趙建偉

【摘要】：本文詳細(xì)分析了模塊化生產(chǎn)加工培訓(xùn)系統(tǒng)的作用及其組成，并給出了系統(tǒng)詳細(xì)的工作流程。

【關(guān)鍵詞】：MPS;生產(chǎn);模塊

MPS模塊化自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)是用于學(xué)習(xí)各種專業(yè)知識和多種技術(shù)技能的一套培訓(xùn)設(shè)備。這套設(shè)備所有元件均為工廠實(shí)際使用的工業(yè)級產(chǎn)品。通過這套設(shè)備可對學(xué)校和工廠的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行模擬工廠環(huán)境的技術(shù)培訓(xùn)。 MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)是一套采用先進(jìn)技術(shù)、能模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大量復(fù)雜控制過程的教學(xué)培訓(xùn)裝置。該教學(xué)系統(tǒng)集電氣技術(shù)、PLC編程、傳感器、氣動(dòng)等技術(shù)為一體，主要用于電氣自動(dòng)控制安裝、調(diào)試、維修的技術(shù)人員的培訓(xùn)。它具有模塊化、綜合性和易擴(kuò)充性等特點(diǎn)。該MPS模塊加工系統(tǒng)采用現(xiàn)代氣動(dòng)技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，對生產(chǎn)線進(jìn)行模塊化及標(biāo)準(zhǔn)化，可對不同的生產(chǎn)裝配線配備不同的標(biāo)準(zhǔn)化MPS氣動(dòng)模塊，組成大型的加工、裝配生產(chǎn)線。模塊包括：物料輸送，工件裝夾，機(jī)械加工，質(zhì)量檢測，產(chǎn)品分檢等。模塊間通過現(xiàn)場總線互相通訊，可大大縮短設(shè)計(jì)、加工、安裝及調(diào)試周期。

復(fù)雜和加工精度高的零件的要求，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的的迅速發(fā)展，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在一些以開關(guān)量控制為主的不復(fù)雜的中小型程序控制設(shè)備。在日新月異的今天，繼電接觸式控制系統(tǒng)控制機(jī)床已經(jīng)不能滿足加工形狀制過程，并且生產(chǎn)工藝及流程經(jīng)常變化，則需靈活的改變控制程序，以使機(jī)床或生產(chǎn)過程按預(yù)定的條件和順序自動(dòng)地運(yùn)行或執(zhí)行。這種以預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動(dòng)作次序，對控制過程各階段順序地進(jìn)行自動(dòng)控制，稱為順序控制。能完成順序控制的裝置稱為順序控制器。繼電接觸式順序控制器滿足不了程序經(jīng)常改變的控制要求。美國DEC公司于1969年將計(jì)算機(jī)中的程序存儲(chǔ)技術(shù)引入順序控制器，研制出世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器PDP-14，簡稱為PLC。由于電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，70年代末期，各廠家又將微電腦技術(shù)和大規(guī)模集成電路引入可編程序控制器（PLC），發(fā)展了計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢，PLC的設(shè)計(jì)以工業(yè)控制為目標(biāo)，因而具有功率級輸出、接線簡單、通用性強(qiáng)、編程容易、抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。PLC的一個(gè)發(fā)展方向是微型、簡易、廉價(jià)，以圖取代傳統(tǒng)的繼電器控制;而它的另一個(gè)發(fā)展方向是大容量、高速、高性能，對打規(guī)模復(fù)雜控制系統(tǒng)能進(jìn)行綜合控制。因此由PLC發(fā)展為當(dāng)今的可編程序控制器，經(jīng)歷10余年的發(fā)展，PLC進(jìn)入實(shí)用階段。國外許多廠家都在開發(fā)和生產(chǎn)美國DEC公司的PLC系列化產(chǎn)品?？删幊绦蚩刂破饕勋@得了廣泛的應(yīng)用，而且推動(dòng)了工業(yè)技術(shù)革命的進(jìn)展。

