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現(xiàn)代物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),自動(dòng)生產(chǎn)線拆裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)裝置

現(xiàn)代物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是對(duì)生產(chǎn)物流活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和監(jiān)督，使各項(xiàng)物流活動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳協(xié)調(diào)與配合。以工業(yè)工程知識(shí)點(diǎn)為對(duì)象，與信息流、物流、資金流有機(jī)結(jié)合，貫穿了現(xiàn)代管理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)及現(xiàn)代信息技術(shù)。緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和職業(yè)崗位的技能要求，按照職業(yè)教育的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)要求研發(fā)的產(chǎn)品。適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的機(jī)電設(shè)備安裝與維修、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、電氣運(yùn)行與控制、電氣技術(shù)應(yīng)用、電子電器應(yīng)用與維修、物流管理等專業(yè)和非機(jī)電類專業(yè)的《可編程控制器技術(shù)》、《傳感器及PLC控制技術(shù)》、《PLC及其應(yīng)用》的教學(xué)與技能實(shí)訓(xùn)。

    現(xiàn)代物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（型材結(jié)構(gòu)）、貨料入口傳輸帶、貨料出口傳輸帶、搬運(yùn)機(jī)器人、收料裝置、堆垛機(jī)、自動(dòng)化立體倉庫、條形碼識(shí)別系統(tǒng)[包含標(biāo)簽打印機(jī)、條碼掃描器、條碼掃描手持終端、普通PC機(jī)（用戶自備），物流倉儲(chǔ)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)設(shè)備軟件部分和接口程序等、PLC控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)通信接口等模塊組成，系統(tǒng)全部采用工業(yè)元器件，數(shù)控模塊化綜合系統(tǒng)，包含PLC（可選用各大品牌PLC如：西門子、三菱、歐姆龍等）、變頻器、機(jī)械手、分揀實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、傳送帶、各種傳感器（電感式傳感器、電容式傳感器、色標(biāo)傳感器、稱重傳感器及常見光電傳感器等）、條碼掃描平臺(tái)、氣缸、為滾珠絲桿、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、直流減速電機(jī)及工件等，所有傳感器、執(zhí)行器、控制器接口開放。

一、裝置特點(diǎn)

　　1. 本系統(tǒng)由下料裝置、傳送帶、送料器、電磁閥、氣缸、機(jī)械手、收料裝置、光電傳感器、顏色傳感器等組成。采用工業(yè)元器件，所有傳感器、執(zhí)行器、控制器接口開放，系統(tǒng)內(nèi)部含有網(wǎng)絡(luò)接口可組成PLC網(wǎng)絡(luò)，包含PLC、傳感器、變頻調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、氣動(dòng)等技術(shù)的綜合應(yīng)用自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。

　　2. 實(shí)訓(xùn)時(shí)系統(tǒng)硬件接線部分由學(xué)生來完成。具有誤操作保護(hù)電路，確保在誤操作情況下不會(huì)損壞元件，供學(xué)生反復(fù)訓(xùn)練。

　　3. 小型執(zhí)行元件，使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀大方、組合式模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于運(yùn)輸及實(shí)訓(xùn)室的多臺(tái)布局。

　　4. 傳感器種類齊全，有光電傳感器、電容傳感器、色標(biāo)傳感器、稱重傳感器等。

　　5. 系統(tǒng)控制方式多樣性，有位置控制、PLC控制、計(jì)算機(jī)控制、直流調(diào)速控制、變頻調(diào)速控制等。

　　6. 具有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理。

　　7. 庫房管理-條形碼識(shí)別系統(tǒng)：對(duì)每一件物品進(jìn)行編碼，生成與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)的條碼符號(hào)，便構(gòu)成了物品管理的基本條件。在庫房管理的入庫、揀貨、盤點(diǎn)、出庫、維修等環(huán)節(jié)，使用條碼識(shí)讀設(shè)備掃描條碼，可以及時(shí)準(zhǔn)確地記錄物品的流轉(zhuǎn)情況，確保賬面信息與實(shí)物信息的統(tǒng)一。在上架、揀貨、盤點(diǎn)環(huán)節(jié)，可以使用移動(dòng)數(shù)據(jù)采集終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述業(yè)務(wù)操作的便捷、快速及準(zhǔn)確的處理。 

　　8.主機(jī)：西門子S7-200

    9. 裝置配有2臺(tái)變頻器，驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)加、減速運(yùn)行，對(duì)傳送系統(tǒng)調(diào)速控制。

　　10. 該裝置內(nèi)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)通信接口，組成PLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并完成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)。

二、技術(shù)指標(biāo)：

　　1. 輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

　　2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

　　3. 裝置容量：≤1000VA

　　4. 整機(jī)尺寸：2400mm×560mm×1400mm

　　5. 安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

四、系統(tǒng)組成

1、供料站：

主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺(tái)、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過程描述：系統(tǒng)啟動(dòng)后，推料氣缸推出，把工件庫中底層的工件推至物料臺(tái)上。工件到位傳感器檢測(cè)到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運(yùn)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送至切削加工站。

