SR-M025 Sprzęt do szkolenia i oceny sortowania produktów na linii produkcyjnej Sprzęt dydaktyczny do szkolenia mechatroniki Sprzęt do szkolenia zawodowegoI. Zrozumienie sprzętu do szkolenia i oceny sortowania towarów na linii produkcyjnej
1. Podstawowy skład sprzętu
Sprzęt do szkolenia i oceny sortowania towarów na linii produkcyjnej składa się z trzech jednostek: jednostki przetwarzającej zespół podający, jednostki obsługowej oraz jednostki sortującej zainstalowanej na stole szkoleniowym.
Każda jednostka robocza może być niezależnym systemem, a także systemem mechatronicznym. Siłowniki każdej jednostki to głównie siłowniki pneumatyczne, ale ogólny ruch manipulatora jednostki transportowej jest napędzany przez serwomotor i precyzyjnie pozycjonowany. Układ napędowy charakteryzuje się długim skokiem i wieloma punktami pozycjonowania i jest typowym jednowymiarowym systemem sterowania położeniem. Napęd taśmy przenośnika jednostki sortującej wykorzystuje przekładnię prądu przemiennego napędzaną przez falownik do napędzania trójfazowego silnika asynchronicznego. Urządzenie wykorzystuje różnorodne czujniki do określania położenia obiektu w ruchu, stanu przechodzącego obiektu, koloru i materiału obiektu itp. W zakresie sterowania, urządzenie wykorzystuje rozwiązanie sterowania sieciowego PLC moubustcp, co oznacza, że każda jednostka robocza jest sterowana przez PLC, a każdy PLC jest połączony poprzez komunikację moubustcp, aby osiągnąć sterowanie rozproszone. Z drugiej strony, opanowanie technologii sieciowej PLC opartej na komunikacji moubustcp stworzy solidne podstawy do nauki technologii fieldbus, technologii przemysłowego Ethernetu itp.
2. Podstawowe funkcje urządzenia
(1) Podstawowe funkcje jednostki przetwarzającej zespół podający
(2) Podstawowe funkcje jednostki obsługowej
(3) Podstawowe funkcje jednostki sortującej
3. Sterowanie elektryczne urządzeniem
(1) Cechy konstrukcyjne każdej jednostki roboczej
Urządzenie mechaniczne i elektryczna część sterująca są względnie oddzielone. Urządzenie mechaniczne każdej jednostki roboczej jest zamontowane na płycie dolnej jako całości, natomiast urządzenie PLC sterujące procesem produkcyjnym jednostki roboczej jest zamontowane na płytach szuflad po obu stronach stołu roboczego. Dlatego wymiana informacji między urządzeniem mechanicznym jednostki roboczej a sterownikiem PLC jest kluczowa. Rozwiązaniem jest podłączenie przewodów każdego zaworu elektromagnetycznego i czujnika w urządzeniu mechanicznym do portu okablowania po stronie urządzenia, a przewód wejścia/wyjścia sterownika PLC do portu okablowania po stronie sterownika PLC. Oba porty okablowania są połączone wielożyłowym kablem sygnałowym.
(2) System sterowania
Każda jednostka robocza może być niezależnym systemem, a także może tworzyć rozproszony system sterowania poprzez połączenie sieciowe. Gdy jednostka robocza jest systemem niezależnym, główny sygnał sterujący pracą jej urządzeń oraz sygnał wyświetlania stanu podczas pracy pochodzą z modułu wskaźnika przycisków jednostki roboczej. Końcowe piny lampek kontrolnych i przycisków na module są podłączone do listwy zaciskowej.
(3) Interfejs człowiek-maszyna
To urządzenie wykorzystuje ekran dotykowy jako interfejs człowiek-maszyna. Interfejs człowiek-maszyna z ekranem dotykowym przekazuje główne sygnały sterujące pracą systemu (reset, start, stop itp.), a także wyświetla różne informacje o stanie działania systemu.
4. Zasilanie
Zasilanie zewnętrzne to jednofazowe, trójprzewodowe zasilanie AC220 V, a każde główne obciążenie systemu jest zasilane oddzielnie za pomocą automatycznego przełącznika.
5. Urządzenie przetwarzające powietrze
Element przetwarzający powietrze jest podstawowym elementem pneumatycznego układu sterowania. Źródłem powietrza w tym elemencie przetwarzającym powietrze jest sprężarka powietrza, a sprężone powietrze wyjściowe jest transportowane do każdej jednostki roboczej poprzez szybkozłącze trójdrogowe i przewód powietrza. Jego funkcją jest usuwanie zanieczyszczeń i skroplonej wody zawartej w sprężonym powietrzu oraz regulacja i utrzymywanie stałego ciśnienia roboczego.
