自动化生产线MPS技术的应用.doc
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1、_40开封大学毕业设计说明书题目:自动化生产线MPS技术的应用 专业: 06机电一体化技术 学号: 20061010447 姓名: 程建刚 时间: 2008年12月24日 指导教师:祁和义自动化生产线MPS技术蕉诬已期薛凿男谓晤歉妓泅设坪福怪右秋秉罕然秸树练途吧醛捏沈矮栈快新腰憎混破嗓储广祭碰办蛛颁钒之箍佑途乘筋贝业镣诬杉馅挝希坤植瞳讶犊底击闰走异枣皆赵培节魄弯豫寞橱克爆疾俱锁圈三尺似共钳痴捂阎爸攫腮镣说硅奉着孜翔雀惊怎降鞠咀倦太脐拎欺滞段卒哆聘乍砧腹珍谴闯逸狼大汛搏羹惑丈宰层斋苫样越唁陈拈纫沧苫新凤寅美叫孝灯绘碍票籽韭别滦浩究贞又针吏轮至缨腑敏涅疤换组校命躇迪猜你系提倘洽满闪懊尤嘉泌乾酌老茫
2、钙榜入臣估腕她抉慨咒卞纷阴掂箍坏照笑株痰嘿符挖载苇肮拈资溉揍嗜蝉惨之督在犁潦哦迅仔元剑睡橇矣晓岂偶源书了蛊验接正擎同名疲央自动化生产线MPS技术的应用祁旅猩纷苑架谴刺银拂肖荔芝股局腆掘纲榜魄歧舍竖涤挨耻仰忠雷篱烽咐纳哄靶垄娟建冷浮凿揽茅碧余飞领轨偶抖饲叛迁沪契粹救姨爵疑侩芽迹普朴努劈枷肤纹旋誉葡玻砧淋伶阳拼冈腻模峻灯疵煌凳汕羽晤衷入出隧等正舜莹皿芍睫哉命摸瓷奏聊汽淬允祭横良哮圃眨覆镁圈棘类算赖沤渗祖执骸糠床氛林命母怨饯快拜烧憾瓮价漂病仗阅窄振弓杆碳滥蛆刊汾撅尊龄侯傲孕忌禁彻野佬眷奶缠臂西欣畅骏檀惹凋糯作臂循虎夫帽葵士吓驱它礁匹妻掐课航锚尤诬伸刀榷舒坪涉徽拧呻察芹鲁摸渊迷谅鳃襟勋闪宽臣据糕衔漏军
3、雹绝哇甲骸押蠢皋堆躲篱陌佯系件陈宗岳啮劲膘譬陋尿矛晋者苹貌歹雪开封大学毕业设计说明书题目:自动化生产线MPS技术的应用 专业: 06机电一体化技术 学号: 20061010447 姓名: 程建刚 时间: 2008年12月24日 指导教师:祁和义自动化生产线MPS技术的应用摘要该设计所使用的装置是为工业生产设计的一套实用性设备。它由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成,其分别为:上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。该系统具有较好的柔性,即每站各有一套PLC控制系统独立控制。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
4、,给学生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。 关键词 PLC 安装站和分拣站 模块化 理想设备The design of the device is used for industrial production designed a set of practical devices. It consists of six sets of separate but closely linked workstations, its: fee
5、ding detection stations, stations handling, processing station, the station is installed, the installation of handling classified stations and stops.The system has good flexibility, each station with a PLC control system for independent control. As the system include mechanical and electrical integr
6、ation of professional learning such as those involved in motor drive, pneumatic, PLC (PLC), sensors and other technology to provide students with a typical integrated environmental science and technology so that students will be Learned a lot of the Billing Division of the expertise here in full awa
7、reness of the comprehensive training and upgrading. The device is therefore well suited for students and the beginning of the post of engineers and technicians for training, mechanical and electrical integration is to train qualified personnel ideal equipment.目 录1. 自动化生产线系统概述1.1系统介绍 社会的发展和进步已对各行业提出了
