文档介绍：机电一体化柔性装配系统概述
Me093399型机电一体化教学系统是以工业生产中的自动化装配生产线为原型开发的教学、实验、实训综合应用平台。本装置采用铝合金结构件搭建各分站主体设备,选取多种机械传动方式实现站间串联,整条生产线充分展现了实际工业生产中的典型部分。系统控制过程中除涵盖多种基本控制方法外,还凸现组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等先进技术,为培养现代化应用型人才创设了完整、灵活、模块化、易扩展的理想工业场景。
为便于协调整个生产线的全程控制,系统设置了一个主站总控制台,主站总控制台是整个装配生产线连续运行的指挥调度中心,其主要功能是实现全程运行的总体控制,完成全系统的通讯连接等。
图1 连续生产线示意图
升降梯立体仓库
站点12
分拣单元
站点11
检测单元
站点9
模拟单元
站点6
穿销单元
站点5
加盖单元
站点4
废品道
上料单元
站点2
下料单元
站点3
液压单元
站点10
伸缩换向单元
站点8
铣床单元
站点1
图像识别单元
站点7
滚筒
转角
装配生产线示意图如图1所示。
整个系统主要由12个从站点组成,每个从站单元完成特定的工作任务,以装配、检验、分拣、入库的方式顺序完成各种装配操作和物流处理过程。各单元的主要功能如下所述:
铣床单元(站点1):本站有工件时,进行自动卡紧和铣削加工。
(站点2):根据工件的位置情况,从料槽中抓取装配主体送入数控铣床单元或将铣床单元加工后的产品转送下料单元。
(站点3):将前站送入本单元下料仓的工件主体,通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落,工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。
(站点4):通过直流电机带动蜗轮蜗杆,经减速电机驱动摆臂将上盖装配至工件主体,完成装配后工件随托盘向下站传送。
(站点5):通过旋转推筒推送销钉的方法,完成工件主体与上盖的实体连接装配,完成装配后的工件随托盘向下站传送。
(站点6):本站增加了模拟量控制的PLC特殊功能模块,以实现对完成装配的工件进行模拟喷漆和烘干,完成喷漆烘干后的工件随托盘向下站传送。
(站点7):运用电脑识别技术将前站传送来的工件进行数字化处理(通过图形摄取装置采集工件的当前画面与原设置结果进行比较),并将其判定结果输出。经检验处理后工件随托盘向下站传送。
(站点8):将前站传送过来的托盘及组装好的工件经换向、提升、旋转、下落后伸送至传送带向下站传送。
(站点9):运用各类检测传感装置对装配好的工件成品进行全面检测(包括上盖、销钉的装配情况,销钉材质、标签有无等),并将检测结果送至PLC进行处理,以此作为后续站控制方式选择的依据(如分拣站依标签有无判别正、次品;仓库站依销钉材质确定库位)。
(站点10):通过液压换向回路实现对工件的盖章操作,完成对托盘进件、出件后再经90°旋转换向送至下一单元。
(站点11):根据检测单元的检测结果(标签有无),采用气动机械手对工件进行分类,合格产品随托盘进入下一站入库;不合格产品进入废品线,空托盘向下站传送。
(站点12):本站由升降梯与立体仓库两部分组成,可进行两个不同生产线的入库和出库。在本装配生产线中可根据检测单元对销钉材质的检测结果将工件进行分类入库(金属销钉和尼龙销钉分别入不同的仓库)。若传送至本单元的为分拣后的空托盘,则将其放行。
综上所述,站点1、2、3、4、5主要完成顺序逻辑控制;站点6实现对模拟量的控制;站点7引入了先进的图像识别技术;站点9综汇了激光发射器、电感式、电容式、色彩标志等多种传感器的应用,站点10为液压传动控制、站点11突出体现了气动机械手的控制,站点12则实现步进电机的控制。
实验一、上料单元
单元简介
上料单元是整个装配生产线的起点,该单元的主要功能是根据不同的控制要求从料槽中抓取装配主体送入数控铣床单元或将铣床单元加工后的产品转送下料单元。
图1-1 工件主体上料单元
本单元的主体结构组成如图1-1所示,包括扬臂同步带传动机构,旋转行星齿轮传动机构、水平移动支架及其齿轮齿条传动机构、托盘直线传送单元、托盘转向从动单元、轨道等。
本单元在结构设计中涉及到行星齿轮系、螺纹微调机构、齿轮齿条机构、张紧机构等相关的机械原理、机械零件知识,行星齿轮系的结构图如图1-2所示:
图1-2 行星齿轮系结构图
机构名称:行星齿轮系
工作特性:降速比大,增加扭矩
齿轮O和电机安装在一起,齿轮A与齿轮O、B相啮合。
本机应用目的:齿轮A带动旋转盘(齿轮B)取、送件。
螺纹微调机构结构图如图1-3