI、 MPI、 PROFIBUS-DP、 TCP/IP多 种 通 信 方 式 。 系 统 具 备 多 种 组 态 软 件 、 编 程 软 件 、 管 理 软 件 功 能 。二、产品特点1.系 统 将 机 械 、 气 动 、 电 气 控 制 、 电 机 传 动 、 传 感 检 测 、 PLC 以 及 工 业 网 络 控 制 技 术 有 机 地 进行 整 合 ， 按 照 结 构 模 块 化 ， 便 于 组 合 ， 可 以 完 成 各 类 单 线 技 能 训 练 和 综 合 性 项 目 训 练 。 可 以 进 行 机械 部 件

9、安 装 与 调 试 、 气 动 系 统 的 安 装 与 调 试 、 液 压 系 统 的 安 装 与 调 试 、 电 气 控 制 电 路 的 安 装 和 PLC编 程 、 机 电 设 备 安 装 与 调 试 、 自 动 控 制 系 统 安 装 与 调 试 、 工 业 网 络 控 制 系 统 安 装 与 调 试 于 一 体 ， 能较 好 地 满 足 实 训 教 学 、 工 程 训 练 的 需 要 。2.该 实 训 考 核 装 置 PLC 模 块 I/O 端 子 、 各 常 用 模 块 接 线 端 子 ， 均 采 用 安 全 型 插 座 ， 使 用 带 安 全插 头 的 导 线 进 行 电 路 连

10、接 ； 各 指 令 开 关 、 光 电 开 关 、 传 感 器 和 指 示 元 件 的 电 路 通 过 端 子 排 进 行 连 接 。插 拔 线 连 接 电 路 与 端 子 排 连 接 电 路 相 结 合 ， 既 保 证 学 生 基 本 技 能 的 训 练 、 形 成 和 巩 固 ， 又 保 证 电 路2连 接 的 快 速 、 安 全 和 可 靠 。3.系 统 中 元 器 件 均 采 用 实 际 工 业 元 件 ， 首 选 国 际 知 名 公 司 （ 如 德 国 的 施 克 、 西 门 子 、 日 本SMC、 欧 姆 龙 、 日 本 三 菱 等 ） 工 业 元 件 ， 质 量 可 靠 、 性

11、能 稳 定 ， 故 障 率 低 ， 从 而 保 证 学 校 实 训 教 学 的顺 利 进 行 。4.系 统 无 论 机 械 结 构 还 是 控 制 ， 都 采 用 统 一 标 准 接 口 ， 具 有 很 高 的 兼 容 和 扩 展 性 ， 随 工 业 现 场技 术 的 快 速 发 展 ， 本 系 统 可 以 紧 跟 现 场 技 术 升 级 扩 展 ， 深 入 地 满 足 实 训 教 学 的 需 要 。5.本 系 统 可 以 锻 炼 学 习 者 创 造 性 的 思 维 和 动 手 能 力 ， 学 习 者 可 以 利 用 本 系 统 从 机 械 组 装 、 电 气设 计 、 接 线 、 PLC 编

12、 程 与 调 试 、 现 场 总 线 组 建 与 维 修 等 方 面 进 行 工 程 训 练 。三、技术性能1.输 入 电 源 ： 三 相 四 线 交 流 380V10% 50Hz2.工 作 环 境 ： 温 度 -10 40 ， 相 对 湿 度 85%（ 25 ） ， 海 拔 4000m3.装 置 容 量 ： 3kVA4.外 形 尺 寸 ： 800cm500cm240cm5.安 全 保 护 ： 具 有 漏 电 保 护 ， 安 全 符 合 国 家 标 准四、实训内容1.机 械 系 统 安 装 与 调 试环 形 线 上 工 作 机 构 可 让 各 组 学 员 将 了 解 机 械 传 动 的 基 本