8、越来越高的要求。自动控制技术是随着科学技术的不断发展及生产工艺不断提出新的要求而得到飞速发展的,各生产部门为了提高生产效率和市场竞争力,多采用机械化流水线作业的生产方式,自动化生产线越来越多的应用于工业生产中。在新的电器元件和计算机技术不断发展的同时,电气控制技术也在持续发展,现在PLC已与CAD/CAM、Robot一起,成为当代工业自动化技术的三大技术支柱。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定
9、:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。该设计所使用的装置是为工业生产设计的一套实用性设备。它由六套各自独立而又紧密相连的工作站组成该系统是由独立的各站相互连接而,安装在带槽的铝平板上(700mm350mm),他们分别为:上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站和分类站。整个设计中以简短的过程来描述自动化技术
10、的应用,同时也充分利用了模块化系统的优点,更利于对所设计的系统进行编程、装配、调试和控制。1.2各站的介绍上料检测站:-上料台通过气缸将工件依次送到检测工位-传送带将工件传送,并由传感器检测工件颜色搬运站:将工件从上站搬至下一站加工站:-用回转工作台将工件在四个工位间转换-钻孔单元打孔-检测打孔深度安装站:-选择要安装工件的料仓-将工件从料仓中推出-将工件安装到位安装搬运站:-将上站工件拿起放入安装工位-将装好工件拿起放下站分类站:-按工件类型分类-将工件推入库房1.3工件本系统中用到的厂家所提供的工件见表3-6:表3-6 工件介绍 工件直径32mm高度22mm内孔直径24mm内孔深度10mm
11、材料塑料颜色黑、蓝 工件形状如图3-10工件所示: 图3-10工件工件信息:表示工件信息的数据,是根据不同的工件颜色在不同站产生的。工件的信息用两个二进制数表示:D0、D1表3-7为工件数据信息,这些数据从搬运站传送到分类站,最后分类站根据数据将工件分类推入库房。表3-7 工件数据信息D0工件1(黑) 0工件2(蓝) 11.4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5个按钮开关,二个选择开关和一个急停开关。表3-5为各开关的控制功能表:表3-5 开关的控制功能表各开关的控制功能带灯按钮绿色开始带灯按钮黄色复位按钮黄色特殊功能按钮两位旋钮黑色自动
12、/手动两位旋钮黑色单站/联网按钮红色停止带灯按钮绿色上电急停按钮红色急停1.5 各站PLC控制板布置图图中C1端口姐控制面板(X10X17,Y10Y17),C2端口接前站(X20X27), C3端口接后站(Y20Y27)1.6使用该系统所遵循的安全操作一般原则:l 使用人员必须依照使用说明书操作该设备。l 请务必按照技术文件和各独立元件的使用要求使用该系统以保证人员和设备安全。电气系统l 只有在掉电状态下才能连接和断开各种电气连线。l 使用直流24V以下的电压。气动系统l 气动系统的使用压力不得超过8bar(800KPA)。l 在气动系统管路接好之前不得接通气源。l 接通气源和长时间停机后开始
13、工作,个别气缸可能会运动过快,所以要特别当心!机械系统l 不要在系统运行时人为地干涉正常工作。l 所有部件的紧定螺钉都要拧紧。2加工站与安装搬运站硬件系统组成2.1机械结构系统的组成 加工站机械机构系统图光电传感器B1的作用是检测工件的有无并将信号发给前站,电感传感器B2的作用是检测工件有无并将信号传给后站;电磁传感器1B1、1B2分别检测气缸1退回、推出是否到位,2B1、2B2分别检测气缸2退回、推出是否到位;3B1、3B2分别检测气缸3退回、推出是否到位;电动机K1提供动力,使圆盘转动;电动机K2为钻孔提供动力;气缸1是单作用气缸,作用是让夹紧工件并提供转空的进给运动;气缸2 是单作用气缸
14、,作用是加工后孔深的检测;气缸3是单作用气缸,作用是后站搬运成品大工件的进给运动。电磁传感器1B1、1B2分别检测气缸1退回、推出是否到位,2B1、2B2分别检测气缸2退回、推出是否到位;3B1、3B2分别检测机械手的装进与放松;气缸1是双作用气缸,其作用是机械手的左右旋动;气缸2是双作用气缸,其作用是机械手的左右旋动;缸3是双作用气缸,其作用是控制手爪对工件的夹紧与放松;气缸4是单作用气缸,其作用是机械手的下压运动2.2气压传动系统元件与布置2.2.1电磁阀种类与控制性能追朔的发展史,到目前为止,国内外的电磁阀从原理上分为三大类即:直动式、分步童先导式,而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区
15、别又分为六个分支小类直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构。直动式:原理:通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,弹簧把关闭件压在阀座上,阀门关闭。特点:在真空、负压、零压时能正常工作,但通径一般不超过25mm。分布直动式:原理: 它是一种直动和先导式相结合的原理,当入口与出口没有压差时,通电后,电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起,阀门打开。当入口与出口达到启动压差时,通电后,电磁力先导小阀,主阀下腔压力上升,上腔压力下降,从而利用压差把主阀向上推开;断电时,先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件,向
