Изучение станции переноса

Лабораторная работа №1

Тема: Изучение станции переноса

Цель  работы: Формирование знаний о конструкции и принципах работы манипуляционных систем на примере станции переноса фирмы FESTO.

Теоретический материал

Модульные производственные системы (MPS – Modular Produсtion Systems) разработаны с целью проведения тренингов по повышению профессиональных навыков в области автоматизации производственных процессов, приобретения практически ориентированных знаний для работы с промышленными компонентами и для программирования промышленных контроллеров.

Во  время изучения и работы со станциями  MPS проходят следующие этапы проекта:

• Планирование;
• Сборка;
• Программирование;
• Ввод в эксплуатацию;
• Управление;
• Техническое обслуживание;
• Поиск ошибок.

Для результативной работы со станциями  MPS слушателям необходимо изучить следующие дисциплины:

• Механика

- Механическая конструкция станции;

• Пневматика

- пневматические зажимные устройства;

- линейные и поворотные пневмоприводы;

• Электротехника

- корректное соединение проводами  электрических компонентов;

• Датчики

- корректное использование концевых  переключателей;

• Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

- программирование и использование  ПЛК;

- структура программ для ПЛК;

- принцип работы устройства переноса;

• Ввод в эксплуатацию

- ввод в эксплуатацию производственных  систем;

• Поиск неисправностей

- поиск систематических ошибок  производственных систем;

Для углубленного изучения или проектной (курсовой) работы возможны следующие  темы:

• Выбор пневматических компонентов

- параллельное зажимное устройство;

• Техника безопасности при поломках и неисправностях пневматических систем

- вакуумный резервуар;

• Программирование ПЛК

- программирование исполнительной  части;

- программирование последовательности  RESET (возврата в исходное состояние);

- программирование функции аварийной  остановки;

• Оптимизация продолжительности цикла

1. Техника безопасности при работе  на MPS

Основные  требования к технике безопасности и условия безотказной работы рассмотрены в основных рекомендациях  и инструкциях.

Студенты  должны быть проинструктированы по технике  безопасности перед началом работы с MPS – станциями.

Перед началом работы необходимо убедиться, что к управлению станциями допущены лица, которые:

• Ознакомлены с основными требованиями по надёжности функционирования и технике безопасности, а также прошли инструктаж по управлению станциями MPS;
• прочитали и усвоили инструкцию по безопасности и предупреждающие комментарии, а также подтвердили это своей подписью.

Требования  по технике безопасности

Общее:

• Студенты должны работать на станции только под наблюдением преподавателя или инженера;
• Ознакомиться с информацией по безопасной эксплуатации каждого компонента станции.

Электрика:

• Электрические соединения должны подсоединяться или разъединяться только при обесточенной станции;
• Использовать только электропитание до 24В.

Пневматика:

• Не превышать допустимое давление в 8 Бар (800 кПа);
• Не подключать сжатый воздух до тех пор, пока не будут смонтированы и надежно закреплены все трубопроводные соединения;
• Не разъединять воздушные линии под давлением;
• Особое внимание уделить подключению сжатого воздуха. Цилиндры (исполнительные механизмы) могут выдвинуться или задвинуться, как только сжатый воздух будет подан.

Механика:

• Надежно закрепить все компоненты на плите;
• Не допустимо вмешиваться вручную в работу системы до тех пор, пока система не остановится.

2. Станция переноса MPS

2.1 Общее описание

Станция переноса является субфункциональным элементом грузопотока, в функции которого входят транспортировка и накопление деталей. Согласно Интерфейсу Виртуального Устройства №2860, станция переноса является устройством, предназначенным для упорядоченного или же временного пространственного распределения деталей по их геометрическим параметрам и прочим критериям.

Также к функциям станции переноса относятся:

• Определение свойств материала деталей;
• Удаление деталей из приемника;
• Расположение деталей на «металлическом/красном» наклонном накопителе или на «черном» наклонном накопителе, а также
• Передача деталей последующей станции.

2.2 Устройство станции переноса

Станция переноса может работать как в  составе модели производственной линии, состоящей из последовательно механически  и информационно соединенных  различных станций MPS, так и автономно. При этом в обоих случаях специфика выполняемой работы будет координально отличаться, тем самым, позволяя студентам пробовать себя в различных производственных ситуациях.

В состав станции переноса входят следующие  компоненты:

• Модуль-приемник;
• Модуль PicAlfa;
• Наклонный накопитель;
• Профильная плита.

Исполнительный  орган станции переноса, модуль PicAlfa, выбирает деталь, поданную на приемник, где предварительно посредством оптических датчиков определяются ее свойства (такие как материал, из которого она изготовлена, а также цвет) и переносит ее на один из наклонных накопителей.

Основными блоками станции являются основание, модуль PicAlfa, панель контроллера и панель управления, общий вид которых отображен на рисунке 1.

 

 

	На рисунке 1: 1. Основание стации; 2. Модуль транспорти-ровки (переноса); 3. Панель контроллера с контроллером  CPU 313C; 4. Панель управления. В свою очередь состав модуля транс-портировки следующий (см. рисунок 2):
Рисунок 1 – Общий вид станции переноса

 

Рисунок 2 – Общий вид модуля транспортировки

На рисунке 2: 1. Универсальная про-фильная плита; 2. Блок подготовки воздуха; 3. Модуль PicAlfa; 4. Модуль-приемник с оптическим  датчиком; 5. Набор наклонных накопителей; 6. Пневмоостров; 7. Система воздушных и электрических  шлан-гов и кабелей в защит-ных кожухах.

