QA-RX01型工業(yè)4.0模擬實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)

 一、實(shí)訓(xùn)考核裝置的結(jié)構(gòu)和工作過程

在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝大工件出料裝置、伺服搬運(yùn)機(jī)械手、模擬沖床加工、小工件給料裝配、自動(dòng)傳送分揀、6自由度工業(yè)機(jī)械手搬運(yùn)、智能倉(cāng)儲(chǔ)入庫(kù)等工作站，構(gòu)成一個(gè)典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械平臺(tái)；電氣控制采用RS485串行通訊方式實(shí)現(xiàn)分布式的控制，從而組成自動(dòng)加工、裝配生產(chǎn)線，真實(shí)呈現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線的柔性加工過程。

各工作站的結(jié)構(gòu)和功能如下：

⑴ 供料站

供料站主要由料倉(cāng)及料槽、推料氣缸和物料臺(tái)以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成，如圖1所示。

本站工作過程如下：系統(tǒng)啟動(dòng)后，推料氣缸推出，把料槽中*底層的工件推到物料臺(tái)上工件抓取位。工件到位傳感器檢測(cè)到工件到位后，推出氣缸氣缸縮回。搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送往加工站。

⑵加工站

加工站主要由物料臺(tái)、夾緊機(jī)械手、物料臺(tái)伸出/縮回氣缸、加工（沖壓）氣缸以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成。

本站的功能是完成一個(gè)對(duì)工件的沖壓加工過程，流程如下：

搬運(yùn)站機(jī)械手把工件運(yùn)送到物料臺(tái)上→機(jī)械手指夾緊工件→物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸的下方→沖壓氣缸向下伸出沖壓工件→完成沖壓動(dòng)作后向上縮回→沖壓氣缸縮回到位→物料臺(tái)重新伸出→到位后機(jī)械手指松開→搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并夾緊工件，將其運(yùn)送往裝配站。

⑶裝配站

裝配站主要有供料單元、吸盤式裝配單元、放料臺(tái)以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成。

本站功能是完成裝配工序，即把黑色或白色兩種小圓柱工件嵌入到大工件中的裝配過程。

當(dāng)搬運(yùn)站的機(jī)械手把工件運(yùn)送到裝配站物料臺(tái)上時(shí)，推料氣缸伸出，使料槽中*底層的小圓柱工件落到旋轉(zhuǎn)供料臺(tái)上，然后吸盤式裝配機(jī)構(gòu)伸出吸盤→抓取小圓柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松開的動(dòng)作順序，把小園柱工件順利裝入大工件中，搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送往物料分解站。

⑷分揀站

分揀站主要有傳送帶、變頻器、三相電機(jī)、推料氣缸、電磁閥和定位光電傳感器及區(qū)分黑白兩種顏色的光纖傳感器構(gòu)成。

本站的功能是完成從裝配站送來的裝配好的工件進(jìn)行分揀。當(dāng)搬運(yùn)站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開始送入分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為金屬，由檢測(cè)金屬的電感式傳感器作為1號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到1號(hào)槽里；如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則由檢測(cè)白色物料的光纖傳感器動(dòng)作，作為2號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到2號(hào)槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，由檢測(cè)黑色的光纖傳感器作為3號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到3號(hào)槽里。。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束。

⑸伺服輸送機(jī)構(gòu)

伺服輸送機(jī)構(gòu)主要有伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、同步帶式線性導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、電磁閥和原點(diǎn)定位開關(guān)構(gòu)成。

本站的功能是完成向各個(gè)工作單元輸送工件，系統(tǒng)分為四自由度抓取機(jī)械手單元和直線位移位置精確控制單元兩部分，系統(tǒng)上電后，先執(zhí)行回原點(diǎn)操作，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點(diǎn)位置后，若系統(tǒng)啟動(dòng)，供料站物料臺(tái)檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有工件時(shí)，機(jī)械手整體先提升到位后手爪伸出到位后手爪夾緊，手爪夾緊到位手爪開始縮會(huì)機(jī)械手整體下將到位后，步進(jìn)電機(jī)開始工作按設(shè)定好的脈沖量到加工站。加工站到位后機(jī)械手整體提升，提升到位后手爪伸出伸出到位后機(jī)械手整體下降，下降到位后工件已放入加工站物料臺(tái)上，然后手爪松開，松開到位后機(jī)械手回縮，等加工站加工完成后再將工件送到裝配站和分揀站完成整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線加工過程。

（6）6自由度工業(yè)機(jī)械手搬運(yùn)

由6自由度工業(yè)機(jī)械手本體（RV-2F-1D-S11）、工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)器(CR751-D)、抓手輸入輸出電纜、I/O通訊模塊、控制電纜、示教器、夾緊機(jī)械手相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成。六軸機(jī)器人對(duì)經(jīng)過檢測(cè)分揀單元檢測(cè)合格的工件進(jìn)行搬運(yùn)，搬運(yùn)到智能倉(cāng)庫(kù)單元供入庫(kù)。

(7)智能立體倉(cāng)庫(kù)

立體倉(cāng)庫(kù)裝置為四層十六倉(cāng)位庫(kù)體，主要由機(jī)械部件、電氣控制部件及上位機(jī)組態(tài)三部分組成。具備三維運(yùn)動(dòng)控制功能（X、Z軸完成倉(cāng)位定位、Y軸完成物料放入與取出）；

機(jī)械部件為可拆裝式模塊化結(jié)構(gòu)，由底板(由工業(yè)組合型鋁型材組成)、庫(kù)體（全鋁結(jié)構(gòu)）、垛手（全鋁結(jié)構(gòu)）、蝸輪傳動(dòng)部件、滾珠絲杠、光杠、異型鋁材、氣缸、手指及按鈕角板等部分組成；

電氣部件由西門子PLC（CPU226 DC/DC/DC，也可選配其它常用PLC）、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、單相漏電保護(hù)器、熔斷器、開關(guān)電源、繼電器、電感式接近開關(guān)、微型光電開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、工程拖鏈及集成電纜接線系統(tǒng)等部分組成；

觸摸屏組態(tài)監(jiān)控使用MCGSTPC7062型觸摸屏，在上位機(jī)上可進(jìn)行各種功能設(shè)定及選擇，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)的狀態(tài)并可對(duì)其進(jìn)行控制。