13、 应 用 ， 并 进 行 安 装 调 试 工 作 。 这 对 提 高在 校 学 生 技 能 有 极 大 帮 助 。任务 1：各站同步带传动机构的安装与调整任务 2：上料单元传输板链的安装与调整任务 3：落料单元圆柱、圆锥齿轮传动机构的安装与调整任务 4：落料单元间歇轮的安装与调整任务 5：加盖单元圆锥齿轮传动机构的安装与调整任务 6：加盖单元、仓储单元蜗轮蜗杆的安装与调整任务 7：穿销单元不完全齿轮的安装与调整任务 8：喷涂单元连杆机构的安装与调整任务 9：物流仓储单元链条链轮机构的安装与调整任务 10：物流仓储单元直线导轨的安装与调整任务 11：物流仓储单元滚珠丝杆的安装与调整任务 12：行

14、车机械手单元齿轮齿条机构的安装与调整任务 13：链条辊道传输线链条传动机构的安装与调整2.电 气 控 制 电 路 设 计 、 安 装 及 接 线环 形 生 产 线 工 作 机 构 其 电 控 部 分 全 部 按 照 工 业 标 准 和 习 惯 进 行 设 计 ， 并 且 以 附 件 方 式 提 供 全 部设 计 图 纸 和 说 明 书 。 学 员 在 该 设 备 上 可 学 习 电 路 原 理 图 分 析 、 PLC 各 I/O 地 址 查 对 和 设 备 电 路 连 线方 法 。任务 1：各从站、传输线及转角配套组件的安装、接线任务 2：各从站、传输线及转角控制电路的设计任务 3：伺服电机控

15、制系统的安装、控制电路的设计、接线任务 4：仓库电机正反转控制电路的设计、安装及接线任务 5：行车机械手电机变频调速控制电路的设计、安装及接线任务 6：多轴加工中心步进电机驱动电路的设计、安装及接线任务 7：喷涂烘干加热控制电路的设计、安装与接线任务 8：各传输线直流减速电机驱动电路的设计、安装与接线33.传 感 器 的 应 用该 系 统 使 用 的 传 感 器 数 量 达 100 多 个 ， 有 电 感 式 、 电 容 式 、 光 电 式 、 光 纤 式 、 霍尔式、电 磁 式 、红 外 以 及 色标 传 感 器 等 ， 每 一 种 传 感 都 有 着 各 自 的 特 性 。 学 员 可 通

16、 过 了 解 工 作 中 各 类 传 感 器 的 工 作特 性 来 加 强 对 这 些 传 感 器 的 感 性 认 识 ， 再 结 合 项 目 中 传 感 器 安 装 与 调 整 、 测 试 应 用 技 能 训 练 ， 可 使学 员 快 速 掌 握 传 感 器 在 自 动 线 中 的 使 用 。4.气 动 应 用 技 术该 系 统 上 使 用 了 大 量 的 气 动 元 件 ， 包 括 多 种 电 控 气 动 阀 、 多 种 气 动 缸 、 气 动 夹 爪 、 真 空 吸 盘 、真 空 发 生 器 、 过 滤 减 速 阀 等 。 不 但 可 以 单 独 学 习 每 一 种 分 离 元 件 ，

17、而 且 还 可 以 在 学 习 时 了 解 各 种 气动 元 件 之 间 以 及 气 动 元 件 与 其 它 元 件 之 间 是 如 何 配 合 起 来 进 行 协 调 工 作 的 。气 动 元 件 的 安 装 与 调 整 实 训 项 目任务 1：电控气动阀的安装与调整任务 2：真空发生器的安装与调整任务 3：气动二联体的安装与调整任务 4：各种气缸的安装与调整5.PLC 程 序 编 制 和 程 序 调 试环 形 线 教 学 系 统 可 以 分 成 若 干 完 全 独 立 的 工 作 机 构 ， 使 十 几 个 学 生 可 以 同 时 进 行 技 能 训 练 。 在该 设 备 上 学 员 不

