QA-RX01型工業(yè)4.0模擬實訓(xùn)考核系統(tǒng)

 一、實訓(xùn)考核裝置的結(jié)構(gòu)和工作過程

在鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺上安裝大工件出料裝置、伺服搬運機(jī)械手、模擬沖床加工、小工件給料裝配、自動傳送分揀、6自由度工業(yè)機(jī)械手搬運、智能倉儲入庫等工作站，構(gòu)成一個典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械平臺；電氣控制采用RS485串行通訊方式實現(xiàn)分布式的控制，從而組成自動加工、裝配生產(chǎn)線，真實呈現(xiàn)自動生產(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

供料站主要由料倉及料槽、推料氣缸和物料臺以及相應(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)啟動后，推料氣缸推出，把料槽中最底層的工件推到物料臺上工件抓取位。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推出氣缸氣缸縮回。搬運站機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運送往加工站。

⑵加工站

加工站主要由物料臺、夾緊機(jī)械手、物料臺伸出/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對工件的沖壓加工過程，流程如下：

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

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)搬運站的機(jī)械手把工件運送到裝配站物料臺上時，推料氣缸伸出，使料槽中最底層的小圓柱工件落到旋轉(zhuǎn)供料臺上，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→手爪松開的動作順序，把小園柱工件順利裝入大工件中，搬運站機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運送往物料分解站。

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)搬運站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始送入分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為金屬，由檢測金屬的電感式傳感器作為1號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到1號槽里；如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則由檢測白色物料的光纖傳感器動作，作為2號槽推料氣缸啟動信號，將白色料推到2號槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，由檢測黑色的光纖傳感器作為3號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到3號槽里。。自動生產(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)動器、同步帶式線性導(dǎo)軌、四自由度搬運機(jī)械手、電磁閥和原點定位開關(guān)構(gòu)成。

本站的功能是完成向各個工作單元輸送工件，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)行回原點操作，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點位置后，若系統(tǒng)啟動，供料站物料臺檢測傳感器檢測到有工件時，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自動生產(chǎn)線加工過程。

（6）6自由度工業(yè)機(jī)械手搬運

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)器人對經(jīng)過檢測分揀單元檢測合格的工件進(jìn)行搬運，搬運到智能倉庫單元供入庫。

(7)智能立體倉庫

立體倉庫裝置為四層十六倉位庫體，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。具備三維運動控制功能（X、Z軸完成倉位定位、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)、庫體（全鋁結(jié)構(gòu)）、垛手（全鋁結(jié)構(gòu)）、蝸輪傳動部件、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，并能實時監(jiān)控倉庫的狀態(tài)并可對其進(jìn)行控制。