MPS模块化生产系统

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MPS说明书

动作过程分为手动、单站自动、联网自动等三种工作模式。在手动模式与单站自动下，其工作方式与第二站类同。在联网自动模式下，当按下启动按钮，
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模块在收到前一站发送的启动信息后，从第一步开始执行，直至最后一步；向下一站发出工件的颜色与材料信息并通知前来取料，同时通知前一站允许放料；然后返回第一步继续执行，或等到按下停止按钮。第四站（气动机械手、输送带工作站）
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Modular Production System(MPS) 模块式自动生产系统
使用说明书
MANUAL
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目录
一、产品概述..................................................................... 3 二、工作参数及常规安全说明.......................................... 4 三、系统组成：................................................................. 5 四、设备操作流程说明..................................................... 6 五、气动........................................................................... 13 六、电子........................................................................... 15 七、控制........................................................................... 17 八、常见故障现象及处理办法........................................ 18 九、附录........................................................................... 20

现代MPS模块化生产系统

03
提高产品质量
模块化设计使得产品质量更易于控制和保证。模块之间的独立性和互换
性也方便了质量检测和维修。
汇报范围
MPS模块化生产系统的基本原理和组成
介绍模块化生产系统的基本概念、原理和组成要素，包括模块划分、接口设计、模块组合等。
MPS模块化生产系统的实施过程
阐述企业在实施模块化生产系统过程中的主要步骤和方法，包括需求分析、模块设计、生产流程优化等。
MPS模块化生产系统的应用案例
列举不同行业中成功应用模块化生产系统的案例，并分析其效果和优势。
MPS模块化生产系统的挑战和前景
探讨企业在实施模块化生产系统过程中可能面临的挑战和问题，以及模块化生产系统未来的发展趋势和前景。
PART 02
MPS模块化生产系统概述
MPS定义与特点
可扩展性
易于扩展和升级，适应企业不断发展的需求。
信息化管理
电子行业信息化程度高，MPS模块化生产系统通过信息化管理手段，实现生产数据的实时采集、分析和处理，提高管理效率。
案例三：机械制造行业应用
定制化生产
机械制造行业产品种类繁多，MPS模块化生产系统通过定制化生产方式，满足客户的个性化需求。
协同制造
机械制造行业涉及多个零部件的协同制造，MPS模块化生产系统通过协同制造平台，实现各零部件制造商之间的协同生产和信息共享。
实时监控与调整
MPS系统能够实时监控生产过程，并根据实际情况进行调整和优化，确保生产顺利进行。
降低运营成本
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减少库存
MPS系统通过精确的生产计划和调度，减少了库存积压和浪费，降低了库存成本。
节能降耗
MPS系统采用先进的节能技术和设备，降低了能源消耗和排放，减少了运营成本。

现代MPS模块化生产系统

最大组合
现代MPS模块化生产系统
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小型机电一体化项目
小型装配线
最小组合
提取和组装
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现代MPS模块化生产系统 MPS工作单元概述
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现代MPS模块化生产系统
供料工作单元（MPS起点）
➢ 功能：供料工作单元旳主要作用是为加工过程逐一提供加工工件。在管状料仓中最多能够存储8个工件。供料过程中，双作用气缸从料仓中逐一推出工件，接着，转换模块上旳真空吸盘将工件吸起，转换模块旳转臂在旋转缸旳驱动下将工件移动至下一种工作站旳传播位置。加工工件经过传播系统及提取装置从一种工作单元传播到下一种工作单元。
作为传送带旳上升送料滑槽或工作单元间旳传送滑槽。
220 mm 600 kPa (6 bar)
经过安装在滑槽下部旳流量控制阀调整
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传送带工作单元
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现代MPS模块化生产系统
➢ 传送带工作单元在MPS 工作单元之间起着承前启后旳作用。当传送带前端旳传感器检测到工件后，传送带开始工作，当传送带中端传感器检测到工件后，挡块工作，挡住工件不继续往下传，直到传送带后端没有工件。
➢额定开关距离 ➢电源 ➢开关输出 ➢模拟量输入
最大距离400 mm (可调) 24 V DC 3, PNP, 常开触点
0 – 10 V
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现代MPS模块化生产系统
测量模块
经过滑动变阻器检测工件高度。该模块将电阻值转换成电压值，然后将电压值输出给比较器，对工件旳高度进行判断。
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现代MPS模块化生产系统