18、但 可 以 学 习 PLC 的 各 种 技 术 ， 而 且 可 以 学 习 综 合 科 技 环 境 下 PLC 的 多 种 应 用 。任务 1：总控台单元控制程序的编写与调 试任务 2：上料单元的编写与调 试任务 3：落料单元控制程序的编写与调 试任务 4：加盖单元控制程序的编写与调 试任务 5：穿销单元控制程序的编写与调 试任务 6：喷涂烘干单元控制程序的编写与调 试任务 7：检测单元控制程序的编写与调 试任务 8：分拣单元控制程序的编写与调 试任务 9：物流仓储单元控制程序的编写与调 试任务 10：行车机械手单元的控制程序的编写与调 试6.工 业 网 络 通 信任务 1：组态监控软件的运行

19、使用及与 PLC 的通信任务 2：触摸屏工程的编写任务 3：STEP7 编程软件使用任务 4：PROFIBUS-DP 模块的学习与使用任务 5：PROFIBUS 通讯协议的学习与使用任务 6：PROFIBUS 主站与从站之间的通讯7.系 统 维 护 和 故 障 检 测设 备 日 常 维 护 的 内 容 和 方 法 ， 以 及 系 统 常 见 故 障 分 析 、 排 除 的 方 法 。本系统以工作过程导向，可开展项目教学，完成以下任务：1.设备安装2.电气设计3.气路连接和电路连接4.设置步进电机驱动器及变频器参数5.设置伺服电机驱动器及伺服电机参数6.完成 PLC 程序编制和程序调试47.工业

20、控制网络的组建，通信测试与网络故障诊断8.触摸屏组态和监控9.系统维护和故障检测（涉及程序、参数、电气、机械等）五、系统组成、功能及技术参数(一)上料、落料单元（图 1）上料单元和落料单元配合使用作为工件运行的起始端，上料单元由井式下料槽、顶料气缸、落料气缸组成。落料单元由四槽轮、锁止弧、直齿轮、锥形齿轮、同步轮带、推料转盘、落料平台、滑道、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机、安装支架等组成。当系统运行，托盘到位后，传输线停止运行；光电传感器检测工位有无工件，若无则 PLC 向总控台告警，总控台缺料指示灯亮；若有工件则直流减速电机工作带动锁止弧转动一周，锁止弧上的拨销轴承拨动四槽轮

21、转动 90 度到下一个槽轮，同时带动同轴的圆柱齿轮转动 90 度，圆柱齿轮则带动与其啮合的圆柱齿轮和圆锥齿轮转动 90 度，圆锥齿轮带动同轴的圆锥齿轮转动 90 度，另一圆锥齿轮则同轴转动 90 度，则推料转盘随之转动 90 度，工件降落料到平台落料口落下到滑道上，滑至托盘，落料完成；阻挡气缸缩回，传输线运行，托盘和工件一起被传输到下一站。图 1 落料单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门

22、子阻挡气缸 缸 径 ： 32mm 行 程 ： 20mm 1检测传感器 反射式 2检测传感器 电感式 2DC24V/25W rpm：3000 减速比 1：60 1直流减速电机 DC24V/25W rpm：1800 减速比 1：180 1圆柱齿轮 2M，48Z 镀铜处理圆锥齿轮 2.5M，25Z 镀铜处理四槽轮机构 镀铜处理5组件 落料平台、推料转盘、张紧轮、传输皮带、 滑道、传输主从动轮等 金加工件(二)喷涂烘干单元（图 2）喷涂单元由喷涂室、加热装置、温度传感器、喷枪、冷却风扇、交流调压模块、触摸屏、连杆机构、喷涂指示器、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机等组成。其中喷枪喷涂过程中

23、由连杆机构带动来回移动喷涂。当系统运行，电机动作传输线运行使托盘工件到位。电感传感器检测到托盘到位信号，延时1S 传输线停止；光电传感器检测到工件信号，电机动作带动连杆机构运行，拉动喷枪来回移动进行喷涂，延时 2S 喷涂完成；喷涂停止后，加热罐开始加热，同时加热指示灯亮，触摸屏显示即时温度， （其中上限温度和下限温度可通过触摸屏设置）温度上升到设定温度时，加热完成；加热停止后，冷却风扇开始工作，温度下降到常温，烘干完成；阻挡气缸缩回，直流电机动作传输线运行，托盘和工件被传输到下一站，一个工作周期完成。图 2 模拟喷涂单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm

