柔性生产加工自动化生产制造实训系统

EAPS100柔性生产加工自动化生产制造实训系统

    一、概述

EAPS100型生产加工系统是一套完全工业级的自动化生产制造系统，包括PLC、传感器、变频电机、步进电机、伺服电机、同步电机、气动、机械运输结构等主要元件。整个生产线能够实现工件存储、工件上料、工件加工、工件检测、工件搬运、工件存储、立体仓库等多种复杂功能。

EAPS100包括了了四个模块化工作单元和一套环行流水线单元，四个单元分别为：工件存储与供料工作单元、液压控制与加工单元、直线坐标机器人组装单元、成品存储与立体仓库单元。

 

二、系统详细说明

2．1工件存储与供料工作单元

l        单元功能：

    本工作单元实现工件的存储、转移和工件运输功能，工件供应单元是整套系统的起始单元，它利用料仓下方的双作用气缸将加工工件从料仓取出，并将其转移到旋转转盘，步进电机带动转盘转动90度到达钢珠料仓单元，钢珠料仓将钢珠自动送出，到达工件中央孔，完成装配功能；然后转盘再旋转90度后停止，光电传感器进行工件到位与否检测，检测到位后转移机械臂利用上下机械手将工件夹住，这样经过气缸和传输机构配合将工件输送到环行流水线小车上，经过流水线运输到下一个工作单元。本单元配置一套SIEMENS S7-226 PLC系统，单元通过PROFIBIS网络与另外单元进行通讯。

该站可单独完成PLC综合编程、气动技术综合使用、传感器技术、步进电机综合控制、同步电机、机械安装与调试技术、电气控制技术等各项训练。也可与别的工作站组合在一起，完成复杂的工业系统的综合训练。

l        单元图片

l        单元实验内容：

1)        电容传感器电气原理和接线实验；

2)        光电传感器电气原理和接线实验；

3)        磁性传感器电气原理和接线实验；

4)        机械限位传感器电气原理和接线实验；

5)        PLC与电容、光电、磁性、机械传感器综合实验；

6)        PLC综合编程使用实验；

7)        HMI触摸屏人机界面开发实验；

8)        HMI触摸屏人机界面与PLC通讯实验；

9)        组态软件开发实验；

10)     组态软件与PLC通讯实验；

11)     步进电机原理、接线和维护实验；

12)     步进电机与PLC单段速控制编程实验；

13)     步进电机与PLC定位编程实验；

14)     气动原理与气动接线实验；

15)     转移机械手综合编程控制实验；

16)     整套装置全自动控制编程课程；

l        单元技术参数：

*供电电源：220VAC +-15%；

*工作环境：洁净空气；

*压缩空气压力：0~8BAR

 

2．2液压控制与加工单元

l        单元功能：

本单元配置全套液压控制系统，实现液压的冲压加工功能，配置全套液压控制系统，实现液压的冲压功能。上一站工件到达后，转移底盘将工件运送到冲压装置底部，冲压缸下压，将两个工件加工为一个半成品，然后经过转移底盘将半成品送出，本单元还设置半成品检测传感器，以检查是否加工合格。

该站可单独完成PLC综合编程、液动技术综合使用、传感器技术、步进电机综合控制、单相调速电机、机械安装与调试技术、电气控制技术等各项训练。也可与别的工作站组合在一起，完成复杂的工业系统的综合训练。

l        单元图片
 

l        单元实验内容：

1)       先进制造控制原理与结构实验；

2)       电感传感器电气原理和接线实验；

3)       光电传感器电气原理和接线实验；

4)       磁性传感器电气原理和接线实验；

5)       机械限位传感器电气原理和接线实验；

6)       PLC与电感、光电、磁性、机械传感器综合实验；

7)       冲压机械结构安装与组装实验；

8)       冲压单元PLC综合编程使用实验；

9)       冲压单元HMI触摸屏人机界面实操实验；

10)    冲压单元HMI触摸屏人机界面开发实验；

11)    冲压单元HMI触摸屏人机界面与PLC通讯实验；

12)    冲压单元组态软件实操实验；

13)    冲压单元组态软件开发实验；

14)    冲压单元组态软件与PLC通讯实验；

15)    步进电机原理、接线和维护实验；

16)    步进电机与PLC单段速控制编程实验；

17)    步进电机与PLC转移机械手位置定位实验；

18)    气动原理与气动接线实验；

19)    冲压单元PLC与气动换向电磁阀综合控制实验；

20)    冲压单元转移机械手综合编程控制实验；

21)    冲压单元装置机械结构重设计课程；

22)    冲压单元装置全自动控制编程课程；

l         单元技术参数：

供电电源：220VAC +-15%；

*工作环境：洁净空气；

*压力：0~8BAR

2．3直线坐标机器人组装单元

l        单元功能：

直线坐标机器人组装单元实现工件的组装，本单元是本系统的核心单元，它将不同的工件进行装配，生成一套完整的成品，本单元是将模拟工件进行组装。本单元要实现工件包装底座运输、转移，模拟工件准确放置、还要准确加放顶盖功能，能实现比较复杂的逻辑控制。本装置配置一套SIEMENS PLC系统。

l        该站可单独完成PLC综合编程、直线坐标机器人综合控制、气动技术综合使用、传感器技术、步进电机综合控制、单相调速电机、机械安装与调试技术、电气控制技术等各项训练。也可与别的工作站组合在一起，完成复杂的工业系统的综合训练。
单元图片

