[精选]MPS自动生产线实训设备概述(PPT 33页).pptx
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1、第一章第一章 MPS自动生产线实训设备自动生产线实训设备概述概述 1.1 机电一体化技术机电一体化技术1.2 MPS教学系统简介教学系统简介1.1 机电一体化技术机电一体化技术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开展机电一体化技术是以大规模集成电路和微电子技术高度开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
2、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。合应用的技术。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,到处理单元的控制下协调有序地工作,有机地融合在一起,到达预期的功能。因此,机电一体化技术是在高性能、高质量、达预期的功能。因此,机电一体化技术是在高性能、高质
3、量、高可靠性的意义上的实现特定功能的系统工程。高可靠性的意义上的实现特定功能的系统工程。机电一体化的主要技术特征有: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。统的微型计算机控制的形式出现。下一页返回1.1 机电一体化技术机电一体化技术2在一个具体的物理单元中,在不同子系统空间上的集成。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。功能取代了许多操
4、作人员的推理和判断。4柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求,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。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。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。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在机电一体化技术中,设计思想与制造技术紧
5、密联系在一起,二者是并行开展的。一起,二者是并行开展的。1.1.2 机电一体化的分类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开展机电一体化技术随着微电子技术及其他相关技术的迅速开展上一页 下一页返回1.1 机电一体化技术机电一体化技术而在不断地开展着,其应用领域也在不断扩大,并形成了种而在不断地开展着,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: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、发动机控制系统能和多功能的系统
6、,如数控机床、机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。和自动洗衣机等。2用电子设备局部置换机械控制结构形成的产品,如电子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。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、与电子设备有机结合的信息设备,如电报机、机、打机、打印机、复印机、录音机、磁盘存储器及办公自动化设备等。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
7、等。钟、电子计算机、电子秤、电子交换机和电子计费器等。5与电子设备有机结合的检测系统,如自动探伤机、形状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、识别装置、CT扫描仪和生物化学分析仪等。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。机床、线切割放电加工机、激光测量机和超声波缝纫机等。上一页 返回1.2 MPS教学系统简介教学系统简介1.2.1 概述概述模块化生产培训系统模块化生产培训系统Modular Production training Syst
8、em,MPS是由上海英集斯自动化技术研制的教学设备。是由上海英集斯自动化技术研制的教学设备。MPS表达了机电一体化技术的实际应用。表达了机电一体化技术的实际应用。MPS是一套开放式的设备,用户可以根据自己的需要选择设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。目前最多可由备组成单元的数量、类型。目前最多可由9个单元组成,一个个单元组成,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表达自动生产线的控制特点。产系统可以表达自动生产线的控制特点。在由多个在由多个MPS工作单元组成的系统中,综合应用了
9、多种技术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、电力电子技术、传感器应用技术、PLC控制技术、组态控制技术、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
10、缩短理论论应用到实际,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。教学与实际应用之间的距离。下一页返回1.2 MPS教学系统简介教学系统简介1.2.2 MPS的基本组成的基本组成多个单元组成的多个单元组成的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。如产加工流水线的工作过程。如图图1-1所示。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
11、机构,这些执行机构的运动位置都可以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。通过安装在其上面的传感器的信号来判断。在在MPS设备上应用多种类型的传感器,分别用于判断物体的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。一,是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面,在控制方面,MPS设备采用设备采用P
12、LC进行控制,用户可根据需要进行控制,用户可根据需要选择不同厂家的选择不同厂家的PLC上海英集斯公司主要使用三菱公司的上海英集斯公司主要使用三菱公司的FX2N系列系列PLC、西门子公司的、西门子公司的S7-200系列系列PLC和和S7-300系列系列PLC。上一页 下一页返回1.2 MPS教学系统简介教学系统简介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,然后再通过编写过程,然后再通过编写PLC控制程序实现该工艺过程,从而控制程
13、序实现该工艺过程,从而实现对实现对MPS设备的控制。设备的控制。1.2.3 MPS的基本功能的基本功能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,模拟一个什么样的生产加工控制过程,MPS作为一条自作为一条自动生产流水线具有怎样的操作运行模式等,学生都可根据自动生产流水线具有怎样的操作运行模式等,学
14、生都可根据自己的理解,运用所学理论知识,设计出己的理解,运用所学理论知识,设计出PLC控制程序,使控制程序,使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。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。本功能的基础上进行流程编排设计。图图1-2为上料检测单元。为上料检测单元。上一页 下一页返回1.2 MPS教学系统简介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
15、触摸屏或组态其颜色,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。控制作为整个系统的主站。PLC主机:西门子主机:西门子S7系列。系列。扩展模块:扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。网络。组成模块:回转料斗、提升装置、光电识别组件。组成模块:回转料斗、提升装置、光电识别组件。图图1-3为供料单元。为供料单元。功能简介:为加工过程逐一提供加工工件。由双作用气缸从功能简介:为加工过程逐一提供加工工件。由双作用气缸从料仓中逐一推出工件,转换模块上的真空吸盘将工件吸起,料仓中逐一推出工件,转换模块上的真空吸盘将工件吸起,在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位
16、置。在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作站的传输位置。PLC主机:西门子主机:西门子S7系列。系列。扩展模块:扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。网络。组成模块:真空组件、旋转模块、供料模块。组成模块:真空组件、旋转模块、供料模块。图图1-4为检测单元。为检测单元。上一页 下一页返回1.2 MPS教学系统简介教学系统简介功能简介:检测加工工件的各种特性,如颜色、材质、高度功能简介:检测加工工件的各种特性,如颜色、材质、高度等。等。PLC主机:西门子主机:西门子S7系列。系列。扩展模块:扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。网络。组成模块:工件高度检测模块、提升模块、工件
17、材质及颜色组成模块:工件高度检测模块、提升模块、工件材质及颜色识别组件。识别组件。图图1-5为加工单元。为加工单元。功能简介:工件将在旋转平台上被检测及加工。通过具有四功能简介:工件将在旋转平台上被检测及加工。通过具有四个工位的加工旋转平台,进行加工模拟,并进行加工质量的个工位的加工旋转平台,进行加工模拟,并进行加工质量的模拟检测。模拟检测。PLC主机:西门子主机:西门子S7系列。系列。扩展模块:扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。网络。组成模块:旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件。组成模块:旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件。图图1-6为搬运单元。为搬运单元。上一页 下一页返
18、回1.2 MPS教学系统简介教学系统简介功能简介:该搬运单元由无杆气缸、椭圆形活塞气缸和夹爪功能简介:该搬运单元由无杆气缸、椭圆形活塞气缸和夹爪等部件组成,通过移动、上下伸缩、抓取等动作,将前一单等部件组成,通过移动、上下伸缩、抓取等动作,将前一单元上的工件传入下一执行单元。元上的工件传入下一执行单元。PLC主机:西门子主机:西门子S7系列。系列。扩展模块:扩展模块:PPI、MPI、Profibus网络。网络。组成模块:提升模块、气动夹爪组件、直线运动无杆缸。组成模块:提升模块、气动夹爪组件、直线运动无杆缸。图图1-7为安装单元。为安装单元。功能简介:该单元提供两色小工件,气缸将料仓中的两色小
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