24、 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门 子触摸屏 彩 色 5.7 吋 1检测传感器 反射式 1检测传感器 电感式 1温度传感器 PT100 1直流减速电机 DC24V 25W rpm：3000 减速比 1：60 1加热丝 220W 1 镍铬合金6交流调压模块 4-20mA 输入 调压 0220V 1风扇 24V/12W 1温度继电器 90 度 1组件 连杆机构、摆门、钣金支架、喷枪等 金加工件、钣金件(三)加盖单元（图 3）由滑道式工件架（或立体仓库式货架） 、蜗轮蜗

25、杆减速机、摇臂、同步轮带、直流减速电机、挡料气缸、托料气缸（或液压升降缸） 、伸缩气缸、真空吸盘、光电传感器、电容传感器、电感传感器、行程开关、磁性传感器、电控阀、安装支架等组成，主要完成对工件的加盖装配工作。当 系 统 运 行 ， 传 输 线 运 行 ， 等 待 托 盘 到 位 。 当 托 盘 到 位 后 ， 如 果 电 容 传 感 器 没 有 检 测 到 工 件 或检 测 到 工 件 已 经 加 盖 ， 阻 挡 气 缸 缩 回 ， 放 托 盘 和 工 件 到 下 一 站 ， 延 时 2 秒 ， 阻 挡 气 缸 伸 出 ， 等 待 下一 个 托 盘 到 位 当 ； 如 果 电 容 传 感 器

26、 检 测 到 工 件 没 有 加 盖 ， 延 时 1 秒 传 输 线 停 止 。 电 机 驱 动 摇 臂 反 向转 动 且 电 感 传 感 器 检 测 到 位 后 ， 电 机 停 止 运 行 。 当 滑 道 式 工 件 架 工 件 台 检 测 到 有 工 件 盖 时 ， 托 料 气缸 伸 出 ， 将 工 件 盖 顶 起 ， 伸 缩 气 缸 伸 出 ， 真 空 吸 盘 紧 贴 工 件 盖 。 伸 缩 气 缸 缩 回 ， 提 起 工 件 盖 ， 蜗 轮蜗 杆 减 速 机 带 动 摇 臂 正 转 ， 同 时 托 料 气 缸 缩 回 。 当 电 感 传 感 器 检 测 到 位 后 ， 电 机 停 止

27、转 动 ， 伸 缩 气缸 伸 出 ， 将 工 件 盖 装 入 工 件 后 气 缸 缩 回 ， 加 盖 完 成 。 阻 挡 气 缸 缩 回 ， 传 输 线 开 始 运 行 ， 托 盘 和 工 件被 传 输 到 下 一 站 ， 一 个 工 作 周 期 完 成 。图 3 加盖单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门 子检测传感器 电容式 2接近传感器 电感式 3接 近 传 感 器 光电反射式 1 欧

28、姆龙7直流减速电机 DC24V/25W rpm：3000减速比 1：60 1滑 块 治 具 气 缸 缸径：40mm 行程：20mm 1阻 挡 气 缸 缸径：32mm 行程：20mm标 准 气 缸 缸径：16mm 行程：45mm 1真 空 吸 盘 直径:20mm 2真 空 发 生 器 EV-05 2蜗轮蜗杆 减速比 1:30 1组件 料槽、顶料支架、安装板、钣金支架 等 金加工件、钣金件(四)穿销单元（图 4）由 料 斗 、 槽 形 下 料 机 构 、 不 完 全 齿 轮 传 动 机 构 、 直 流 减 速 电 机 、 挡 料 气 缸 、 落 料 气 缸 、 顶 销 气缸 、 光 电 传 感 器