MPS系统操作手册

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通过该套系统可以学到： z 机械机构的工作原理 z 各种传感器的使用 z 气动元件的使用和调整 z 技术技能 z 学习方法等
在实验过程中，通过这套系统还可以培训和发展学员如下能力；团队精神、合作精神和组织能力。
课程的进行和培训形式可按下述方式进行： z 计划 z 安装 z 编程 z 调试 z 操作 z 系统维护和故障检测
5.2 控制面板各站都可通过一控制面板来控制 PLC 的控制程序使各站按要求进行工作，一
个控制面板上有 8 个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。
各开关的控制功能定义为： z 带灯按钮，绿色 z 带灯按钮，黄色 z 按钮，黄色
开始复位特殊
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z 两位旋钮，黑色 z 两位旋钮，黑色 z 按钮，红色 z 带灯按钮，红色 z 急停按钮，红色
别当心！
机械系统 z 所有部件的紧定螺钉应拧紧。 z 不要在系统运行时人为的干涉正常工作。
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三、系统结构
该系统的各站是安装在带槽的铝平板上（700mm×35线。
3.1 系统组成上海英集斯公司提供的 MPS 系统从三站到九站型不等，具体系统组成以各
下面为 PLC I/O 控制的控制框图：
PLC
PLC
PLC
PLC
PLC
PLC
PLC
ST1
ST2
ST3
ST4
ST5
ST6
ST7
5.1 PLC 接口在各站与 PLC 之间是由一个标准电缆进行连接的，通过这个电缆可连接 8 个
传感器信号和 8 个输出控制信号。通过该电缆各站的传感器和输出控制器可得到 24V 电压。（包括 24V 接地线）
PLC 主机：三菱 FX2N 系列、西门子 S7 系列扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus 网络组成模块：旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测

MPS模块化生产加工系统

8.2.2动作分析

料仓应有检测传感器检测料仓有无工件，抬升气缸为双作用缸，气缸最大行程应略大于送料距离，气缸的推力应该大于推动工件时的摩擦力，气缸两极限位置应有位置传感器控制，活塞杆应有调节装置调节活塞杆与仓料的相对位置，上述动作的衔接由传感器或行程开关通过PLC、继电器、电磁阀、气缸、机械结构等实现。

8.3.2检测单元工作流程图

8.3.3 PLC程序设计 8.3.4外购件的选择 1.PLC可编程控制器的选择：控制需要，由于具有紧凑的设计，良好的扩展性，低廉的价格以及强大的指令，使得S7200可以近乎完美地满足小规模的控制要求，还有丰富的 CPU类型和电压等级，在工业控制中得到了广泛的使用。 2.传感器的选择 3.电源块的选择 4.按钮的选择 8.3.5操作面板
第8章 MPS模块化生产加工系统
8.1 MPS及各单元简介 8.2 送料单元 8.3 搬运站
学习目的
TR-30 MPS模块化生产线是典型的机电一体化自动生产线，自动线由六个单元组成，每个单元可单独完成动作，六个单元也可组成自动线。为便于学生分析，本章先总体介绍了六个单元的动作，然后对上料检测单元、搬运单元进行了全面的剖析。
整个生产线的动作过程如下：在第一单元（送料检测单元），工件由转盘转动使工件下落，气缸将工件提升到位，检测颜色后等待第二站（搬运站）的机械手搬运至第三站（加工站），对工件进行加工检测存储信息后经过第五站（安装搬运站）的机械手运送至装配位，第四站（安装站）将小工件送至第五站的大工件中进行装配，完成后第五站的机械手将装配好的工件送至第六单元（分类站），然后根据第一单元的工件颜色信息进行传送，依次存放，将分类的工件进行自动存储。

MPS-2模块式柔性自动化生产线实训系统

页脚内容1该装置由六套各自独立而又密切相连的工作站组成。

六站分别为：上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。

该实训装置的显著特点：具有较好的柔性，即每站各有一套 PLC 控制系统独立控制。

将六个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。

在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站…直至六站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。

该系统要囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如机电驱动、气动、PLC(可编程控制器)、传感器等多种技术，能给学生提供一个典型的综合科技环境，使学生将从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。

