模块化生产加工系统

模块化生产加工系统（MPS）

（加工单元）

姓名：王琦

专业：机电一体化

学号：31

济南铁道职业技术学院

目录

概论 (3)

1.1MPS模块化加工系统简介 (3)

1.1.1概述 (3)

1.1.2 MPS的基本组成及基本功能 (3)

1.1.3 控制技术 (4)

1.1.4工件特征 (5)

1.2课题研究的目的、意义及目前国内外的研究现状 (6)

1.3设计的主要研究内容 (6)

2 加工检测站的机械部分设计 (6)

2.1加工检测站的基本功能 (7)

2.2加工检测站的基本结构 (7)

3 加工检测站的气动回路和电气控制设计 (14)

3.1气动控制的基本回路介绍 (14)

3.2气动回路设计顺序 (15)

3.3加工检测站的气动回路原理…………………………………………

3.4利用气动仿真软件FluidSIM模拟实际运动过程 (7)

4 加工检测站的PLC控制 (22)

4.1 PLC基础知识 (22)

4.2加工检测站的可编程控制器的程序设计……………………………

5 元器件的选择 (46)

5.1元器件选择依据 (46)

（1）

概论

自动控制实训系统（MPS机电一体化、西门子主机）由供料单元、搬运单元、加工单元、安装单元、搬安装单元、传送带单元、搬运分拣单元、分类单元等8套各自独立而又紧密相连的工作站组成，具有较好的柔性，即主站采用S7-300-313C 2DP通过通信模块EM277与S7-200 PLC之间实现相互通信。

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、可编程控制器、传感器等多种控制技术，给学生提供了一个典型的综合实训环境，使学生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

（2）

加工是在自动化生产中的一个专有词汇，它表示组装、变形和机械加工。根据VDI 2860，检测单元主要有测量，检查和提取功能。检测单元就是确定实际信息(ACTUAL)与所需信息(REQUIRED)是否相符，工件接受/不接受，即“Yes/No”。检测一个元件的重要内容就是对信息进行比较。

加工单元的功能：

■检查工件特性

■对工件加工

■将工件传送到下一站

(3)

加工单元包括下列部分：

■旋转平台模块

■检测模块

■钻孔模块

■夹紧模块

■分支模块

■实验板

■底车

■控制面板

■PLC板

带有底车，控制面板和PLC板的加工单元。

在加工单元中，工件在旋转平台上被检测并加工。旋转平台由DC 马达驱动。平台的定位由继电器完成，电感式传感器检测平台的位置。在旋转平台上，工件平行地完成检测和钻孔的加工。一个带有电感式传感器的电磁执行装置来检测工件是否被放置在正确的位置。在进行钻孔加工时，电磁执行件夹紧工件。

加工完的工件通过电气分支传送到下一个工作站。

注意

本工作站全部是电气驱动。

顺序描述

启动条件

■工件处于进料工位上

（4）

初始位置

■旋转平台停止

■检测模块的活塞杆升起

■钻机在上限位

■钻机马达关闭

■夹紧装置缩回

■电气分支关闭

顺序

1．如果在进料工位1中有工件并按下START按钮，旋转平台旋转60°。

2．检测模块的电磁活塞杆下降并检测工件的开口是否朝上。如果检测结

果为OK(开口朝上)，旋转平台旋转60°。

3．夹紧装置将工件夹紧。钻机的马达启动。无杆缸带动钻机下降。

4．当钻机达到下限位时停止运动。

5．钻机马达关闭，夹紧装置缩回。旋转平台旋转60°。6．电气分支模块将工件传送到下一个工作站。

该顺序描述的是一个工件在加工单元的工作顺序。一旦在进料工位1中有工件，加工循环既启动

（5）

旋转平台模块

旋转平台模块由DC马达驱动。旋转平台有6个旋转位置，电感式传感器检测平台的位置。6个工件存放槽中的每一个都在中心有一个圆孔，这有利于电容式传感器进行检测。

（6）

检测模块

工件存放槽中的工件被检测是否处于正确的位置上。如果工件的开口向上，检测模块的探头可以达到下限位。当检测模块中的活塞杆缩回到上限位时，触发电感式传感器。

（7）

钻孔模块

钻孔模块用于模拟对工件圆孔的抛光。一个电气夹紧装置将工件固定。钻机的进给和缩回由无杆缸带动。一个电气马达驱动无杆缸，一个继电器回路驱动马达。钻机的马达通过24VDC而工作，但是速度不能调节。钻机的运动末端位置由限位开关检测。当钻机达到末端位置时，无杆缸反向运动。

（8）

调试

MPS工作站通常要完成：

■元件安装

■每个站单独工作

■调试

■测试

注意

如果工作站组合在一起，可能要进行机械，位置和传感器的改变。调试工作通常只限于视觉上的检查，保证气管连接/导线和电压的正确。所有的元件，气管和导线都有编号，可以很方便地进行安装和连接。

调试MPS工作站时有下列要求：

■安装并调节MPS工作站

■一个控制面板

■一个PLC板

■一个24VDC，4.5A电源

■装有PLC编程软件的PC机

（9）