29、 、 光 纤 传 感 器 、 电 容 传 感 器 、 霍 尔 传 感 器 、 电 感 传 感 器 、 磁 性 传 感 器 、 电 控 阀 、 安装 支 架 等 组 成 ， 主 要 完 成 对 工 件 的 穿 销 动 作 。 具体工作过程如下：当 系 统 运 行 ， 传 输 线 运 行 ， 等 待 托 盘 到 位 。 当 电 感 传 感 器 检 测 到 托 盘 到 位 后 ， 如 果 没 有 检 测 到工 件 或 检 测 到 工 件 已 经 穿 销 时 ， 阻 挡 气 缸 缩 回 ， 放 托 盘 和 工 件 到 下 一 站 ， 延 时 2 秒 ， 阻 挡 气 缸 伸 出 ，等 待 下 一 个 托

30、 盘 到 位 ； 如 果 托 盘 到 位 并 检 测 到 工 件 无 销 子 时 ， 延 时 1 秒 传 输 线 停 止 运 行 。 当 槽 形 下料 机 构 检 测 到 有 销 子 时 ， 落 料 气 缸 伸 出 ， 将 销 子 推 到 下 料 口 ， 电 机 转 动 带 动 不 完 全 齿 轮 转 动 （ 不 完全 齿 轮 主 动 轮 每 转 一 圈 ， 槽 形 落 料 机 构 转 动 六 分 之 圈 ） ， 销 子 随 槽 形 落 料 机 构 转 动 到 顶 销 气 缸 处 ，电 机 停 止 转 动 。 顶 销 气 缸 将 销 子 顶 入 工 件 ， 顶 销 气 缸 缩 回 ， 阻 挡

31、气 缸 缩 回 ， 传 输 线 运 行 ， 托 盘 和 工件 被 传 输 到 一 站 ， 一 个 工 作 周 期 完 成 。图 4 穿销单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门 子8检测传感器 光电反射式 2 欧姆龙销钉检测传感器 1 光纤反射式 1 欧姆龙接近传感器 电感 1定 位 传 感 器 电 容 1霍 尔 传 感 器 检测距离:5mm 1销 钉 检 测 传 感 器 2 光电反射式 1D

32、C24V 25W rpm：3000 减速比 1：60 1直 流 减 速 电 机DC24V 25W rpm：1800 减速比 1：180 1阻 挡 气 缸 缸径：32mm 行程：20mm 1标 准 气 缸 缸径：16mm 行程：45mm 1笔 形 气 缸 缸径：16mm 行程：125mm 1组件 料槽、顶料块、安装板、不完全齿轮、 圆柱齿轮、圆锥齿轮、钣金支架等 金加工件、钣金件(五)检测单元（图 5）由 触 摸 屏 、 直 流 减 速 电 机 、 挡 料 气 缸 、 检 测 气 缸 、 光 电 传 感 器 、 光 纤 传 感 器 、 对 射 传 感 器 、 色标 传 感 器 、 电 感 传 感

33、 器 、 磁 性 传 感 器 、 电 控 阀 、 安 装 支 架 等 组 成 ， 主 要 完 成 对 工 件 的 检 测 。 由升降气缸带动检测支架升降，可同时对工件进行多面检测。当 系 统 运 行 ， 传 输 线 运 行 ， 等 待 托 盘 到 位 。 当 检 测 到 托 盘 到 位 后 ， 伸 缩 气 缸 伸 出 ， 各 检 测 传 感器 分 别 对 准 工 件 的 各 个 面 ， 等 待 0.5 秒 开 始 检 测 ， 完 成 后 伸 缩 气 缸 缩 回 ， 阻 挡 气 缸 缩 回 ， 传 输 线 运行 ， 托 盘 和 工 件 被 传 输 到 下 一 站 ， 一 个 工 作 周 期 完