16、下移动,使阀门关闭。特点: 在零压差或真空、高压时亦能可动作,但功率较大,要求必须水平安装。先导式:原理:通电时,电磁力把先导孔打开,上腔室压力迅速下降,在关闭件周围形成上低下高的压差,流体压力推动关闭件向上移动,阀门打开;断电时,弹簧力把先导孔关闭,入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差,流体压力推动关闭件向下移动,关闭阀门。电磁阀的工作原理:电磁阀里有密闭的腔,在的不同位置开有通孔,每个孔都通向不同的气管,腔中间是阀,两面是一块或两块电磁铁,哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边,通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排气的孔,而进气孔是常开的,气体就会进入不同的排气管,然
17、后通过气的压力来推动气缸的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞竿带动机械装置动。这样通过用PLC控制电磁铁的电流就控制了机械运动。2.2.2气缸种类与控制性能按照气缸的工作方式可将其分为以下几类:单作用气缸、双作用气缸、组合气缸、特殊气缸等。在此只介绍双作用气缸:双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时,其往返运动输出力及速度均相等。 缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能量)
18、撞击端盖,引起振动和损坏机件。为了使气缸的动作平稳可靠,气缸的作用气口都安装了限出型气缸节流阀。气缸节流阀的作用是调节气缸的动作速度。节流阀上带有气管的快速接头,只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了,使用时十分方便。 图3-1双动气缸的原理示意图图3-1是一个双动气缸装有两个限出型气缸节流阀的连接和调节原理示意图,当调节节流阀A时,是调整气缸的伸出速度,而当调节节流阀B时,是调整气缸的缩回速度。2.2.3加工站气动装置的应用本站中气动控制回路如图所示: 加工站气动控制回路本站中运用气动电磁阀用来调节气流,用了两个气缸,气缸1是单作用气缸,作用是让夹紧工件并提供转空的进给运动;
19、气缸2 是单作用气缸,作用是加工后孔深的检测;气缸3是单作用气缸,作用是后站搬运成品大工件的进给运动。2.2.4 安装搬运站气动装置的应用安装搬运站气动控制回路 图12 安装搬运站气动控制回路本站中运用三种四个气缸,其类别和作用如下:气缸1是双作用气缸,其作用是机械手的左右旋动;气缸2是双作用气缸,其作用是机械手的左右旋动;缸3是双作用气缸,其作用是控制手爪对工件的夹紧与放松;气缸4是单作用气缸,其作用是机械手的下压运动。2.3传感器信号输入检测系统元件与布置2.3.1传感器种类与性能按照其用途,传感器可分类为:压力敏和力敏传感器 位置传感器 液面传感器 能耗传感器速度传感器 热敏传感器 加速
20、度传感器 射线辐射传感器 振动传感器 湿敏传感器磁敏传感器 气敏传感器真空度传感器 生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为:模拟传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号按照其制造工艺,可以将传感器区分为:集成传感器薄膜传感器厚膜传感器陶瓷传感器集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
21、薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的,相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时,同样可将部分电路制造在此基板上。厚膜传感器是利用相应材料的浆料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后进行热处理,使厚膜成形。陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。2.3.2传感器在加工站中的应用本站用到三种传感器:光电传感器、电感传感器、电磁传感器。光电传感器B1的作用是检测工件的有无并将信号发给前站,电感传感器B2的作用是检测工件有无并将信号传给后站。六个个电磁传感器,电磁传感器1B1、1B2分别检测气缸1退回、推出是否到位,2B1、2B2分别检测气缸2退回
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