Станция переноса оборудована подвижным  переносным устройством с двумя  степенями свободы. Помещенная на станцию  деталь определяется на модуле-приемнике  посредством рефлекторного оптического  датчика.

Устройства  переноса, коим является модуль PicAlfa, переносит деталь из модуля-приемника посредством пневматического зажимного устройства снабженного оптическим датчиком. Датчик различает детали по принципу «черный» и «не черный». На основе этого же принципа детали могут быть расположены на различных наклонных накопителях.

В случае комбинирования станции переноса с другими станциями MPS могут быть определены различные другие принципы и критерии, по которым будут различаться детали. Также, посредством изменения расположения механических концевых выключателей возможен перенос деталей на последующую станцию.

Как уже было отмечено выше, основными  исполнительным устройством модуля транспортировки (переноса) является модуль PicAlfa, изображенный на рисунке 3.

Рисунок 3 – Модуль PicAlfa

На рисунке 3: 1. Пневматическое за-жимное устройство, снабженное оптичес-ким датчиком; 2. Механические кон-цевые выключатели; 3. Роликовый трак, по которому  перемещает-ся каретка с пневмати-ческим подъемным ме-ханизмом 4.

Модуль  PicAlfa реализован с использованием промышленных компонентов переноса. Быстрое позиционирование по всей длине роликового трака, включая промежуточные положения, осуществляется посредством пневматического линейного шасси с гибкой установкой на концевых положениях и торможением в конце хода. Подъемный механизм, расположенный на перемещающейся каретке предназначен для перемещения пневматического зажимного устройства по оси Y.

Как уже было отмечено, пневматическое зажимное устройство установлено на подъемном механизме, в свою очередь  оптический датчик, определяющий характеристику детали, установлен на пневматическом захвате.

Модуль  PicAlfa является исключительно гибким устройства переноса: длина хода, возможность наклонения оси подъемника, возможность конфигурирования датчиков конечного положения и монтажного положения роликового трака. Все это позволяет адаптировать модуль для решения широкого диапазона задач переноса и транспортировки без применения каких-либо дополнительных компонентов.

Также немаловажную роль в процессе транспортировки  деталей играют другие модули, такие  как модуль-приемник, а также набор  наклонных накопителей, общий вид  которых изображен на рисунках 4 и 5, соответственно.

 

Рисунок 4 – Общий вид модуля-приемника

Детали  могут помещаться на модуль-приемник как вручную при автономном использовании  станции переноса, так и с использованием различных манипуляторов при  работе станции в составе технологической  линии. Наличие детали на модуле-приемнике  определяется при помощи оптоволоконного  датчика.

 

 

Рисунок 5 – Общий вид наклонного накопителя

Наклонные накопители используется для перемещения  деталей на последующую станцию, а также для накопления последних. Наклонный накопитель может вмещать  до пяти деталей включительно. Также  возможно регулирование угла наклона  накопителя.

На  рисунке 6 представлено изображение  пневмоострова и разъем с контактами ХМА2.

 

 

Рисунок 6 – Разъем с контактами ХМА2 и пневмоостров

Пневмоостров организует распределение сжатого воздуха при подаче на него соответствующих управляющих сигналов. Пневматически он подключается к источнику сжатого воздуха и исполнительным механизмам установки. Входы для электрических управляющих сигналов подключаются к разъему ХМА2. Разъем ХМА2 содержит гнездо для подключения соответствующего шлейфа панели контроллера, а также гнезда для электрического подключения исполнительных устройств MPS станции, снабженных индикаторами состояний.

На  рисунке 7 изображена пневмосхема по которой пневматические исполнительные органы соединены с пневмоостровом. Принципиальные электрические схемы входов и выходов представлены на рисунках 8 и 9, соответственно.

Панель  контроллера, общий вид которой  представлен на рисунке 10, содержит сам контроллер CPU 313C, подключенный к нему модуль Industrial Ethernet CP 343-1 Lean с включенным в него проводом локальной сети, выведенные на панель разъемы питания, аналоговый разъем ХМА4, провод для подключения к блоку питания +24В, а также два шлейфа ХМА1 и ХМА2 для подключения к панели управления (ХМА1) и разъему МРS станции (ХМА2). Шлейфы отвечают за подачу цифровых сигналов на входы контроллера и выдачу сигналов с его выходов.

 

 

Рисунок 7 – Пневмосхема

 

Рисунок 8 – Электрическая схема входов

 

Рисунок 9 – Электрическая схема выходов

Рисунок 10 – Панель контроллера

На рисунке 10: Аварийный останов разъемом-перемычкой (XN) Аналоговый терминал (XMA4) Контроллер CPU 313C Соединительный силовой кабель на 24В с безопасными штекерами 4 мм Соединительный кабель со штекером SysLink к управляющей консоли (XMG1) Соединительный кабель со штекером SysLink к станции (XMG2)