34、成 。 各 检 测 传 感 器 的 功 能 为 ： 光 电 传 感 器 检 测 工件 、 对 射 传 感 器 检 测 工 件 盖 、 光 纤 传 感 器 检 测 销 子 、 色 标 传 感 器 检 测 工 件 颜 色 、 电 感 传 感 器 检 测 销子 的 材 质 。图 5 检测单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPa9PLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门 子检测传感器 1 反射光电式 1 欧姆龙检测传感器 2 反射光纤式 1

35、 欧姆龙检 测 传 感 器 4 对 射 型 1 施克检 测 传 感 器 5 红、绿色 标 2 施克检测传感器 3 电感式 1直流减速电机 DC24V/25W rpm：3000 减速比 1：60 1双 联 气 缸 缸径：15mm 行程：100mm 1阻 挡 气 缸 缸径：32mm 行程：20mm 1触 摸 屏 彩色 10.4 寸 1组件 安装板、钣金支架等 金加工件、钣金件(六)分拣输送单元（图 6）由 直 线 无 杆 气 缸 、 导 杆 薄 型 气 缸 、 阻 挡 气 缸 、 摆 动 气 缸 、 气 夹 、 磁 性 传 感 器 、 光 电 传 感 器 、 电感 传 感 器 、 电 磁 阀 、

36、同 步 带 轮 、 直 流 减 速 电 机 、 工 件 传 输 装 置 、 废 品 回 收 装 置 等 组 成 。当 系 统 运 行 ， 阻 挡 气 缸 伸 出 ， 传 输 线 运 行 ， 当 电 感 传 感 器 检 测 到 托 盘 到 位 后 ， 若 光 电 传 感 器 检测 托 盘 上 无 工 件 时 ， 阻 挡 气 缸 缩 回 ， 托 盘 被 传 输 到 下 一 站 。 若 光 电 传 感 器 检 测 托 盘 上 有 工 件 时 ， 导杆 薄 型 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 机 械 臂 下 降 ， 到 位 后 气 夹 动 作 将 工 件 加 紧 ， 然 后 提 升 气 缸 动 作 机

37、 械 臂 上 升 。此 时 ， 阻 挡 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 放 行 托 盘 。 然 后 对 工 件 按 照 正 品 、 废 品 交 替 形 式 处 理 工 件 。成 品 ： 摆 动 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 工 件 旋 转 90 并 保 持 5 秒 ， 确 保 托 盘 已 经 通 过 该 分 拣 单 元 。 然 后该 单 元 传 送 带 断 电 ， 导 杆 薄 型 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 机 械 臂 下 降 ， 工 件 被 垂 直 放 置 在 传 送 带 上 进 行 传 输 。工 件 为 废 品 时 ： 直 线 无 杆 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 将 工 件 运

38、至 废 品 位 ， 导 杆 薄 型 气 缸 电 磁 阀 通 电 ， 机械 臂 下 降 ， 气 夹 松 开 ， 工 件 被 垂 直 放 置 在 废 品 传 送 线 上 并 送 至 废 料 盒 内 ， 机 械 臂 在 该 位 置 保 持 2 秒后 ， 回 到 初 始 位 置 。主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A图 6 分拣单元10工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德 国 西 门 子检测传感器 光电反射式 1接近传感器 电感式 1直流减速电机

39、DC24V 25W rpm：3000减速比 1：60 1导 杆 气 缸 缸径：20mm 行程：200mm 1无 杆 气 缸 缸径：20mm 行程：300mm 1回 转 气 缸 缸径：10mm 90 度 1Y 型 气 夹 缸径：20mm 1阻 挡 气 缸 缸径：32mm 行程：20mm 1组件 机械手爪、安装支架等 金加工件、钣金件(七)物流仓储单元（图 7）由步进电机、交流伺服电机、直流减速电机、直线无杆气缸、摆动气缸、平行机械夹、阻挡气缸、同步带轮、磁性传感器、光电传感器、电容传感器、电磁阀、同步带皮带传输线、立体库架、直齿圆柱齿轮、滚珠丝杆、涡轮蜗杆减速箱等组成。主要完成对成品工件分类入库

