搬运单元模块设计.

河北科技大学

学生个性化教育实训报告

题目：搬运单元模块设计

学生姓名：

指导教师：

日期：2016年1月15日

目录

1第一章模块化生产系统的简介 (1)

1.1第1节系统的特点和作用 (1)

1.2第2节系统的组成 (2)

1.3第3节MPS的发展 (6)

2第二章物流过程 (7)

3第三章MPS单元的结构与控制 (8)

3.1第1节搬运单元简介 (8)

3.2第2节搬运单元的机械结构 (9)

3.3第3节搬运单元的气动控制 (10)

3.4第4节制定I/O表 (11)

4第四章材料的选型 (23)

4.1第1节气缸的选择 (23)

4.2第2节传感器的选择 (25)

4.3第3节电磁阀的选用 (26)

5第5章参考文献 (27)

第一章模块化生产系统的简介

第1节系统的特点和作用

模块化生产培训系统：Modular Production Training System,简称MPS。模块化生产培训系统是应用于机电一体化、自动化等相关专业的专业技术职业培训和继续教育的模块化教学培训系统模块化生产培训系统可以从基础部分的简单功能及加工顺序，逐步扩展到复杂的集成控制系统。模块化生产培训系统是为提高学生动手能力和实践技能而设计、生产的一套实用性实验设备。该装置由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。各个功能站分别为：上料站、检测站、上料检测站、搬运站、加工检测站安装站、操作手站、传送单元、搬运分拣站和分类存储站。

该实验装置的一大显著特点是：它具有综合性、模块化以及易扩充等特点。它针对学员不同的技术基础进行培训，具有良好的适用性。具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制将各个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本本单元模块培训完成以后，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控制编程装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、气动、PLC（可编程控制器）传感器等多种技术，给学员提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。系统的实体图如图1-1所示

图1-1

在

第 2 节 系统的组成

MPS 系统的类型有三站到九站不等，此次设计的是八站系统，其组成如下

功能简介：完成整个系统的上料工作， 将大工件输出，判断出其颜色，并将其 信息发给后一站。此站可配合触摸屏或组 态控制而为整个系统的主站。

主机：可采用三菱系列、西门子系 列，此次设计采用的是西门子 S7-200 系 列。

扩展 模块：485 PPI MPI Profibus 网 络。

组成模块：回转料斗（采用齿轮减 速电动机控制）、提升装置（采用气缸控 制）、光电识别组件（光电传感器、行程开 关）

功能简介：作用是为加工过程逐一提 供加工工由双作用气缸从料仓中逐一推 出工件，转换模块上的真空吸盘将工件 吸起， 旋转缸的驱动下将工件移动至下 一个工作站的传输位置。

主机：三菱系列、西门子系列 扩展模块：485 PPI MPI Profibus 网络。

组成模块：真空组件、旋转模块、 供料模块。

通

功能简介：工件将在旋转平台上被检 测及加工。通过具有四个工位的加工旋 转平台，进行加工模拟，并进行加工质量 的模拟检测。

主机：三菱系列、西门子 S 系列 扩展模块：485 PPI MPI Profibus 网 络。

组成模块：平台、模拟钻孔模块、 模拟检测组件。

功能介绍：该单元提供两色小工件，并能 将其输入大工件的空腔中。气缸将料仓中的两 色小工件交替推出，由真空吸盘吸取， 过转臂 输入到大工件的空腔中。

主机：三菱 FX 系列、西门子 S 系列。 扩展模块：：485 PPI MPI Profibus 网络。 组成模块：送料模块、旋转模块、真空组 件。

功能简介：该搬运单元由无杆气缸、椭圆形活塞气缸和夹爪等部件组成，通过移动、上下伸缩、抓取等动作，将前一单元上的工件传入下一执行单元。

主机：三菱FX系列、西门子S系列。

扩展模块：：485PPI MPI Profibus网络。

组成模块：提升模块、气动夹爪组件、直线运动无杆缸。

功能简介：将工件从前一站搬运至下一站，并可在本站上完成大、小工件的组成。

主机：三菱FX系列、西门子S系列扩展模块：：485PPI MPI Profibus网

络。

组成模块：直线转旋转运动模块、气动夹爪装置。

功能简介：操作手单元由不同的气动执行部件组成，通过摆动、伸缩、气动抓取等动作,将前一单元的工件传入下一执行单元的输入工位.

主机：三菱FX系列、西门子S 系列。

扩展模块：485PPI MPI Profibus网络。

组成模块：伸出及提升模块、旋转模块、气动夹爪组件。

功能简介：该站为仓库存储的

模拟，它将系统加工完成的合格产品，按照不同类别，进行分类立体存放。

主机：三菱FX系列、西门子S系列

扩展模块：485PPI MPI Profibus网络。

步进电机及驱动器：Start

组成模块：步进电机控制模块、滚珠丝杆模块、工件推出组件、立体仓库。

第3节MPS的发展

模块化生产培训系统是先进工业自动化及制造的基本部分，将先进制造系统的物

料供给、分拣、加工、检测、立体仓库等主要单元展现给学生，同时学生可以自己动

手实践，学习编程、生产管理、流程设计等机械设计制造及自动化相关的课程学习。

随着技术的发展，工控技术的不断完善，自动化技术人员在原有的MPS系统加入了触摸屏控制系统、组态监控系统和生产管理执行系统，进一步提升的模块化生产

培训系统的科技含量，使学员在“用最先进的技术培训今天的学员，为未来而服务！”这样的理念下前进。

触摸屏是一个智能化操作部件，是极富吸引力的全新多媒体操作装置，用户只要

用手指轻轻地触摸显示屏上的图符或文字就能实现对设备操作，可显示设备运行状况

和运行参数。

组态监控程序的应用解决了人机界面控制中的动画显示问题，监控信息将以更加

形象、生动的动画方式显示出来。触摸屏和组态监控软件的出现至今只有短短的几年

间就已经证明，触摸屏和组态监控软件可以取代过往设备的操作面板和批仪表。生产

管理执行系统（MES）的应用是模块化生产培训系统的一次飞跃，它引入信息管理技术，真正实现了对生产的有效管理。