自動生產(chǎn)線安裝調(diào)試與維修一體化教室論證報告
自動生產(chǎn)線安裝調(diào)試與維修一體化教室建設(shè)宗旨為滿足“實訓(xùn)、培訓(xùn)、集訓(xùn)、”于一體的需求，論證主要從滿足上述三位一體的需求出發(fā)，具體如下：
一、建設(shè)宗旨：滿足“實訓(xùn)、培訓(xùn)、集訓(xùn)”于一體，同時滿足上述三個需求。
二、一體化教室主要設(shè)備功能及服務(wù)要求
（1）模塊化結(jié)構(gòu)，單站獨立運行，多站聯(lián)調(diào)運行。滿足學(xué)生日常教學(xué)同時開設(shè)組數(shù)多的問題，可同時盡量多的學(xué)生同時實訓(xùn)。不同的學(xué)生可調(diào)試不同的站，再多站協(xié)助聯(lián)調(diào)。
（2）控制器為西門子目前主流控制器，高低搭配1500系列及1200系列，主要執(zhí)行器件選用西門子及費斯托等高可靠器件，向現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)看齊。
依據(jù)：我�，F(xiàn)有設(shè)備的控制器為西門子S7200系列及配套的STEP7編程軟件，技術(shù)落后，目前已經(jīng)全球性停產(chǎn)，市場主流控制器為1500系列及1200系列，配套先進(jìn)的博圖編程仿真軟件；各類大賽用控制器皆為1500系列及1200系列；
（3）設(shè)備的功能：完成對生產(chǎn)加工系統(tǒng)的規(guī)劃、組裝、編程、調(diào)試、操作、維修及系統(tǒng)糾錯。
依據(jù)：新購的設(shè)備與目前我校有多套老舊的生產(chǎn)線安裝調(diào)試與維修基礎(chǔ)功能一致。新設(shè)備有新技術(shù)、新器件，完成的基本功能一致。
（4）設(shè)備的主要配置要求：
包含：上料檢測單元,搬運、傳送帶站, 加工單元, 搬運單元, 分類倉儲單元, 主控單元。
三、場地規(guī)劃及效果圖
以滿足6組12個工位的實訓(xùn)要求配置（可根據(jù)實際需求調(diào)整）
（1）實訓(xùn)區(qū)：每個工位占地 10.5平米(3mx3.5m)，標(biāo)明工位號，并配備工作臺（1.5mx0.75m） 2 張、凳子2 把、接線板 2 個。賽場每個工位配 220V 單相交流電源最小 5A 輸出(兩個 3P 插座)。提供氣源壓力為 0.6～1.0Mpa 的 6mm 快插接口一個，整個實操區(qū)域提供一套86寸智能交互平板用于競賽使用。
（2）理論教學(xué)區(qū)：配套文件柜，教學(xué)黑板及教師講臺
DBMES-01 MPS模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)(六站)
一、產(chǎn)品概述：
模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電一體化、自動化類產(chǎn)品，它是為職業(yè)院校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的，它適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計算機(jī)控制、自動化控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。它接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上雙針對實訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行了專門設(shè)計，強(qiáng)化了各種控制和工程實踐能力。系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動、電機(jī)驅(qū)動與控制、PLC、變頻器、觸摸屏、傳感器等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實踐、課程設(shè)計及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。
(參考圖)
1、輸入電源：單相三線AC220V ±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、裝置容量：＜1.5kVA
4、設(shè)備外型尺寸：2820mm×1720mm×1400mm
5、單站工作臺尺寸：860mm×470mm×1400mm
三、系統(tǒng)組成：
（一）上料檢測單元
由料斗、回轉(zhuǎn)臺、貨臺、螺旋導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、直流減速電機(jī)（10W/24V 5r/m）、光電開關(guān)、電氣安裝板等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到搬運工位。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz /DC24V 2A | 1 |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | |
| PLC模塊 | 西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口 | 1 |
| 直流減速電機(jī) | 10W/24V 5r/m | 1 |
| 檢測傳感器 | 光電漫反射 檢測距離50-300mm、磁感式 | 4 |
1、第一站傳感器實驗
2、第一站機(jī)械安裝調(diào)試實驗
3、電氣回路實驗
4、PLC基本指令學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用實驗
5、第一站上料程序控制實驗
6、第一站系統(tǒng)故障檢測實驗
7、第一、二站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
