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来源:首页 | 时间:2018-12-21

  可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,是以微处理器为基础,把计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体的,面向控制过程、面向用户,适应工业环境、操作方便、可靠性高的新一代通用工业自动装置。

  随着科学技术的发展和高新技术推广应用的普及,自动化技术已逐步深入到生产、生活的各个角落,生产从机械化转变为自动化,在机械加工、汽车制造、电脑装配、食品生产、药品包装等等方面都在向自动化方向转变,它们都有共同的规律(按一定规则节拍地动作),从而产生了自动化流水线(生产线、装配线)。教育要服务于社会,就必须跟上科技发展的步伐,不断满足高新技术推广应用的需求。为此我们研制了一台自动化制造流水线 结构和组成

  该实验台由上料工位、加工工位、热处理工位、装配工位、检测工位、剔除工位、机械手工位、立体仓库工位等八工位组成。它的外形结构如图1如示。

  自动化制造流水线系统主要功能如下(以自动为例):开始按钮按下后绿灯亮,电机以一定频率带动输送带正转,等待几秒后,出料气缸推出大工件; 当加工工位传感器感应到有工件时,直流电动机带动刀具旋转并一起向下移动加工,同时毛坏数码管计数,这时出料气缸又推出大工件; 加工完成后由输送带把加工好的大工件送到下一个工位热处理工位,这时由温控仪设定温度,温度传感器感应温度,从而对大工件进行加温,实现热处理。热处理完成后同样由输送带送到下一个工位装配工位,当装配工位接近开关感应到有工件时,黄灯亮,机械手从原点位置(垂直气缸应伸出,水平气缸应缩回,夹爪气缸应伸出处于松开状态)出发,垂直气缸向下运行,运行到底后,夹爪气缸夹紧小工件并一直保持到松开,然后垂直气缸向上运行,运行到顶后, 水平气缸向前推出,推到行程后,垂直气缸向下运行,到底后松开小工件,然后垂直气缸向上到顶,水平气缸向后缩回,这样就回到了原点。当小工件已装到大工件中后,左面定位插销气缸向后缩回,工件随传送带向后移动。当中间接近开关感应到有工件时,检测装置上垂直气缸向下移动,到底时停留几秒,检测有无小工件,然后垂直气缸向上恢复原位,右面定位插销气缸向后缩回,工件随传送带向后移动,如果有小工件装在大工件中,就一直运送到成品入口处,由旋转机械手夹起送到立体仓库基点,中途会被右边接近开关感应到,那时成品计数器就自动加1。另一方面,大工件中如果没有小工件,红灯亮,剔料气缸就会伸出,大工件就能退出传送带,进入废品入口处。在立体仓库基点处,由检测传感器确定装配性质,通过传动系统送到相应的立体仓库仓号中。

  电子发卷系统:为进一步适应机电一体化专业的教学,配合本系统我们开发了电子发卷系统。本系统由PC机设计试卷代码,通过软件将该代码送给单片机系统,控制流水线控制电路的通断,产生故障。由学生排除该故障。并通过组态软件实时监控故障排除情况,为学生打分。

  整个电路的总电源是市电220V,50Hz,由它来供应PLC,变频器,稳压电源工作,由PLC控制变频器向电动机送电,从而驱动电动机旋转;稳压电源向电磁阀供电,从而控制气缸的运动。

  整个系统功能图分八个部分:上料并启动电机功能图、钻削加工功能图、热处理设置功能图、机械手装配功能图、检测剔除废品功能图、机械手搬运功能图、立体仓库上伺服电机运行功能图。以检测剔除废品功能图为例,如图3如示。

  (1)认识性实验:各个公司的PLC 及其软件、变频器、直流电动机、三相异步电动机、步进电机、伺服电机、减速器、带传动、滚珠丝杠、传感器、机械手、稳压电源、按钮、各种传感器、温控仪、单片机、接近开关、接触器、继电器、空气压缩机、气压缸、电磁阀、警示灯、LED数码管、电铃、蜂鸣器、立体仓库等。

  (2)应用性实习:逻辑控制、顺序控制、定时控制、计数控制、步进控制、运动控制、模拟量控制、立体仓库控制、数字变频调速控制、无级变频调速控制、组态王设计、电子发卷、故障设置、查找、排除等。

  (3)设计性实习:警示灯和电铃及蜂鸣器控制、十字路通灯控制、彩灯顺序控制、直流电机控制、机械手控制、步进电机控制、交流电动机正反转及调速控制、数码管显示控制、检测剔除控制等。

  (3)本实验装置相对独立,只要接入220V的交流电源,接好输入输出端线,弄清地址分配即可进行各种实验,所需的各种直流电源也由实验系统提供;

  (4 )具有很好的柔性,实现回路改变或增减不会改变PLC 的硬件设备,只须改变应用程序即可 ;

  (6)功能完善、灵活性好,PLC 具有标准化的硬件设施及软件设计,能在该实验台上实现逻辑、顺序、定时、计数控制、人机交互功能,还有显示、报警等功能;

  (11)能为电器元件,PLC,机械基础,机械传动及设计、气压传动、传感器、变频器、电工基础、编程软件、组态王等相关课程提供教学实验实习、课程设计以及毕业设计,从而搭建了一个良好的实验实习平台;

  (12)融合了很多当代机电一体化技术:PLC,单片机,PC,传感器,组态王,网络,气压传动,变频器,伺服传动,机械手等等。

  以上只是粗略地介绍了我们研制的自动化制造流水线实验台,经学生的实际使用,很好地实现了预定的功能,经过这次自行研制实验台系统,使老师和学生的动手能力得到了大大的提高,激发了学生学习机电课程的兴趣。

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