机械毕业设计212MPS模块化自动生产线的组成及工艺

目录

第一部分阶段实训第二部分生产线综合实训 (2)

第二部分生产线综合实训 (3)

一、MPS模块化自动生产线的组成及工艺过程描述 (3)

二、总体工作任务 (5)

三、各单元工作任务 (5)

四、调试过程注意事项 (13)

五、各单元元器件清单 (15)

附录一：单元标号分配表 (21)

附录二：主要元器件接线介绍 (23)

第一部分阶段实训

第二部分生产线综合实训

一、MPS模块化自动生产线的组成及工艺过程描述

MPS模块化自动生产线由供料、装配、机械手、检测和立体库等5个工作站组成，各工作站均设臵一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过通信模块实现互连，构成分布式的控制系统。

MPS模块化自动生产线的工艺过程是：

1．系统接通电源及气源后，按下各单元的复位按钮（由触摸屏或按钮模块提供），各单元应回复到各自的初始状态（详见配臵清单中说明部分）。

2．系统启动后，若供料单元的料仓中无料，则系统处于待机状态，并向系统发报警信号；若料仓中有工件（三种：高黑件、低黑件、低白件），则推料气缸动作，将工件推出，并且推料气缸缩回。并向机械手单元发出有料信号，等候机械手取料。

3．机械手单元接受到供料单元出货台有工件后，由原点位臵直接伸出机械臂，升降气缸下降并抓取工件，然后升降气缸上升并缩回机械臂，步进驱动机构工作，将工件旋转移动至装配单元，并向装配单元发出来料信号。

4．装配单元接受到来料信号后，推料气缸将装配件推出并退回，机械手单元的机械臂伸出，气爪松开，将工件直接放臵到装配件上部，然后机械臂缩回，旋转压紧机构待机械臂完全缩回后开始工作：首先旋转气缸动作，旋转90度后，将压紧装臵移至工件上方，压紧气缸启动，将工件与装配件压紧，然后回位，旋转气缸也回位，最后向机械手单元发出装配完成信号。

5．机械手单元接受到装配单元的完成信号后，机械臂伸出，升降气缸

下降并抓取成品件，然后升降气缸上升，机械臂缩回；步进驱动机构旋转移动至检测单元，机械臂伸出，升降气缸下降并释放气爪，然后升降气缸上升，机械臂缩回，并向检测单元发出喂料完成信号。

6，检测单元接受到来料信号后，丝杆传输机构将成品件移送至高度检测机构处，高度检测气缸动作，检测成品件高度，若为高成品件，则丝杆传输机构反向启动，将高成品件回送至进出货平台处，并向机械手单元发出货信号；若高度检测结果为低成品件，则丝杆传输机构将低成品件继续移送至颜色判别传感器处进行颜色识别并记录检测结果，然后低成品件由丝杆传输机构反向启动送出，并向机械手单元发出完成信号及工件属性信息。

7．机械手单元接受检测单元的完成信号后，机械臂伸出，升降气缸下降并抓取工件，然后升降气缸上升，机械臂缩回，步进驱动机构将检测后的成品件旋转移送至立体库单元，到达立体库单元后，机械臂伸出，升降气缸下降并释放成品件，然后升降缸上升，机械臂缩回，并向立体库单元发出来料信号。机械手单元步进驱动机构反转回退至初始的原点位臵。

8．立体库单元接受到来料信号及工件属性信息后（包括高成品件、低白成品件、低黑成品件），变频传输机构启动（模拟量驱动，模拟信号来源于PLC，并且速度可调），将成品件输送至抓取位臵。堆垛机上的抓取机构检测到有料信号后，首先伸缩气缸伸出并抓取成品件，然后Z向伺服电机上升一小段，离开接料位，然后堆垛机X/Z向伺服移动机构移动至对应库位（库位分3层3列，每1层放臵不同属性的成品件各3个），伸缩气缸伸出并释放成品件，最后堆垛机回退到初始的原点位臵。

9．整个设备的工艺流程完成。若供料单元依然有料，则重复执行上述

工艺流程，以实现循环工作。

二、总体工作任务

1.设备安装 完成MPS 模块化自动生产线的供料、装配、机械手、检测和立体库单元的部分器件装配工作，并把这些工作单元安装在MPS 的工作桌面上。

2. 气路连接

根据生产线工作任务对气动元件的动作要求和控制要求、连接气路。

3. 电路设计和电路连接

⑴根据控制要求，设计各单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。

⑵根据该生产线的网络控制要求，连接通信网络。

4. 程序编制和程序调试

⑴根据该生产线正常生产的动作要求和特殊情况下的动作要求，编写PLC 的控制程序和设臵步进电机、伺服电机驱动器参数及变频器参数。

⑵调试机械部件、气动元件、检测元件的位臵和编写的PLC 控制程序，满足设备的生产和控制要求。

三、各单元工作任务

MPS 模块化自动生产线各工作单元的安装位臵如图1所示。

设备参考布臵图如下:

图1 MPS 模块化自动生产线设备俯视图

空气过滤单元

供料单元

检测单元 机械手单元

PLC 及配套

模块、变频

器、伺服放大

器及配套连

接电缆、整机

通讯模块。校

方提供。 立体库单元

型材台板 触摸屏

校方提供

按钮模块 电源模块 过渡端子

安装导轨

走线槽 电磁阀岛

各单元工作任务：

（一）、供料单元任务

按提供的设备清单组成下述系统。

系统由工件（黑色与白色3种，其中白色有高低区分）、工件料仓、推料气缸及所属检测传感器、PLC 及通讯模块等构成。 ①工件料筒

②推料气缸 ③光纤传感器 ④固定圆盘（与工作台面连接）

1．根据自行拟制的系统电路原理图，将各传感器件及执行器件与PLC 连接。注意PLC 输入端采用共负接法。

2．利用台达PLC 编程软件编写单机调试程序。

3．调试单机动作，包括推料机构及传感器位臵定位；光纤放大器的分辨率调整（有工件时有输出、否则无输出）。

4．单机动作具体流程为单元启动后，首先判断料仓有无工件，有工件则由推料汽缸将工件推出（三种工件分为高白件、低黑件、低白件），然后推料汽缸缩回；料仓无工件时设备处于待机状态。

5．单机调试完成后，编制联机程序。

（二）、装配单元任务

按提供的设备清单组成下述系统。

系统由装配件、装配件料仓、推料气缸及所属检测传感器、旋转气缸及所属检测传感器、压紧气缸及所属检测传感器、PLC 及CC-Link 1

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