（二）搬運、傳送帶站
傳送帶站
由輸送帶、檢測機(jī)構(gòu)、推料氣缸、分揀料槽、交流電動機(jī)、變頻器、同步帶輪、光電傳感器、色標(biāo)傳感器等組成，主要完成對工件的輸送及分揀。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 2A | 1 |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | |
| PLC模塊 | 西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口 | 1 |
| 變頻器 | V20 0.37KW 220V | 1 |
| 不回轉(zhuǎn)氣缸 | 行程 100mm | 1 |
| 旋轉(zhuǎn)氣缸 | 90° | 2 |
| 標(biāo)準(zhǔn)氣缸 | 4 | |
| 傳送帶 | 電機(jī)、皮帶套件 | 1 |
| 檢測傳感器 | 光電、光纖、磁感式、色標(biāo) | 15 |
1、第二站氣動元件和回路學(xué)習(xí)
2、第二站傳感器實驗
3、第二站機(jī)械安裝調(diào)試實驗
4、電氣回路實驗
5、PLC基本指令學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用實驗
6、第二站工件傳送程序控制實驗
7、第二站系統(tǒng)故障檢測實驗
8、第二、三站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
（三）加工單元
由旋轉(zhuǎn)工作臺、平面推力軸承、直流減速電機(jī)（10W/24V 5r/m）、刀具庫（3種刀具）、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、光電傳感器、轉(zhuǎn)臺到位傳感器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、電氣掛板等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。工件在旋轉(zhuǎn)平臺上被檢測及加工。旋轉(zhuǎn)平臺由直流電機(jī)驅(qū)動。平臺的定位由繼電器回路完成，通過電感式傳感器檢測平臺的位置。工件在平臺并行完成檢測及鉆孔的加工。在進(jìn)行鉆孔加工時，夾緊執(zhí)行件夾緊工件。加工完的工件，通過電氣分支送到下一個工作站。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 工作臺面 | 860mm×470mm | 1 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 2A | 1 |
| 工作氣壓 | 0.5Mpa | |
| PLC模塊 | 西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口 | 1 |
| 直流減速電機(jī) | 10W/24V 5r/m | 1 |
| 步進(jìn)電機(jī) | 三相2.8A 步距角1.2° | 1 |
| 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 | DM556 DC18-50V供電 ,10000脈沖/圈 | 1 |
| 雙導(dǎo)桿氣缸 | 行程：40mm | 1 |
| 單桿氣缸 | 行程：50mm | 2 |
| 檢測傳感器 | 光電、電感、磁感式 | 8 |
1、第三站氣動元件學(xué)習(xí)
2、第三站傳感器實驗
3、第三站機(jī)械安裝調(diào)試實驗
4、電氣回路實驗
5、PLC基本指令學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用實驗
6、第三站多工位工作臺程序控制實驗
7、第三站系統(tǒng)故障檢測實驗
8、第三、四站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
（四）搬運單元
由機(jī)械手、直線移動機(jī)構(gòu)、無桿氣缸、薄型氣缸、單桿氣缸、平行氣夾、工業(yè)導(dǎo)軌、電氣安裝板等組成，主要完成對工件的提取及搬運。提取裝置上的氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據(jù)前站的工件信息結(jié)果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標(biāo)準(zhǔn)，工件可以被直接傳輸?shù)较乱粋�工作單元。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 2A | 1 |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | |
| PLC模塊 | 西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口 | 1 |
| 直線滑臺 | 行程：600mm | 1 |
| 單桿氣缸 | 行程：30mm | 1 |
| 不回轉(zhuǎn)氣缸 | 行程：50mm | 1 |
| 平行氣夾 | 缸徑:16mm | 1 |
| 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 | 64細(xì)分 DM556 | 1 |
| 步進(jìn)電機(jī) | 1.5A 角距：1.8度 | 1 |
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 8 |
1、第四站氣動元件和回路學(xué)習(xí)
2、第四站傳感器實驗
3、第四站機(jī)械安裝調(diào)試實驗
4、電氣回路實驗
5、PLC基本指令學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用實驗
