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1、情境十一：指定产品自动线规划情境十一：指定产品自动线规划 生产线自动化技术生产线自动化技术1、产品特征、产品特征 1资讯资讯工件工件 1-长度：长度：120mm -宽度：宽度：80mm-厚度：厚度：25mm -孔直径：孔直径：大：大：32mm 小：小：10.5mm-孔深度：孔深度：25mm -材料：材料：塑料塑料 -颜色：颜色：白色白色工件工件 2-直径：直径：32mm -高度：高度：22mm-内孔直径：内孔直径：24mm -内孔深度：内孔深度：10mm-材料：材料：塑料塑料 -颜色：颜色：黑、白、蓝黑、白、蓝问：产品特征有哪些？问：产品特征有哪些？（学生回答，随机）（学生回答，随机）（大小、
2、尺寸、形状、位置、配合、颜色等特征）（大小、尺寸、形状、位置、配合、颜色等特征）问：假如原材料为：大工件无孔，其它均问：假如原材料为：大工件无孔，其它均有；小工件已符合要求，我们要求为它们加工有；小工件已符合要求，我们要求为它们加工和组装设计生产线，我们要考虑哪些工序和组装设计生产线，我们要考虑哪些工序（学生回答，随机）（学生回答，随机）（加工大孔和小孔；小工件装入大工件；（加工大孔和小孔；小工件装入大工件；测量、运输环节、立体仓库、搬运环节、分拣测量、运输环节、立体仓库、搬运环节、分拣环节）环节）2、生产工序、生产工序二、决策与计划二、决策与计划1、工作站确定：、工作站确定：参考方案：参考方
3、案：立体仓库站、三坐标测量站、立体仓库站、三坐标测量站、CNC加工站、安装搬加工站、安装搬运站、拆卸分检站、自动小车传输站、中央控制单元运站、拆卸分检站、自动小车传输站、中央控制单元 2、工序确定、工序确定参考方案：参考方案：大工件原料从库房运出大工件原料从库房运出至三坐标预测量至三坐标预测量运至加工站运至加工站加工加工取出搬运至安装站安装取出搬运至安装站安装运送至库房存放运送至库房存放部部分组件运送至拆卸站拆卸分组件运送至拆卸站拆卸分离大小工件，分别存放或回分离大小工件，分别存放或回库库 3、各站部分细节、各站部分细节参考方案：参考方案：中央控制台中央控制台-它包括各站的状态指示（正常或异常
4、），监控各它包括各站的状态指示（正常或异常），监控各站的运行状态，设置配工操作，且对整个模拟生产流站的运行状态，设置配工操作，且对整个模拟生产流水线进行综合管理。水线进行综合管理。自动传输站自动传输站-它包括机械夹爪、传输系统、两个工件暂存位；它包括机械夹爪、传输系统、两个工件暂存位；控制系统使用三菱控制系统使用三菱PLC，上位机使用组态王监控。该，上位机使用组态王监控。该站用来沟通、协调各站之间的正常运行。站用来沟通、协调各站之间的正常运行。立体仓库站立体仓库站-它有它有20个存储工位，一个两轴的存取托盘，控制系统个存储工位，一个两轴的存取托盘，控制系统使用三菱使用三菱PLC，上位机使用组态
5、王进行仓库管理和监控，上位机使用组态王进行仓库管理和监控，系统由步进电机驱动。该站用来储存原材料和工件。系统由步进电机驱动。该站用来储存原材料和工件。三坐标测量站三坐标测量站-它包括工作测量平台、工件夹具、三坐标测量机构，它包括工作测量平台、工件夹具、三坐标测量机构，控制系统使用运动控制卡、控制计算机、三个直流伺服电控制系统使用运动控制卡、控制计算机、三个直流伺服电机驱动器，上位机系统有机驱动器，上位机系统有VB及及VC+设计完成。该站用来设计完成。该站用来检测毛坯工件合格与否。检测毛坯工件合格与否。CNC加工站加工站-包括包括Fanuc数控系统、三坐标工作台、回转式上料装数控系统、三坐标工作