II. Wprowadzenie do podzespołów
(1) Silnik redukcyjny prądu stałego
Silnik redukcyjny prądu stałego to silnik wyposażony w przekładnię redukcyjną, wzorowaną na zwykłym silniku prądu stałego. Składa się on z przekładni, cewki wykonanej w całości z miedzi, kół zębatych i szczotek węglowych. Jego główną funkcją jest zapewnienie niższej prędkości i większego momentu obrotowego. Przekładnia redukcyjna zmniejsza prędkość wyjściową silnika i zwiększa moment obrotowy wyjściowy za pomocą jednej lub kilku przekładni zębatych.
(2) Regulator prędkości silnika prądu stałego
Regulator prędkości silnika prądu stałego to urządzenie służące do regulacji prędkości silnika prądu stałego. Może kontrolować prędkość silnika poprzez zmianę napięcia zasilania, prądu lub strumienia magnetycznego.
(3) Serwosilnik
(4) Serwonapęd
(5) Trójfazowy silnik asynchroniczny prądu przemiennego
Trójfazowy silnik asynchroniczny prądu przemiennego to szeroko stosowane w różnych zastosowaniach urządzenie trakcyjne, które przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Główną cechą tego silnika jest to, że jego prędkość jest zawsze nieznacznie niższa niż prędkość synchroniczna, dlatego nazywa się go silnikiem „asynchronicznym”. Jego konstrukcja składa się głównie ze stojana, wirnika i szczeliny powietrznej między nimi. Zasada działania polega na tym, że po podłączeniu trójfazowego źródła zasilania prądem przemiennym do uzwojenia stojana silnika, uzwojenie stojana generuje wirujące pole magnetyczne. To wirujące pole magnetyczne przecina uzwojenie wirnika (uzwojenie wirnika może być klatkowe lub drutowe), generując w nim indukowaną siłę elektromotoryczną, a tym samym prąd w uzwojeniu wirnika. Pod wpływem siły elektromagnetycznej wirnik zaczyna się obracać, a kierunek obrotu jest zgodny z kierunkiem wirującego pola magnetycznego. Ponieważ jednak prędkość obrotowa wirnika jest zawsze niższa od prędkości synchronicznej, powstaje różnica prędkości. Ta różnica prędkości jest główną siłą napędową ciągłego obrotu silnika.
(6) Falownik
Model falownika tego urządzenia to MD200. Falownik serii MD200 ma konstrukcję w kształcie książki, umożliwia bezproblemową instalację obok siebie i na prowadnicach, jest niewielki, łatwy w montażu i zajmuje mało miejsca. Blok zacisków ma konstrukcję bez pokrywy, co ułatwia okablowanie, obsługę i konserwację. Wszystkie modele z tej serii posiadają wbudowane filtry wejściowe, które w pełni poprawiają zdolność przeciwzakłóceniową i redukują zakłócenia zewnętrzne. Dzięki makroparametrom typowe zastosowania można wdrożyć jednym kliknięciem.
(7) Grupa zaworów elektromagnetycznych
Siłowniki siłowników jednostek roboczych w tym urządzeniu są siłownikami dwustronnego działania, dlatego zawory elektromagnetyczne sterujące ich pracą muszą mieć 2 porty robocze, 2 porty wylotowe i 1 port zasilania powietrzem. W związku z tym stosowane zawory elektromagnetyczne to dwupozycyjne, pięciodrogowe zawory elektromagnetyczne. Integracja grupy zaworów sterujących składającej się z wielu zaworów, tłumików, kolektorów itp. nazywana jest grupą zaworów, a funkcje każdego zaworu są od siebie niezależne.
(8) Czujniki
Czujniki stosowane w każdej jednostce roboczej tego urządzenia to czujniki zbliżeniowe, które wykorzystują czułość czujnika na zbliżający się obiekt do identyfikacji zbliżania się obiektu i wysyłają odpowiedni sygnał przełączający.
