兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置的製作方法

2023-04-28 06:19:56

專利名稱：兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電一體化裝置，尤其是一種兩站式模塊化機電一體化生產 線實訓裝置。
背景技術：
機電一體化技術融合了機械、電子、傳感和計算機等技術。目前機電一體化技術培 訓和教學設備是依據舊的學科體系針對單項技術設計的驗證性實驗設備，其設計思路、制 造工藝、標準和實驗項目，和工廠的實際設備、工作要求及工作任務有很大的差距，只能用 於動作演示和觀摩，無法給學員應有的技能培訓。而且設備的設計、培訓項目和考核標準不 能和國家勞動部門職業工種標準掛鈎。因此，跟據機電一體化技術崗位要求、培訓要求、課 程改革和技能鑑定的需要，設計開發相應的機電一體化實訓教學設備是非常必要的。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種可獨立工作，也可通過機械連接、氣動連接和電 氣連接，組成一條生產線，能夠完成工件的進料、傳送、工件的變速輸送、工件的檢測(黑色 金屬、白色塑料、銀色金屬、正反面)、反面工件的翻轉、工件的分揀、站間通訊、觸控螢幕控制 等典型機電一體化生產流程，並且可模擬拆卸、編程、安裝、調試等工作任務，用於培訓、教 學、技能鑑定和技能競賽的兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置。為了解決上述問題，本實用新型採用的方案是一種兩站式模塊化機電一體化生 產線實訓裝置，包括一個工作檯、位於工作檯上的進料傳送站和輸送分揀站。所述的工作檯由兩個臺組合，其中每個臺包括臺面、位於臺面下方的操作控制單 元、安全型插座以及用於移動工作檯的腳輪，這樣設置的目的在於使上述的料傳送站和輸 送分揀站可以分別獨立工作，又可以組成一條生產線來工作。其中的PLC控制單元包括變頻器模塊、電源模塊、步進驅動器模塊、以及觸摸頻模 塊。為最大限度的利用工作站的執行部分，通過專門設計的控制轉換線路，PLC操作控制 單元可靈活更換為目前機電一體化生產線典型的工業控制器種類S7200、S7300和三菱 FX2nPLC,保證培訓的靈活性。所述的進料傳送站，其設置在工作檯上，通過位於其所在的工作檯下方的操作控 制單元完成工件的進料和傳送。其中進料傳送站包括人機界面模塊、位於人機界面模塊一側送料模塊、位於井式 送料模塊一側的接料座模塊、位於接料座模塊一側的四自由度機械手模塊和氣源處理模塊 以及氣動電磁閥組。所述的人機界面模塊為控制並監控工作站的運行的工業計算機。所述的送料模塊用於完成進料。所述的接料座模塊用於放置工件並定位工件。所述的四自由度機械手模塊用於將工件夾起並傳動到下一個工位。[0013]所述的氣動電磁閥組用以控制各氣缸的動作。一個輸送分揀站，設置在臺上位於進料傳送站的一側，通過其所在工作檯下方的 操作控制單元完成工件的的變速輸送、檢測、反面工件的翻轉和不同工件的分揀。其中輸送分揀站包括位於進料傳送站鄰側的輸送帶模塊、位於輸送帶模塊上方的 檢測模塊、位於檢測模塊一側的反面翻轉機械手模塊和分揀機械手模塊以及報警燈模塊。所述的輸送帶模塊由變頻器控制的三相電機驅動，用以對工件進行變速輸送。所述的檢測模塊由阻擋氣缸、傳感器組成(電容、電感、光電)，完成對工件的檢測， 檢測工件是否到位。所述的反面翻轉機械手模塊中的機械手為純氣動方式，用以將反面的工件翻轉為 正面。所述的分揀機械手可以是無杆氣動分揀機械手，也可以是伺服電機分揀機械手， 還可以是步進電機分揀機械手，可根據不同崗位要求和培訓要求進行更換。分揀機械手用 以完成將不同的工件放置於不同的工位。所述的報警燈模塊為紅綠兩色，顯示工作站運行狀態。本實用新型的積極效果在於技術涵蓋了機械技術、可編程序控制器、現代氣動技 術、傳感器技術、電機調速技術(變頻、伺服、步進)、人機界面技術、工業網絡等工業生產中 典型機電一體化技術應用；所有元件採用真實生產線使用的工業標準元件，機械連接、氣路 連接、電氣控制系統的安裝工藝及規範採用國家規範及行業標準；各功能模塊可單獨運行， 完成單獨的工序和功能，每個工作站的模塊能夠配合完成兩道三個工序的運行；同時，各工 作站設有機械連接端、氣動連接端、電氣連接端和腳輪，在進行完工作站的培訓後，可進行 兩站間的機械連接、氣動連接和電氣連接，組成一條生產線，能夠完成兩站的聯合運行，同 時還可通過PLC的通訊連接，完成兩站的聯網通訊，形成更為複雜的生產線流程功能，進行 高層次的機電一體化技術培訓。通過專門設計的控制轉換線路，控制系統PLC可靈活更換 為S7200、S7300和三菱FX2nPLC最大限度的利用工作站的執行部分；本實訓裝置涉及的技 術範圍、技能訓練項目和考核標準參考了廣東省勞動廳可編程控制系統設計師職業工種國 家標準，可用於可編程控制系統設計師(四級、三級、二級)的培訓和考核。因此，本實用新型完全適用於目前工業生產線中典型機電一體化技術應用的工作 培訓、課程教學和相關工種的技能考核培訓。