6、台、回转式上料装置、工件夹紧装置，控制系统使用三菱置、工件夹紧装置，控制系统使用三菱PLC，上位机使用，上位机使用组态王进行通报和监控。该站用来加工任意规格的工件。组态王进行通报和监控。该站用来加工任意规格的工件。安装搬运站安装搬运站-包括接收工位、上料装置、工件传送装置、六轴工包括接收工位、上料装置、工件传送装置、六轴工业搬运机器人，控制系统使用三菱业搬运机器人，控制系统使用三菱PLC，上位机使用组，上位机使用组态王进行监控。该站用于在大工件中安装一个小工件。态王进行监控。该站用于在大工件中安装一个小工件。拆卸分检站拆卸分检站-包括工件接收工位、上料装置、拆卸装置、分检装包括工件接收工位、上
7、料装置、拆卸装置、分检装置、传送带等组成。控制系统使用三菱置、传送带等组成。控制系统使用三菱PLC，上位机使，上位机使用组态王监控，系统主要由气动系统驱动。该站用于拆用组态王监控，系统主要由气动系统驱动。该站用于拆卸已经加工完成的工件并对小工件进行分类。卸已经加工完成的工件并对小工件进行分类。1、估算各站尺寸，绘制所规划生产线布局图、估算各站尺寸，绘制所规划生产线布局图参考尺寸：参考尺寸：80*250*180CM三、实施：三、实施：2、主要指、主要指标标列表列表外形尺寸外形尺寸780*250*180CM工作工作电压电压CNC、工、工业业机器人机器人200VPLC220V控制回路、信号控制回路、
8、信号电电源源DC 24V额额定定电电流流各分站（除各分站（除CNC、机器人）、机器人）2ACNC15A工工业业机器人机器人10APLC I/O点点输输入入24共共 48 点，有点，有 Y0、Y1 两两高速高速输输出点出点输输出出24PLC输输出出方式方式晶体管晶体管输输出出3、各站主要功能列表、各站主要功能列表 4、各站主要元器件列表、各站主要元器件列表控制系统：控制系统：控制系统：控制系统：1 1、三菱、三菱、三菱、三菱PLCPLC及编程软件；及编程软件；及编程软件；及编程软件；2 2、上位监控计算机和组态软件；、上位监控计算机和组态软件；、上位监控计算机和组态软件；、上位监控计算机和组态软
9、件；3 3、工业现场总线接口；、工业现场总线接口；、工业现场总线接口；、工业现场总线接口；4 4、以太网接口；、以太网接口；、以太网接口；、以太网接口；5 5、人机交换界面及编程软件；、人机交换界面及编程软件；、人机交换界面及编程软件；、人机交换界面及编程软件；6 6、I/OI/O接口；接口；接口；接口；7 7、故障设置盒；、故障设置盒；、故障设置盒；、故障设置盒；8 8、硬件急停装置；、硬件急停装置；、硬件急停装置；、硬件急停装置；9 9、多个按钮的控制面板。、多个按钮的控制面板。、多个按钮的控制面板。、多个按钮的控制面板。功能功能主要结构主要结构主要驱动主要驱动中央中央控控制制台台监控生产
10、全过监控生产全过程。程。系统状态指示屏；系统状态指示屏；信息指示屏；信息指示屏；控制按钮屏。控制按钮屏。自动自动传传输输站站沟通、协调各沟通、协调各站之间的正站之间的正常运行，是常运行，是整条生产线整条生产线的传递枢纽。的传递枢纽。四自由度旋转机械四自由度旋转机械手，气动夹爪；手，气动夹爪；两个暂存工位。两个暂存工位。1、小车运行：步、小车运行：步进电机；进电机；2、机械手：直流、机械手：直流伺服电机、气伺服电机、气动元件。动元件。立体立体仓仓库库站站分类存储原料分类存储原料和成品。和成品。20个仓储工位；个仓储工位；三轴立体存储机构；三轴立体存储机构；仓储系统：仓储系统：X、Y：步进电机，：
