畢業(yè)設(shè)計(jì)——柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)-展示頁
2024-12-12 02:10本頁面
【正文】 設(shè)備的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性。生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控 制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握 PLC 技術(shù)及 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺 PLC（分布式 I/O）承擔(dān)其控制任務(wù)，各 分布式 I/O之間通過 S7400 大型 PLC 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。利用 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) ，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書力求采用項(xiàng)目教學(xué)的方法介紹本裝備所涉及的技術(shù)，使學(xué)生在知識的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用， PLC 的編程和組網(wǎng)能力，設(shè)備的安裝與調(diào)試等方面能收到較好的效果。 3 目 錄 第一章 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 考核裝備概述 5 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)的基本組成 5 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)的基本功能 6 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)的特點(diǎn) 6 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 7 技術(shù)參數(shù) 8 第二章 供料單元的結(jié)構(gòu)與功能 9 供料單元的功能 9 供料單元的結(jié)構(gòu)組成 9 氣動(dòng)控制回路 15 第三章 輸送單元的結(jié)構(gòu)與控制 16 輸送單元的功能 16 輸送 單元的結(jié)構(gòu)組成 17 氣動(dòng)控制回路 21 第四章 分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制 22 分揀單元的功能 22 分揀 單元的結(jié)構(gòu)組成 22 直流 電機(jī)控制回路 27 氣動(dòng)控制回路 28 第五章 搬運(yùn)單元的結(jié)構(gòu)與控制 29 搬運(yùn)單元的功能 29 搬運(yùn) 單元的結(jié)構(gòu)組成 29 氣動(dòng)控制回路 32 第六章 存儲機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與控制 34 存儲單元的功能 34 存儲 單元的結(jié)構(gòu)組成 34 4 元件描述 35 步進(jìn)電機(jī) 35 庫房 36 滾珠絲杠 36 氣動(dòng)控制回路 37 第七章 公共模塊與器件 38 按鈕控制板 38 工件 尺寸 40 控制掛板 40 繼電器 40 I/O 板 41 控制點(diǎn)端子排 43 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 44 氣源 48 第八章 結(jié)束語 49 本次課題取得的研究成果 49 本次課題取得的收獲 50 附圖 150 附圖 251 附圖 352 5 第一章 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 考核裝備概述 1 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng)的基本組成 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 實(shí)訓(xùn)考核裝備 在 （ 鋁合金導(dǎo)軌式 ）小車 實(shí)訓(xùn)臺 上安裝 有 供料機(jī)構(gòu)、輸送機(jī)構(gòu)、分揀機(jī)構(gòu)、機(jī)械手機(jī)構(gòu)、存儲機(jī)構(gòu) 等 5個(gè) 工作單元 組成，其外觀如圖 11 所示。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但 存儲機(jī)構(gòu) 的推料裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長行程、精確度高、多定位點(diǎn)等 特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。 在控制方面， 系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺 PLC（分布式 I/O）承擔(dān)其控制任務(wù)，各 分布式 I/O之間通過 S7400 大型 PLC 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。 2 柔性生產(chǎn)加工系 統(tǒng)的 基本功能 各個(gè)單元的基本功能如下： 供料機(jī)構(gòu)： 按照需要放置在料倉中的工件自動(dòng)的送出到物料臺上，以便 輸送單元 將其工件送入 分揀區(qū) 。 將 供料機(jī)構(gòu)已 送出到物料臺上 的 物料 夾取， 輸送并放置在分揀機(jī)構(gòu)的入料口。 分揀機(jī)構(gòu)：當(dāng)入口 傳感器檢測到有工件時(shí)，啟動(dòng)直流電機(jī)， 通過成品分揀裝置，將不合格產(chǎn)品分揀出軌道；合格產(chǎn)品順利通過分揀裝置到達(dá)分揀機(jī)構(gòu)的末端，進(jìn)入產(chǎn)品的 搬運(yùn) 階段。 存儲機(jī)構(gòu)：將 搬運(yùn) 到入庫口的合格產(chǎn)品，按不同貨料由 PLC 啟動(dòng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行到相應(yīng)倉庫入口，再由推料氣缸伸出； 將工件推入相應(yīng)倉庫的功能。由多個(gè)單元組成的系統(tǒng)， PLC 網(wǎng)絡(luò)的控制方案可以體現(xiàn)出自動(dòng)生產(chǎn)線的控制特點(diǎn)。其中， 要求有自行接線的（ 端子 模塊 與控制端子 接線 ） 之間的 連接方式 ，最大限度地滿足了綜合性實(shí)訓(xùn)的要求 。 總的來說， 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、 PLC 控制和組網(wǎng)和 步進(jìn)電機(jī)位置控制等。 4 柔性生產(chǎn)加工系 統(tǒng)的 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 利用 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 可以完成以下實(shí)訓(xùn) 任務(wù)： 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 能進(jìn)行機(jī)電設(shè)備安裝、 PLC 應(yīng)用技術(shù)、電氣控制技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)知識模塊的單項(xiàng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。 氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試： 氣動(dòng)方向控制回路的安裝；氣動(dòng)速度控制回路的安裝；擺動(dòng)控制回路的安裝；氣動(dòng)順序控制回路的安裝；氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝 。 整機(jī) 機(jī)械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力；機(jī) 電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力；電路安裝能力；氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力。 10% 50 Hz； 工作電壓：直流 24V/。 9 第二章 供料單元的結(jié)構(gòu)與 功能 1 供料單元的 功能 供料單元是 柔性生產(chǎn)加工系統(tǒng) 中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起 著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用 ，于 輸送 單元連接 。圖 21為供料單元實(shí)物的全貌。主要有 井式工件庫（ 至少能放置 10 個(gè)以上工件 ），直線氣缸（頂料氣缸與推料氣缸）， 10 傳感器（檢測物料是否到位），工件定位架， 按鈕， I/O 接口板， 電磁閥組， 供料整體機(jī)架等。 頂料缸推料缸料桶固定機(jī)架工件定位架工件底板氣缸固定孔工件導(dǎo)向槽推料件氣缸固定板工件定位架 圖 22 供料單元的機(jī)構(gòu)組成 圖 23 實(shí)驗(yàn)桌面元件 （ 1）工件推出與支撐及漏斗部分 該部分如圖 24所示。它主要由大工件裝料管、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開關(guān)組成。當(dāng)活塞桿在退回位置 時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而夾緊氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。 為了使氣缸的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，氣缸的作用氣口都安裝了限出型氣缸截流閥。截流閥上帶有氣管的快速接頭，只要將合適
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