MPS自动生产线实训

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第一章 MPS自动生产线实训设备 概述
1.1 机电一体化技术 1.2 MPS教学系统简介
1.1 机电一体化技术
1.1.1 机电一体化技术的基本概念
机电一体化技术是以大规模集成电路和微电子技术高度发展 并向传统机械工业领域迅速渗透,机械、电子技术高度结合 的现代工业为基础,将机械技术、电力电子技术、微电子技 术、信息技术、传感测试技术、接口技术等有机地结合并综 合应用的技术。
1.1.2 机电一体化的分类
机电一体化技术随着微电子技术及其他相关技术的迅速发展
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1.1 机电一体化技术
而在不断地发展着,其应用领域也在不断扩大,并形成了种 类繁多的机电一体化产品,主要种类有:
(1)在原有的机械本体上采用了电子控制设备,实现了高性 能和多功能的系统,如数控机床、机器人、发动机控制系统 和自动洗衣机等。
(4)柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求, 适应各种环境。
(5)采用微处理器控制的系统,易于增加或改变功能,而无 须增加硬件成本。
(6)控制功能采用电力电子技术、微电子技术、计算机控制 技术来实现,因此,对用户来说,机电一体化系统的内部运 行机制是隐蔽的。
(7)在机电一体化技术中,设计思想与制造技术紧密联系在 一起,二者是并行发展的。
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1.2 MPS教学系统简介
MPS设备的硬件结构是相对固定的,但学生可以根据自己对 设备的理解、对生产加工工艺的理解,编写一定的生产工艺 过程,然后再通过编写PLC控制程序实现该工艺过程,从而 实现对MPS设备的控制。
1.2.3 MPS的基本功能
MPS设备给学生提供了一个半开放式的学习环境,虽然各个 组成单元的结构已经固定,但是,设备的各个执行机构按照 什么样的动作顺序执行,各个单元之间如何配合,最终使 MPS模拟一个什么样的生产加工控制过程,MPS作为一条自 动生产流水线具有怎样的操作运行模式等,学生都可根据自 己的理解,运用所学理论知识,设计Baidu NhomakorabeaPLC控制程序,使 MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。
MPS系统中每个单元都具有最基本的功能,学生可在这些基 本功能的基础上进行流程编排设计。
图1-2为上料检测单元。
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1.2 MPS教学系统简介
功能简介:完成整个系统的上料工作,将工件输出,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 控制作为整个系统的主站。
PLC主机:西门子S7系列。 扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。 组成模块:回转料斗、提升装置、光电识别组件。 图1-3为供料单元。 功能简介:为加工过程逐一提供加工工件。由双作用气缸从
在MPS设备上应用多种类型的传感器,分别用于判断物体的 运动位置、物体的通过状态、物体的颜色、物体的材质和物 体的高度等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之 一,是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面,MPS设备采用PLC进行控制,用户可根据需要 选择不同厂家的PLC(上海英集斯公司主要使用三菱公司的 FX2N系列PLC、西门子公司的S7-200系列PLC和S7-300系列 PLC)。
(5)与电子设备有机结合的检测系统,如自动探伤机、形状 识别装置、CT扫描仪和生物化学分析仪等。
(6)利用电子设备代替机械本体工作的系统,如电火花加工 机床、线切割放电加工机、激光测量机和超声波缝纫机等。
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1.2 MPS教学系统简介
1.2.1 概述
模块化生产培训系统(Modular Production training System ,MPS)是由上海英集斯自动化技术有限公司研制的教学设 备。MPS体现了机电一体化技术的实际应用。
机电一体化的主要技术特征有: (1)机械技术、电子技术和信息技术的功能交互,以机械系
统的微型计算机控制的形式出现。
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1.1 机电一体化技术
(2)在一个具体的物理单元中,在不同子系统空间上的集成 。
(3)机电一体化系统控制功能的智能化,越来越先进的控制 功能取代了许多操作人员的推理和判断。
MPS是一套开放式的设备,用户可以根据自己的需要选择设 备组成单元的数量、类型。目前最多可由9个单元组成,一个 单元亦可自成一个独立的控制系统,而由多个单元组成的生 产系统可以体现自动生产线的控制特点。
在由多个MPS工作单元组成的系统中,综合应用了多种技术 知识,如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等 )、电力电子技术、传感器应用技术、PLC控制技术、组态 控制技术和信息技术等。利用该系统可以模拟一个与实际生 产情况十分接近的控制过程,使学生处在一个非常接近于实 际的教学设备环境中。学生在学习过程中可以很自然地将理 论应用到实际,实现理论与实践的完美结合,从而缩短理论 教学与实际应用之间的距离。
(2)用电子设备局部置换机械控制结构形成的产品,如电子 缝纫机、电子打印机、自动售货机和电子电动机等。
(3)与电子设备有机结合的信息设备,如电报机、传真机、 打印机、复印机、录音机、磁盘存储器及办公自动化设备等 。
(4)用电子设备全面置换机械结构的信息处理系统,如石英 钟、电子计算机、电子秤、电子交换机和电子计费器等。
在综合应用这些技术时,要根据系统的功能目标和优化组织 结构的目标,合理配置布局驱动系统、控制系统、传感检测 系统、信息的传输与接收系统、执行机构等,并使它们在微 处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起,达 到预期的功能。因此,机电一体化技术是在高性能、高质量 、高可靠性的意义上的实现特定功能的系统工程。
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1.2 MPS教学系统简介
1.2.2 MPS的基本组成
多个单元组成的MPS系统可以较为真实地模拟出一个自动生 产加工流水线的工作过程。如图1-1所示。
其中,每个工作单元都可以自成一个独立的系统,同时也都 是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构主要是气动 执行机构和电机驱动机构,这些执行机构的运动位置都可以 通过安装在其上面的传感器的信号来判断。
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