l        单元实验内容：

1)        电容传感器电气原理和接线实验；

2)        光电传感器电气原理和接线实验；

3)        磁性传感器电气原理和接线实验；

4)        机械限位传感器电气原理和接线实验；

5)        PLC与电感、光电、霍尔、机械传感器综合实验；

6)        直线坐标机器人PLC综合编程使用实验；

7)        直线坐标机器人HMI触摸屏人机界面开发实验；

8)        直线坐标机器人HMI触摸屏人机界面与PLC通讯实验；

9)        直线坐标机器人组态软件实操实验；

10)     直线坐标机器人组态软件开发实验；

11)     直线坐标机器人组态软件与PLC通讯实验；

12)     步进电机原理、接线和维护实验；

13)     直线坐标机器人步进电机与PLC转移机械手位置定位实验；

14)     直线坐标机器人双坐标定位实验；

15)     直线坐标机器人PLC与气动换向电磁阀综合控制实验；

16)     直线坐标机器人装置全自动控制编程课程；

l        单元技术参数：

供电电源：220VAC +-15%；

*工作环境：洁净空气；

*压缩空气压力：0~8BAR

2．4仓库存储成品单元

l        单元功能：

仓库存储成品单元将成品货物经过堆剁机进行全自动出入库。堆剁机根据设定的仓库库位号进行计算，自动完成几行几列的查找任务，本装置配置一套SIEMENS  PLC系统和变频调速系统。

该站可单独完成PLC综合编程、堆剁机综合控制、变频器综合控制、编码器测量技术、气动技术综合使用、电容传感器技术、步进电机综合控制、变频电机控制、机械安装与调试技术、电气控制技术等各项训练。也可与别的工作站组合在一起，完成复杂的工业系统的综合训练。
单元图片：

l        单元实验内容：

1)        电感传感器电气原理和接线实验；

2)        电容传感器电气原理和接线实验；

3)        光电传感器电气原理和接线实验；

4)        磁性传感器电气原理和接线实验；

5)        机械限位传感器电气原理和接线实验；

6)        PLC与电感、光电、磁性、机械传感器综合实验；

7)        变频器操作、参数设置实验；

8)        PLC与变频器调速实验；

9)        编码器原理、接线与实操实验；

10)     PLC与编码器位置测量编程实验；

11)     立体仓库机械结构安装与组装实验；

12)     立体仓库PLC综合编程使用实验；

13)     立体仓库HMI触摸屏人机界面开发实验；

14)     立体仓库HMI触摸屏人机界面与PLC通讯实验；

15)     立体仓库组态软件开发实验；

16)     立体仓库组态软件与PLC通讯实验；

17)     步进电机原理、接线和维护实验；

18)     立体仓库步进电机与PLC位置定位实验；

19)     立体仓库PLC与气动换向电磁阀综合控制实验；

20)     立体仓库装置全自动控制编程课程；

l        单元技术参数：

供电电源：220VAC +-15%；
外型尺寸：5200×3000×2200MM

台架材料：铝钢结构

*工作环境：洁净空气；

*压缩空气压力：0~8BAR

 3．5 环形流水线单元

环形流水线单元由四条直线流水线组成，完成整个工件加工、运输功能。

序号	设备名称	数量	主要性能参数	主要功能
1	皮带运输机	1	铝型材结构，标准皮带传动	完成货物工件运输
2	交流电机	2	380VAC，60W	皮带传动
3	变频器	2	西门子G110  0.37KW	变频调速

三、网络结构

    EAPS配置MPI/PPI、PROFIBUS-DP两种网络;

四、综合系统功能、技术指标

各工作站经组合后，可以完成各种不同的功能，可由使用者自行发挥。系统五台组合后，可完成各类复杂的训练和许多综合性的训练。

1、系统具有将机械结构、气动技术、电器控制技术、传感器技术、可编程序控制器技术以及网络控制技术充分结合为一体的模块化教学培训系统功能。

2、系统中元器件均采用实际的工业元件，无论是机械结构还是控制系统，都采用统一的标准接口，使得该系统能满足不同层次、不同科目的培训要求。

3、系统中每一个工作单元都具有独立的PLC控制，既能独立工作，又能任意组合构成系统，实现站与站之间的配合，完成一个产品的生产。

4、每一个组合都具有很强的扩展性。从一般的I/O通讯扩展为PROFIBUS-DP（CC-LINK）通讯、局域网系统或通过互联网，实现远程控制。

5、机械结构采用统一的铝合金底板及连接型材，使得从基础实验台到MTS到EAPS系统均可实现元器件的公用，并使得MTS系统能够根据具体的培训科目需求，进行任意的组合。

系统中所使用的元件采用插接式连接方式。

6、气动元件包括有：单作用气缸、双作用气缸、无杆气缸、摆动缸、真空元件、气抓手、各种机控、电控及磁控换向阀，及气源压缩机工作压力为6Bar，最高压力为8 Bar。

7、每一个工作单元都具有自己的控制信号输入及PLC控制板。

8、每一个工作单元的控制板上都安装有工业标准的急停继电器，用来完成继电器控制、系统的急停及系统保护等内容的培训。

9、系统中所使用的电气元件均采用24V直流电源供电，传感器包括有开关量的电感式、电容式、光电式（反射、对射、光纤）、磁感应式、真空开关，同时还有颜色传感器。

10、系统中配置了气动过滤器、调压阀、磁耦合式无杆气缸、双导杆气缸、单作用气缸、双作用气缸、旋转气缸、真空发生器、真空吸盘、真空开关、真空表、两位三通阀、两位五通阀、单电磁铁电磁阀、双电磁铁电磁阀、先导阀、安全阀（溢流阀）等气动元件。

五、实验指导书

提供整个系统和分站单元的实验指导书，包括机械安装调试、电气接线安装调试、PLC编程安装调试、人机界面开发安装调试和力控软件操作调试等内容。