11、步进电机，Z：气动元件：气动元件功能功能主要结构主要结构主要驱动主要驱动三坐三坐标标测测量量站站检测毛坯检测毛坯工件合工件合格与否。格与否。三坐标测量机构；三坐标测量机构；测量平台；夹具；测量平台；夹具；带过载保护的机械测带过载保护的机械测量探头。量探头。测量系统：直测量系统：直流伺服电机流伺服电机CNC加加工工站站通过编程通过编程对工件对工件加工。加工。Fanuc数控系统；数控系统；三轴滚珠丝杠传动；三轴滚珠丝杠传动；工件自动夹紧机构工件自动夹紧机构XYZ三轴：三轴：fanuc交流伺交流伺服电机服电机;主轴：施耐德主轴：施耐德变频器。变频器。功能功能主要结构主要结构主要驱动主要驱动安安装装搬
12、搬运运站站安装与暂存工安装与暂存工件件工件暂存工位；工件压装工件暂存工位；工件压装装置；六轴工业机器人装置；六轴工业机器人（首钢（首钢MOTOMAN机机器人）：器人）：NX100控制柜、控制柜、手持触摸式中文示教编手持触摸式中文示教编程器、六轴机械手臂。程器、六轴机械手臂。安装系统：气动安装系统：气动元件。元件。拆拆卸卸分分检检站站用于拆卸已经用于拆卸已经加工完成的加工完成的工件并对小工件并对小工件进行分工件进行分类。类。一套工件拆卸装置一套工件拆卸装置一条工件传输装置一条工件传输装置小工件分类装置小工件分类装置拆卸系统：拆卸系统：拆卸及分类：气拆卸及分类：气动元件驱动动元件驱动传送机构：直流
13、传送机构：直流电机驱动电机驱动（参考：（参考：立体仓库站立体仓库站若若20仓位）仓位）PLC输输入入传传感器、行程开关感器、行程开关X0OB10（南）（南）X1OB9X2OB8X3OB7X4OB6（北）（北）X5OB5（下）（下）X6OB4X7OB3X10OB2X11OB1（上）（上）X12行程开关行程开关B1（左）（左）X13行程开关行程开关B2（右）（右）X14行程开关行程开关B4（下）（下）X15行程开关行程开关B3（上）（上）X161B1（放大工件缸（放大工件缸缩缩回位）回位）X171B2（放大工件缸伸出位）（放大工件缸伸出位）X20开始按开始按钮钮X21复位按复位按钮钮X22单单/联
14、联按按钮钮X23停止按停止按钮钮X26上上电电5、选择一站、选择一站、分配分配I/O表表PLC输输出出电电磁磁换换向向阀阀、步、步进电进电机机Y0水平电机脉冲水平电机脉冲Y2水平电机方向水平电机方向Y1垂直电机脉冲垂直电机脉冲Y3垂直电机方向垂直电机方向Y41Y1（放大工件缸（放大工件缸缩缩回）回）Y51Y2（放大工件缸伸出）（放大工件缸伸出）Y7行程开关急停（行程开关急停（B1B4）Y20开始灯开始灯Y21复位灯复位灯Y23停止灯停止灯Y26软软上上电电Y27软软急停急停6、编程实现、编程实现7、参考程序、参考程序1、检查是否能大致估算各站尺寸，绘制所规划生产线布局图、检查是否能大致估算各站尺寸，绘制所规划生产线布局图2、是否能对主要指标列表、是否能对主要指标列表3、每站主要功能是否能很清楚、每站主要功能是否能很清楚4、检查是否能合理选择各站主要元器件、检查是否能合理选择各站主要元器件5、检查是否能合理分配、检查是否能合理分配I/O表表6、检查是否能编程实现一定动作、检查是否能编程实现一定动作四、检查四、检查见实训报告册见实训报告册 五、评估五、评估