圖1為兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置的主體圖。圖2為兩個工作站的平面圖。圖3為機械手結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，包括一個工作檯、 兩個工作站。如圖1所示的工作檯由兩個臺組合，其中每個臺包括臺面1、位於臺面下方的控制 單元、安全型插座11以及用於移動工作檯的腳輪14。[0028]如圖1其中的PLC控制單元包括變頻器模塊13、電源模塊15、步進驅動器模塊16、 以及觸摸頻模塊17。為最大限度的利用工作站的執行部分，通過專門設計的控制轉換線路， PLC控制單元可靈活更換為目前機電一體化生產線典型的工業控制器種類S7200、S7300 和三菱FX2nPLC,保證培訓的靈活性。如圖2所示的兩個工作站為一個進料傳送站2，其設置在其中一個工作檯上，通過位於其所在的工作檯下方的 控制單元完成工件的進料和傳送。其中進料傳送站2包括人機界面模塊21、位於人機界面模塊一側送料模塊22、位 於井式送料模塊一側的接料座模塊23、位於接料座模塊一側的四自由度機械手模塊M和 氣源處理模塊沈以及氣動電磁閥組25。人機界面模塊21為控制並監控工作站的運行的工業計算機。送料模塊22用於完 成進料。接料座模塊23用於放置工件並定位工件。四自由度機械手模塊M用於將工件夾 起並傳動到下一個工位。氣動電磁閥組25用以控制各氣缸的動作。一個輸送分揀站3，設置在另一工作檯上位於進料傳送站2的一側，通過其所在工 作臺下方的操作控制單元完成工件的的變速輸送、檢測、反面工件的翻轉和不同工件的分 揀。其中輸送分揀站包括位於進料傳送站鄰側的輸送帶模塊31、位於輸送帶模塊上方 的檢測模塊32、位於檢測模塊一側的反面翻轉機械手模塊33和分揀機械手模塊34、報警燈 模塊35以及氣動電磁閥組36。輸送帶模塊31由變頻器控制13的三相電機驅動，用以對工件進行變速輸送。檢 測模塊32由阻擋氣缸、傳感器組成(電容、電感、光電)，完成對工件的檢測，檢測工件是否到 位。反面翻轉機械手模塊33中的機械手為純氣動方式，用以將反面的工件翻轉為正面。分 揀機械手34可以是無杆氣動分揀機械手，也可以是伺服電機分揀機械手，還可以是步進電 機分揀機械手，可根據不同崗位要求和培訓要求進行更換。分揀機械手用以完成將不同的 工件放置於不同的工位。報警燈模塊35為紅綠兩色，顯示工作站運行狀態。電磁閥組36 用以控制各氣缸的動作。
權利要求1.一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在於其包括一個工作檯、 位於工作檯面上的進料傳送站和輸送分揀站。
2.根據權利要求1所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的工作檯由兩個臺組合，其中每個臺包括臺面、位於臺面下方的PLC控制單元、安 全型插座以及用於移動工作檯的腳輪。
3.根據權利要求2所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的PLC控制單元包括變頻器模塊、電源模塊、步進驅動器模塊、以及觸摸頻模塊。
4.根據權利要求1所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的進料傳送站包括人機界面模塊、位於人機界面模塊鄰側的送料模塊、位於井式送 料模塊鄰側的接料座模塊、位於接料座模塊鄰側的四自由度機械手模塊和氣源處理模塊以 及氣動電磁閥組。
5.根據權利要求1所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的輸送分揀站包括位於進料傳送站鄰側的輸送帶模塊、位於輸送帶模塊上方的 檢測模塊、位於檢測模塊一側的反面翻轉機械手模塊和分揀機械手模塊以及報警燈模塊。
6.根據權利要求5所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的檢測模塊包括阻擋氣缸和傳感器。
7.根據權利要求5所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的分揀機械手模塊選用無杆氣動分揀機械手。
8.根據權利要求5所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的分揀機械手模塊選用伺服電機分揀機械手。
9.根據權利要求5所述的一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，其特徵在 於所述的分揀機械手模塊選用步進電機分揀機械手。
專利摘要本實用新型涉及一種兩站式模塊化機電一體化生產線實訓裝置，包括兩個獨立設計的工作站，可獨立工作，同時兩站設有機械連接端、氣動連接端和電氣連接端，進行機械連接、氣動連接和電氣連接，組成一條生產線，能夠完成工件的進料、機械手傳送、工件的變速輸送、工件的檢測(黑色金屬、白色塑料、銀色金屬、正反面)、反面工件的翻轉、工件的分揀、兩站的通訊、觸控螢幕控制等典型機電一體化生產流程。本實用新型完全適用於目前工業生產線中典型機電一體化技術應用的工作培訓、課程教學和相關工種的技能考核培訓。
文檔編號G09B25/02GK201859591SQ20102061494
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者周文玲, 官春平, 李湘偉, 李鳴, 黃偉明 申請人:廣東賽傑自動化與信息技術轉移中心有限公司, 廣東輕工職業技術學院