40、、依次出库。具 体 工 作 如 下 ：当系统运行，直流电机带动传输线运行。当电容传感器检测到托盘后，光电传感器检测托盘上无工件时，阻 挡 气 缸 缩 回 ， 托 盘 被 传 输 到下 一 站 。 当光电传感器检测有工件后，电感传感器没有检测到托盘，Y 轴启动气爪下降夹取工件，然后驱动 X 轴和 Y 轴，并根据工件颜色将工件转移到对应库架入口。此时，摆动气缸旋转 180，直线无杆气缸带动摆动气缸及平行气夹移动至入口处。然后 Y 轴开始启动，下降将工件水平放置在对应仓库入口传输带上，库架上的光电传感器检测到工件后，该仓库传输线开始传输工件，延时 2秒钟停止。然后直线无杆气缸退回起点，摆动气缸旋转复

41、位，X、Y 轴移动提升装置运行到达初始位置。 工件回收：按下工件回收按钮，仓库电机开始反转，如果 5 秒钟光电传感器没有检测到工件，电机停止，启动下一个仓库电机，当光电传感器检测到工件时，X、Y 移动提升装置带动机械手将工件搬回至搬运台。11主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 1 工业型材供电电源 AC220V 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(DC/DC/DC) 1 西 门 子步进电机驱动器 10000 脉冲/圈 1步进电机 8.3A 角距：1.8 度 1 雷赛DC24V 25W rpm：3000

42、减速比 1：60 1直流减速电机 DC24V 10W rpm：3000 减速比 1：60 12交流伺服电机AC220V 200W力矩：0.64N m rpm：3000额定电流：1.6A1 欧姆龙伺服放大器 AC220V/200W 带 232 通信额定电流：1.6A 1 欧姆龙检测传感器 光电反射式 13接近传感器 电感式 1涡轮涡杆减速箱 减速比：1：10 1阻挡气缸 缸径：32mm 行程：20mm 1无杆气缸 缸径：15mm 行程：300mm 1旋转气缸 缸径：20mm 180 度 1气夹 缸径：10mm 行程：20mm 1直线导轨 直径：30mm 长度：1100mm 2滚珠丝杆 导程：5m

43、m 精度：6 级 1组件 导料装置、机械手爪、链条、链轮、 圆柱齿轮、钣金支架、配重块等 金加工件、钣金件(八)行车机械手单元（图 8）由平行气夹、长程导杆气缸、交流减速电机、直流减速电机、齿轮齿条机构、安全光幕、主动式红外传感器、镜面漫射传感器、光电对射传感器，霍尔传感器、电感传感器、定位装置、紧急按钮盒组成，主要完成将托盘从环形生产线的结束工位搬运到起始工位的工作。具体工作如下：当系统运行，传送带启动，带动托盘运行到定位装置处，电感传感器检测到托盘后，传送带继续运行 1S 后停止，长程导杆气缸伸出，平行气夹张开落到托盘两端夹紧，长程导杆气缸缩回，提起托盘，交流减速电机启动，向右端移动到起始

44、工位，长程导杆气缸伸出平行气夹张开将托盘放到传输线上，传输线上的电感传感器检测到托盘后启动传输线，托盘进入新一轮的工作循环。工作区域设有四道安全防线：安全光幕检测、主动式红外传感器检测、镜面漫射传感器检测、光电对射传感器检测，在行车工作期间，任何物体进入工作区域，行车立即停止工作直至重新按动紧急按钮盒上的绿色启动按钮。图 7 物流仓储单元12图 8 行车机械手单元主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm 880mm 2 工业型材供电电源 AC380 50Hz工作电压 DC24V 6A工作气压 0.5MPaPLC 模块 CPU226CN(AC/DC/ALY) 1 德国西门子