2、加工站：（切削中心）

主要由物料臺(tái)、物料夾緊裝置、龍門式二維運(yùn)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、主軸電機(jī)、滾珠絲桿副、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過程描述：該站主要完成對(duì)工件的切削加工。當(dāng)搬運(yùn)站機(jī)械手把工件運(yùn)送到該站物料臺(tái)上，且光電傳感器檢測(cè)到工件后，機(jī)械手指夾緊工件，二維運(yùn)動(dòng)裝置絲桿開始動(dòng)作，主軸電機(jī)啟動(dòng)，切削加工完成后，主軸電機(jī)停止，二維運(yùn)動(dòng)裝置絲桿帶動(dòng)主軸回零點(diǎn)，物料臺(tái)重新伸出，到位后，機(jī)械手指松開，由搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并夾緊工件，將其運(yùn)送至裝配站。

3、裝配站（三工位）

主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)民作臺(tái)、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過程。當(dāng)搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手把工件運(yùn)送到裝配站旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上后，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到井式供料單元下方，井式供料單元頂料氣缸伸出頂住倒數(shù)第二個(gè)工件；擋料氣缸縮回，工件庫中底層的工件落到待裝配工件上，擋料氣缸伸出到位，頂料氣缸縮回物料落到工件庫底層，同時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到?jīng)_壓裝配單元下方，沖壓氣缸下壓，完成工件緊合裝配后，氣缸回到原位，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到待搬運(yùn)位置后，搬運(yùn)站氣動(dòng)機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送往物料分揀站。

4、分揀站：

主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對(duì)射傳感器、計(jì)數(shù)器、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過程描述：該站主要完成對(duì)上站傳送至本站的裝配完畢的工件進(jìn)行分揀。系統(tǒng)入料口光電傳感器檢測(cè)到有工件，變頻器啟動(dòng)并帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，將工件送入分揀區(qū)，通過旋轉(zhuǎn)氣缸將白色工件推入1號(hào)料槽、黑色工件導(dǎo)入2號(hào)料槽，當(dāng)對(duì)射傳感器檢測(cè)到有物料入槽、傳輸皮帶停止工作，等待下一個(gè)工件，同時(shí)計(jì)數(shù)器記錄工件入庫個(gè)數(shù)。

5、搬運(yùn)站：

主要由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

工作過程描述：該站主要完成向各個(gè)工作站輸送工件。系統(tǒng)復(fù)位先回原點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點(diǎn)位置后，系統(tǒng)啟動(dòng)，井式供料站養(yǎng)料到物料臺(tái)后，光電傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，搬運(yùn)機(jī)械手伸出將工件搬運(yùn)到切削加工站物料臺(tái)上，等加工站加工完畢后，再將工件送到三位裝配站完成兩種不同工件裝配，最后將兩種工件成品送到分揀站分揀入庫。

五、系統(tǒng)配置清單

表一：基本配置表(標(biāo)配西門子系統(tǒng))

表2：PLC及變頻器選配表(用戶可根據(jù)需要進(jìn)行選配)

三菱：

六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

（一）氣動(dòng)控制回路安裝與調(diào)試

該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關(guān)，如：單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動(dòng)執(zhí)行元件、單控電磁閥、雙控電磁閥和磁性開關(guān)等，基于這些氣動(dòng)控制元件，可完成下列氣動(dòng)技術(shù)的安裝調(diào)試訓(xùn)練任務(wù)：

1、氣動(dòng)方向控制回路的安裝與調(diào)試

2、氣動(dòng)速度控制回路的安裝與調(diào)試

3、氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制回路的安裝與調(diào)試

4、氣動(dòng)順序控制回路的安裝與調(diào)試

5、氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝與調(diào)試

6、氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（二）電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫

該裝置配有西門子S7-200主機(jī)模塊、MM420變頻器模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種傳感器等，基于這些模塊，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：

1、異步電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

2、異步電機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫

3、步進(jìn)電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

4、交流伺服電機(jī)控制電路的連接與控制程序編寫

5、氣動(dòng)方向控制程序編寫

6、氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫

7、氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫

8、皮帶輸送控制程序編寫

9、自動(dòng)生產(chǎn)線控制程序編寫

（三）PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試

本系統(tǒng)選用西門子S7-200PLC作為主控制器，其本身集成RS485通信口具備PPI網(wǎng)絡(luò)通信功能，基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：

1、PPI網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試

2、PPI網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試

3、基于多臺(tái)西門子S7-200 PLC的復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試

（四）機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試項(xiàng)目

井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)、皮帶傳送分揀等工作站及相應(yīng)的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機(jī)模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測(cè)單元為硬件平臺(tái)，可完成下列機(jī)電設(shè)備安裝和控制的訓(xùn)練任務(wù)：

1、井式供料機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

2、切削加工機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

3、多工位裝配機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

4、氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)備安裝與調(diào)試

5、輸送線設(shè)備安裝與調(diào)試

6、工件分揀機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)試

7、自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試