因此该套装置要适合对在校本科、大专、中专学生和初上岗位的工程技术人员进行培训。

主机型号为 MPS-A ，该系统应该由六个分别不同的控制站组成一个物流自动化的生产控制系统。

这六站分别为上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。

主站采用三菱 FX 2N -48MR系列PLC，从站采用三菱FX -48MR 系列PLC 控制，其中分类站采用三菱FX -48MT 系列PLC 控制，采用2N 2NI/O 通讯方式，其中分类单元具有采用废品识别处理功能。

触摸屏为5.7 英寸，256 色工业彩色触摸屏。

气动系统(包括电磁阀、气缸、气爪、吸盘、单耳环、电磁阀集装板、真空发生器、真空吸盘)等气动元件全部采用日本SMC 公司原装进口元件，机电采用美国HYTON 公司原装进口直线式步进机电，精度<0.01mm，步距角为1.8 度，步速>21mm/s，推力>100KG。

空气压缩机排气量为0.039m3/min 以上，额定压力1.0Mpa，储气容量10L 以上，噪音<40DB。

安装常用的软件，分别为三菱PLC 编程软件，触摸屏数控编程软件。

配备三菱SC-09 编程电缆、触摸屏编程/下载电缆、I/O 通讯电缆等。

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切换频率：
300mA
工作原理：
电容式传感器的感应面由两个同轴金
属电极构成，很象“打开的”电容器电极，该
两个电极构成一个电容，串接在RC振荡电路内。
Title of Presentation 22
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电源接通时，RC振荡器不振荡，当一个目标朝着电容器的电极靠近时，电容器的容量增加，使振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将停振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数ε，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大。
3 Hz
Title of Presentation 15
1- 叶片 2- 挡块 3- 定子
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➢ 电子限位开关用于检测末端位置
限位开关：常开触点：
S -3 –E
位置调整方式：内六角扳手松开限位档块螺钉，调整到合适角度，拧紧。
Title of Presentation 16
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真空过滤器：
VAF- PK- 4
真空过滤器用于去除空气中的固体颗粒污染。在初次
安装时，安装方向为任意，如果重复使用，请不要改
变安装方向。
最小输入压力： - 0.9 bar
最大输入压力： 7 bar
额定流速：
70l/min
➢ 齿形带式摆臂设计，确保吸盘始终与水平面垂直。
Title of Presentation 21
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识别模块
➢ 电容式传感器，用于检测托盘上是否有工件，如果有，工作站开始工作！ ➢ 漫射式光电传感器，用于区分工件，“黑色”和“非黑色”。
电容式传感器
额定检测距离： 2~8mm
切换电流：
200mA
转换模块
➢ 转换模块在系统中作为气动提取装置使用。旋转气缸可将工件在 0°~ 180°范围内旋转，接触式传感器用来进行终端位置的检测。
旋转气缸：
DSR- 16- 180- P
驱动形式：
双作用气缸
旋转/摆动原理：旋转叶片
缓冲形式：
内置缓冲垫角度调整范Fra bibliotek： 0°~180°
6bar下扭矩：
1 Nm
4bar下的最大摆动频率：
Title of Presentation 19
型号 CPV10-M1H-5LS-M7 CPV10-M1H-5JS-M7 CPV10-M1H-2x3OLS-M7 CPV10-M1H-2x3GLS-M7 CPV10-M1H-3OLS-3GLS-M7 CPV10-M1H-5/3G-M7 CPV10-M1H-2x2GLS-M7 CPV10-M1H-2OLS-2GLS-M7 CPV10-M1H-V70-M7 CPV10-M1H-VI70-2GLS-M7 CPV10-M11H-5-LS-M7
最大真空压力： - 0.85bar
阀芯开启时间： 15ms
产生真空耗气量： 27l/min
Title of Presentation 18
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代码 M J N C H G D I A E F
名称二位五通单电控电磁阀二位五通双电控电磁阀 2X3/2电磁阀，常开 2X3/2电磁阀，常闭 2X3/2电磁阀，1X常闭，1X常开 5/3电磁阀，中位关断 2X2/2电磁阀，常闭 2X2/2电磁阀，1X常闭，1X常开真空发生器真空发生器，带喷射器 5/2单电控高速阀
发射器接收器
Title of Presentation 24
漫射式光电传感器
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提升模块
➢ 磁耦合式无杆气缸用于提升工件至检测高度的位置。
➢ 另一只双作用气缸将工件推向滑道。
磁耦合式无杆气缸：DGO- 12- P- A- B
活塞尺寸：
12mm
Title of Presentation 20