6、第四站機(jī)械手搬運程序控制實驗
7、第四站系統(tǒng)故障檢測實驗
8、第四、五站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
（五）分類倉儲單元
由步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、滾株絲桿、立體庫、推料氣缸、電感傳感器、電磁閥、電氣安裝板等組成。主要完成對成品工件分類存儲。
主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 |
| 工作臺面 | 860mm× 470mm | 1 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 2A | 1 |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | |
| PLC模塊 | 西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口 | 1 |
| 伺服控制器 | SG-15A | 2 |
| 伺服電機(jī) | 60SY | 2 |
| 單桿氣缸 | 行程：50mm | 1 |
| 滾珠絲桿 | 行程≥370mm | 2 |
1、第五站氣動元件和回路學(xué)習(xí)
2、第五站機(jī)械安裝調(diào)試實驗
3、電氣回路實驗
4、PLC基本指令學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用實驗
5、第五站工件分類程序控制實驗
6、第五站系統(tǒng)故障檢測實驗
7、第五和主控站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
8、全部五站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗
9、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制實驗
（六）主控單元：
主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。總線結(jié)構(gòu)采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，使各站之間的控制信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r相互交換。
1、主要技術(shù)指標(biāo)：
| 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 |
| 觸摸屏 | 昆侖通態(tài)TPC7062TI 7英寸 | 1 | 臺 |
| 西門子S7-1500主機(jī) | CPU 1511-1 PN | 1 | 臺 |
| 存儲卡：4 MB | 1 | 臺 | |
| S7-1500 安裝導(dǎo)軌：160 mm | 1 | 臺 | |
| PM1507：額定輸入電壓 120 V / 230 V AC 自適應(yīng)，輸出24 V / 3 A | 1 | 臺 | |
| 工業(yè)交換機(jī) | 臺灣 MOXA EDS-208 8端口 | 2 | 臺 |
當(dāng)5個單元全部進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時，管理員能夠通過組態(tài)監(jiān)控機(jī)中各種組態(tài)按鈕方便的控制整個系統(tǒng)的運行、停止等。每個單元的工作狀態(tài)以及工件的材質(zhì)、顏色等在監(jiān)控畫面上也能夠清楚的看到。
（八）配件
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 | 備注 |
| 1 | 工件 | 白色工件 | 12 | 只 | |
| 2 | 藍(lán)色、紅色工件 | 8 | 只 | ||
| 3 | 黑色工件 | 12 | 只 | ||
| 4 | PLC編程電纜 | 5 | 套 | ||
| 5 | PLC編程軟件 | 博圖V13 MCGS | 1 | 套 | |
| 6 | 配套工具 | 工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（9把） | 1 | 套 | |
| 7 | 配套光盤 | 使用手冊、程序等 | 1 | 套 | |
| 8 | 空氣壓縮機(jī) | 靜音空氣壓縮機(jī) | 1 | 臺 | 靜音 |
四、實訓(xùn)項目：
1、了解傳感器的應(yīng)用
2、觀察氣動元件的應(yīng)用
3、掌握PLC控制技術(shù)
模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)八個工作站各自都有一套PLC主機(jī)，可分成八個完全獨立的工作站進(jìn)行實訓(xùn)，在對各單元生產(chǎn)工藝和電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成熟悉后，通過PLC編程可完成：
1）系統(tǒng)故障檢測
2）工件上料程序控制
3）工件搬運程序控制
4）工件檢測程序控制
5）工件搬運安裝程序控制
6）工件安裝程序控制
7）工件分類程序控制
8）多工作工位程序控制
9）工作單元聯(lián)網(wǎng)程序控制
10）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制
11）機(jī)械手搬運控制
12）成廢品分揀控制
13）變頻調(diào)速控制
14）傳輸帶控制等
4、電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試
5、機(jī)械系統(tǒng)安裝調(diào)試
6、電機(jī)驅(qū)動調(diào)試
7、系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測技術(shù)