(8.1) Przełącznik magnetyczny
(8.2) Czujnik laserowy
(8.3) Czujnik indukcyjny
(8.4) Czujnik pojemnościowy
(8.5) Czujnik fotoelektryczny
(9) Siłownik liniowy dwustronnego działania
Cylinder dwustronnego działania oznacza, że ruch posuwisto-zwrotny tłoka jest napędzany sprężonym powietrzem. Obie pokrywy końcowe cylindra są wyposażone w otwory wlotowe i wylotowe powietrza. Po doprowadzeniu powietrza z otworu w pokrywie końcowej beztłoczyskowej tłoczysko tłoczysko jest popychane do przodu; i odwrotnie, po doprowadzeniu powietrza z otworu w pokrywie końcowej od strony tłoczyska tłoczysko tłoczysko jest popychane do tyłu.
(10) Siłownik cienki
Cienkotłoczysko należy do kategorii siłowników oszczędzających miejsce, co oznacza, że jego wymiary osiowe lub promieniowe są znacznie zmniejszone w porównaniu ze standardowym siłownikiem. Jego zaletami są zwarta konstrukcja, niewielka masa i niewielkie gabaryty.
Cechy charakterystyczne cylindra cienkiego to: korpus cylindra i beztłoczyskowa pokrywa boczna są wykonane z odlewu ciśnieniowego, pokrywa tłoczyska jest zamocowana elastycznym pierścieniem ustalającym, a korpus cylindra jest kwadratowy. Ten typ cylindra jest zazwyczaj używany do mocowania osprzętu i mocowania przedmiotów obrabianych podczas transportu.
(11) Cylindry prowadzące
Cylindry prowadzące to cylindry pełniące funkcję prowadnicy. Zazwyczaj stanowią one zbiór standardowych cylindrów i urządzeń prowadzących. Cylindry prowadzące charakteryzują się wysoką dokładnością prowadzenia, momentem obrotowym zapobiegającym skręcaniu, dużą nośnością i stabilną pracą.
(12) Prowadnice liniowe
Prowadnice liniowe to rodzaj prowadnic tocznych, które składają się ze stalowych kulek toczących się bez końca między suwakiem a szyną prowadzącą, umożliwiając platformie ładunkowej liniowy ruch wzdłuż szyny prowadzącej z dużą precyzją. Współczynnik tarcia tych prowadnic można zmniejszyć do 1/50 współczynnika tarcia tradycyjnych prowadnic ślizgowych, co pozwala na osiągnięcie wysokiej dokładności pozycjonowania.
(13) Chwytaki pneumatyczne
Chwytaki pneumatyczne służą do chwytania i zaciskania przedmiotów obrabianych.
(14)Pneumatyczny stół wahadłowy
Pneumatyczny stół wahadłowy jest głównym elementem obrotowego stołu materiałowego. Napędzany jest siłownikiem liniowym, który napędza zębatkę, zapewniając ruch obrotowy. Kąt obrotu można regulować dowolnie w zakresie od 0 do 90 stopni i od 0 do 180 stopni. Dodatkowo można zainstalować przełącznik magnetyczny w celu wykrywania sygnału położenia obrotowego. Jest on najczęściej stosowany w mechanizmach, które wymagają zmiany kierunku i położenia.
(15) Enkoder obrotowy
Enkoder obrotowy to czujnik, który przetwarza sygnał mechaniczny i geometryczny przemieszczenia na wał na impulsy lub sygnały cyfrowe poprzez konwersję fotoelektryczną. Jest on głównie stosowany do pomiaru prędkości lub położenia (kąta). Typowy enkoder obrotowy składa się z tarczy kratowej i fotoelektrycznego urządzenia detekcyjnego. Tarcza kratowa to okrągła płytka o określonej średnicy z kilkoma prostokątnymi szczelinami otwartymi w równych częściach. Ponieważ enkoder fotoelektryczny jest współosiowy z silnikiem, podczas obrotu silnika tarcza kratowa obraca się z tą samą prędkością co silnik. Urządzenie detekcyjne złożone z elementów elektronicznych, takich jak diody elektroluminescencyjne, wykrywa i wysyła szereg sygnałów impulsowych. Obliczając liczbę impulsów generowanych przez enkoder obrotowy na sekundę, można odzwierciedlić aktualną prędkość silnika.
III. Lista eksperymentalna
(1) Jednostka podająca, przetwarzająca i montażowa
1. Zrozumienie budowy i procesu działania jednostki podającej, przetwarzającej i montażowej
2. Szkolenie z zakresu instalacji jednostki podającej, przetwarzającej i montażowej
(2) Jednostka obsługi
1. Zrozumienie budowy i procesu działania jednostki obsługi
(3) Jednostka sortująca
1. Zrozumienie budowy i procesu działania jednostki sortującej
2. Szkolenie z zakresu instalacji jednostki sortującej
3. System sterowania PLC jednostki sortującej