45、变频器模块 MM420 0.75kW 1 德国西门子导杆气缸 缸径：20mm 行程:300mm 1大口机械夹 缸径：10mm 行程:40mm 1直流减速电机 25W/DC24V rpm:3000减速比 1:60 2交流减速电机 三相 380V 25W 减速比 1：15 1光电传感器 漫反射式 1 日本神视对射传感器 对射式 1 德国施克接近开关 电感式 8方形直线导轨 2020 长度：2m 2组件 齿轮、齿条、安装板、行车立柱支架、机械手爪、传输皮带、皮带主从动轮等 金加工件等(九)圆带转角单元（图 9）由转盘、圆带、同步轮、承重轮、张紧轮组成，主 要 完 成 生 产 线 的 90转 向 。1

46、3图 9 圆带转角单元(十)圆带辊道传输线（图 10）由圆带、传动轮、辊轮、直流减速电机组成，主要完成托盘和工件的传输。图 10 圆带辊道传输线(十一)链条辊道传输线（图 11）由链条、链轮、辊轮、直流减速电机、玻璃防护罩组成，主要完成托盘和工件的传输。图 11 链条辊道传输线(十二)皮带传输线（图 12）由传输带、同步带，同步轮、直流减速电机组成，主要完成托盘和工件的传输，为环形线主要传送单元。图 12 皮带传输线14(十三)总控平台（图 13）图 13 总控平台控 制 台 主要由三相电网电压指示、电源控制部分、C PU315-2DP 主 机 、 状 态 指 示 灯 、 二位选择开关、 启动

47、和停止开关、急停开关、复位开关、 10.4 英寸工业彩色触摸屏等 组 成 ， 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 。二 位 选 择 开 关 ： 控 制 系 统 工 作 方 式 ， 用 于 系 统 在 联 机 运 行 模 式 （ 右 侧 档 ） 及 单 机 运 行 模 式 （ 左侧 档 ） 的 切 换 。启 动 和 停 止 开 关 ： 控 制 整 条 流 水 线 的 运 行 和 停 止 ， 对 应 运 行 和 停 止 指 示 灯 。急 停 开 关 ： 当 环 形 生 产 线 有 异 常 情 况 ， 在

48、联 机 状 态 下 ， 按 下 开 关 ， 整 条 线 停 止 动 作 。复 位 开 关 ： 在 设 备 运 行 出 现 故 障 或 报 警 时 ， 按 下 复 位 开 关 ， 在 联 机 状 态 下 各 单 元 处 于 停 止 运 行状 态 ， 复 位 指 示 灯 亮 。主要技术指标：名称 型号规格 数量 备注工作台面 1200mm800mm 1 电脑桌联体供电电源 AC380 50Hz工作电压 DC24V PLC 模块 PS307+CPU315-2DP+SM323 16 入 /16 出+CP343-1LEAN 1 德国西门子工业触摸屏 10.4 英 寸 彩 色开关电源 DC24V 100W

49、 4.2A 1空气开关 16A 1指示灯 DC 24V 1215转换开关 10A 1按钮开关 10A 5急停按钮 1模拟表头 0.5 级 1六、工业网络通讯（以西门子系统为例）控 制 系 统 主 站 采 用 西 门 子 S7-300(CPU315-2DP)， 从 站 采 用 西 门 子 S7-200(CPU226)， 各 站 之 间 使用 ProfiBus-DP 总 线 进 行 通 讯 ， S7-200 从 站 主 要 用 于 控 制 与 驱 动 设 备 层 ， 并 对 现 场 反 馈 的 信 号 进 行采 集 ， S7-300 主 站 采 集 各 从 站 数 据 ， 协 调 各 站 运 行 ， 并 为 上 位 机 的 监 控 程 序 提 供 数 据 ， 同 时 系 统 还配 有 工 业 以 太 网 通 信 模 块 和 10.4 英 寸 彩 色 工 业 触 摸 屏 ， 可 以 完 成 系 统 控 制 网 络 的 集 成 。七、控制系统（一）PLC 模块及变频器选配表（用户可根据需要进行选配）表一：德国西门子序 号 名 称 规 格 数 量 单 位 备 注1 PS307 电 源 1 台2 CPU315-2DP CPU 1 台3 SM323 16DI/1