1.3控制系統(tǒng)原理圖

依照控制系統(tǒng)的具體要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)工作過程如下。

通過操作臺(tái)上的各種按鈕、旋鈕，向西門子S7-200PLC發(fā)出指令（也可以通過PC機(jī)上的PLC軟件和組態(tài)軟件或按鈕發(fā)送）;信號由PLC處理并通過標(biāo)準(zhǔn)的傳輸數(shù)據(jù)線傳遞，實(shí)現(xiàn)控制電磁閥動(dòng)作，從而控制氣缸的動(dòng)作使其能夠完成系統(tǒng)的設(shè)置要求，同時(shí)各種傳感器也通過數(shù)據(jù)線向PLC傳遞開關(guān)信號，操作臺(tái)上的各種指示燈可以指示PLC的工作狀態(tài)，使得操作人員方便得知系統(tǒng)運(yùn)作的各種情況。

1.4加工檢測單元的運(yùn)行流程

（1） 系統(tǒng)上電，加工單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復(fù)位燈閃爍指示;

（2） 按下復(fù)位按鈕，進(jìn)行復(fù)位操作，即復(fù)位燈熄滅，開始燈閃爍指示，鉆孔電機(jī)縮回到位，檢測頭縮回到位，夾緊頭縮回到位，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到位;

（3） 按下開始按鈕后，開始燈常亮指示，等待工件，待檢測到工件到來時(shí)，轉(zhuǎn)盤將工件送達(dá)加工鉆空位置，加緊氣缸伸出頂住工件，加工機(jī)組氣缸下降，鉆孔電機(jī)對工件實(shí)施鉆孔加工;

（4） 工件鉆孔完成，加工機(jī)組氣缸上升，加緊氣缸縮回，鉆孔電機(jī)停止運(yùn)行;

（5） 轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)90度，將工件送到檢測位置，檢測氣缸下降對工件的鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢測，若檢測氣缸能下降到位，表示工件質(zhì)量合格，否則，工件質(zhì)量不合格;

（6） 完成工件鉆孔質(zhì)量檢測后，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到輸出工位，即將工件送達(dá)到出料位置，并回到復(fù)位后的狀態(tài)，等待下一個(gè)啟動(dòng)信號。

1.5安裝單元的運(yùn)行流程

（1） 系統(tǒng)上電，安裝單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復(fù)位燈閃爍指示;

（2） 按下復(fù)位按鈕，進(jìn)行復(fù)位操作，即復(fù)位燈熄滅，開始燈閃爍指示，安裝單元大臂擺動(dòng)至提取小工件狀態(tài)，推桿收回，小工件換位氣缸縮回到位;

（3） 按下開始按鈕后，開始燈常亮指示，大臂擺動(dòng)到大工件處，小工件換位氣缸伸出到位;

（4） 推桿伸出將小工件推出到位;

（5） 大臂擺動(dòng)至提取小工件處，真空吸盤置位，延時(shí)3秒，確保真空吸盤吸住工件;

（6） 大臂擺動(dòng)至大工件處，真空吸盤復(fù)位，放下小工件;

（7） 推桿收回;

（8） 小工件換位氣缸換位;

（9） 等待下次啟動(dòng)命令，由（4）開始進(jìn)行下一次工作周期。

1.6安裝搬運(yùn)單元的運(yùn)行流程

（1） 系統(tǒng)上電，安裝搬運(yùn)單元處于初始狀態(tài)，復(fù)位燈閃爍;

（2） 按下復(fù)位按鈕，復(fù)位燈熄滅，開始燈閃爍，執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作，夾爪打開，擺臂上抬到位，兩個(gè)直線氣缸驅(qū)動(dòng)擺臂左轉(zhuǎn)到最左端;

（3） 按下開始按鈕，開始燈常亮，擺臂下降，夾取工件;

（4） 擺臂抬起，擺臂工作臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)，擺臂移動(dòng)至安裝工位;

（5） 擺臂下降，放下工件，擺臂上升;

（6） 延時(shí)5秒后，擺臂下降，夾取工件，擺臂抬起;

（7） 擺臂工作臺(tái)移動(dòng)的同時(shí)擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)，擺臂移動(dòng)至輸出工位;

（8） 擺臂下降，夾爪松開，放下工件;

（9） 兩個(gè)直線氣缸驅(qū)動(dòng)擺臂左轉(zhuǎn)到最左端，等待下次啟動(dòng)命令，從（3）開始動(dòng)作周期。