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2. 检测站——Testing Station
检测工作单元的主要作用是检测工件的特性。电容式传感器检测工作站初始位置是否有工件；光电式传感用于区分工件的颜色；反射式光电传感器确保工件在提升的过程中不受外界干扰；模拟量传感器检测工件高度。无杆缸与双作用气缸组成的提升模块将合格的工件传送至上层的气动滑槽，并将不合格的工件捡出至下层滑槽。
Title of Presentation 9
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进料模块 ➢ 进料模块通过双作用气缸，实现对料仓中工件的逐一分离。
Title of Presentation 10
双作用气缸： DSNU-8-80-P-A
图形符号：
缸径：
8mm
行程：
80mm
缓冲形式：
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MPS中最小的机电一体化组合，供料和成品分装工作单元
Title of Presentation 3
MPS总线一体化和总线技术，带有AS-i接口的供料工作单元，检测工作单元，带Profibus DP的成品分装工作单元。
MPS满足常规项目作业的机电一体化组合，供料、检测、提取&安装、工件压紧和成品分装工作单元。
Title of Presentation 11
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a) 开关断开
b) 开关接通电子舌簧式行程开关 1-永久磁环 2-舌簧片 3-保护电路
4-指示灯
Title of Presentation 12
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Title of Presentation 4
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2. 执行元件
➢ 工作站硬件选用标准工业元器件，种类的多样性充分满足教学与实践相统一的需求。 ➢ 每个工作站基本上包含3~4个机械动作，在数量上满足编程的需求。 ➢ 动作涉及直线、摆动、真空、抓取及电机的控制等。
Title of Presentation 13
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➢ 对射式光电传感器检测料仓中工件有无！
对射式传感器：SOEG- L- Q30- P- A- S- 2L 对射式光电传感器的发射器发出一束可调制的不可见红外光（880mm），由接收器接收。当光线被物体遮断时，传感器便有电信号。
１－振荡回路２－解调器３－触发极４－开关状态显示５－带保护电路的输出极６－外部电压７－内部恒定电压８－电容９－开关输出
Title of Presentation 23
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漫射式光电传感器
漫射式传感器集发射器和接收器于一体，内置保护电路和LED。发射器发出一束可调制的不可见红外光（880mm）。当被测物体经过光束时，光线被物体表面反射回接受器，传感器便有电信号输出。它的检测距离取决于被检测物体的表面反射率。
模块化生产加工系统培训
Title of Presentation 1
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一、MPS模块化生产加工系统简介
工厂生产线由多个独立的加工单元构成，每个加工单元都有其特定的功能，将其中的一个或多个组合可以实现您理想的生产加工系统。
Title of Presentation 2
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二、MPS工作站的结构特点
1. 气源处理
➢ 统一的过滤减压装置，安装在工作站的左/右上角。 ➢ 通常工作压力设定在6bar。 ➢ 蓝色旋钮在调整压力时须轻轻提起，压力设定完毕，将旋钮端盖扣紧。 ➢ 使用过程中注意观察滤杯中的积水情况，及时排水。 ➢ 3/2旋钮开关控制工作站回路中的压力输出。 ➢ 图形符号
光纤电缆由一束玻璃纤维或由一条或几条合成纤维组成。光纤能将光从一处传导到另一处甚至绕过拐角。工作原理是通过内部反射介质传递光线。光线通过具有高折射率的光纤材料和低折射率护套内表面，由此形成的光线在光纤里传递。
Title of Presentation 14
发射器
接收器
对射式光电传感器
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VPEV- W- S- LED- GH 0 bar 1 bar -0.25 bar -0.8 bar
Title of Presentation 17
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真空阀：
CPV10- M1H- V170- 2GLS- M7
最小工作压力： 2bar
最大工作压力： 10bar
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小结！
Title of Presentation 8
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四、MPS工作站
1. 供料站 ——Distribution Station
供料站的主要作用是为加工过程逐一提供加工工件。在管状料仓中最多可存放8个工件。供料过程中，双作用气缸从料仓中逐一推出工件，接着，旋转气缸上的真空吸盘将工件吸起，在旋转气缸的驱动下将工件移至下一个工作站的传输位置。