SR-M025 Оборудование для обучения и оценки сортировки продукции на производственной линии. Тренажер по мехатронике. Дидактическое оборудование. Оборудование для профессионального обучения.I. Знакомство с оборудованием для обучения и оценки сортировки товаров на производственной линии
1. Базовый состав оборудования
Обучение и оценка сортировки товаров на производственной линии состоит из трёх блоков: блока обработки подачи, блока обработки и сортировочного блока, установленного на учебном столе.
Каждый рабочий блок может быть как независимой системой, так и мехатронной системой. Приводы каждого блока в основном пневматические, но общее движение манипулятора транспортёра осуществляется серводвигателем с точным позиционированием. Приводная система отличается большим ходом штока и несколькими точками позиционирования, представляя собой типичную одномерную систему управления положением. Привод конвейерной ленты сортировочного блока использует передаточный механизм переменного тока, управляемый обычным инвертором для управления трёхфазным асинхронным двигателем. Оборудование использует различные датчики для определения положения движущегося объекта, состояния проходящего объекта, цвета и материала объекта и т. д. Что касается управления, оборудование использует сетевое решение управления ПЛК moubustcp, то есть каждое рабочее устройство управляется ПЛК, и все ПЛК соединены между собой посредством связи moubustcp для достижения распределенного управления. С другой стороны, освоение технологии сети ПЛК, основанной на связи moubustcp, заложит хорошую основу для изучения технологии полевых шин, технологии промышленного Ethernet и т. д.
2. Основные функции оборудования
(1) Основные функции блока обработки подачи
(2) Основные функции блока обработки
(3) Основные функции блока сортировки
3. Электрическое управление оборудованием
(1) Конструктивные особенности каждого рабочего устройства
Механическое устройство и электрическая часть управления относительно разделены. Механическое устройство каждого рабочего блока установлено на нижней плите целиком, в то время как устройство ПЛК, управляющее производственным процессом рабочего блока, установлено на выдвижных панелях по обеим сторонам рабочего стола. Таким образом, обмен информацией между механическим устройством рабочего блока и устройством ПЛК является ключевым вопросом. Решение заключается в том, что выводы каждого электромагнитного клапана и датчика на механическом устройстве подключаются к порту подключения на стороне устройства, а вывод ввода/вывода ПЛК – к порту подключения на стороне ПЛК. Два порта подключения соединены между собой многожильным сигнальным кабелем.
(2) Система управления
Каждый рабочий блок может быть независимой системой, а также может образовывать распределенную систему управления посредством сетевого взаимодействия. Когда рабочий блок является независимой системой, основные командные сигналы работы его оборудования и сигналы отображения состояния во время работы поступают от модуля кнопочных индикаторов рабочего блока. Все выводы индикаторных ламп и кнопок на модуле подключены к клеммной колодке. (3) Человеко-машинный интерфейс
В данном устройстве в качестве человеко-машинного интерфейса используется сенсорный экран. Сенсорный экран выдаёт основные команды для работы системы (сброс, запуск, остановка и т. д.), а также отображает различную информацию о состоянии системы.
4. Источник питания
Внешний источник питания — однофазный трёхпроводной источник переменного тока 220 В, при этом каждая основная нагрузка системы питается отдельно через автоматический выключатель.
5. Устройство подготовки воздуха
Компонент подготовки воздуха является базовым компонентом пневматической системы управления. Источником воздуха для компонента подготовки воздуха является воздушный компрессор, а выходящий сжатый воздух поступает к каждому рабочему блоку через быстроразъёмный трёхходовой соединитель и воздуховод. Его функция заключается в удалении примесей и конденсата, содержащихся в сжатом воздухе, а также в регулировке и поддержании постоянного рабочего давления.
II. Описание компонентов
(1) Редуктор постоянного тока
Редуктор постоянного тока — это двигатель, оснащенный редуктором, построенным на основе обычного двигателя постоянного тока. Он состоит из редуктора, катушки с медной обмоткой, шестерён и угольных щёток. Его основная функция — обеспечить пониженную скорость и повышенный крутящий момент. Редуктор снижает выходную скорость двигателя и увеличивает выходной крутящий момент посредством одной или нескольких зубчатых передач.
(2) Регулятор скорости двигателя постоянного тока
Регулятор скорости двигателя постоянного тока — это устройство, используемое для регулирования скорости двигателя постоянного тока. Он может управлять скоростью двигателя, изменяя напряжение питания, ток или магнитный поток.
(3) Серводвигатель
(4) Сервопривод
(5) Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока
Трехфазный асинхронный двигатель переменного тока — это широко используемое в различных областях тяговое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Главной особенностью этого двигателя является то, что его скорость всегда немного ниже синхронной, поэтому его называют «асинхронным». Его конструкция в основном состоит из статора, ротора и воздушного зазора между ними. Принцип работы заключается в том, что при подключении трёхфазного источника переменного тока к обмотке статора двигателя, обмотка статора создаёт вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле пересекает обмотку ротора (обмотка ротора может быть короткозамкнутой или проволочной), создавая в ней индуцированную электродвижущую силу, которая, в свою очередь, генерирует ток. Под действием электромагнитной силы ротор начинает вращаться, направление вращения совпадает с направлением вращающегося магнитного поля. Однако, поскольку скорость вращения ротора всегда ниже синхронной скорости, возникает разность скоростей. Эта разность скоростей является основной движущей силой для непрерывного вращения двигателя.
(6) Инвертор
Модель инвертора данного оборудования – MD200. Инвертор серии MD200 имеет конструкцию в форме книги, обеспечивает бесшовную установку вплотную друг к другу и на направляющих, отличается компактными размерами, простотой установки и экономит пространство. Клеммная колодка имеет открытую конструкцию, что упрощает подключение, эксплуатацию и обслуживание. Вся серия моделей оснащена встроенными входными фильтрами для максимального повышения помехоустойчивости и снижения внешних помех. Используя макропараметры, можно реализовать типовые задачи одним щелчком мыши.
(7)Группа электромагнитных клапанов
Все исполнительные цилиндры рабочих узлов данного оборудования являются цилиндрами двустороннего действия, поэтому электромагнитные клапаны, управляющие их работой, должны иметь 2 рабочих порта, 2 выпускных порта и 1 порт подачи воздуха. Поэтому используемые электромагнитные клапаны представляют собой двухпозиционные пятиходовые электромагнитные клапаны. Группа регулирующих клапанов, состоящая из нескольких клапанов, глушителей, коллекторов и т. д., называется группой клапанов, и функции каждого клапана независимы друг от друга.
(8)Датчики
Датчики, используемые в каждом рабочем узле данного оборудования, представляют собой датчики приближения, которые используют чувствительность датчика к приближающемуся объекту для определения приближения объекта и выдачи соответствующего сигнала переключения. (8.1) Магнитный выключатель
(8.2) Лазерный датчик
(8.3) Индуктивный датчик
(8.4) Емкостный датчик
(8.5) Фотоэлектрический датчик
(9) Линейный цилиндр двустороннего действия
В цилиндре двустороннего действия возвратно-поступательное движение поршня осуществляется сжатым воздухом. Обе торцевые крышки цилиндра снабжены впускными и выпускными отверстиями для воздуха. При подаче воздуха через воздушный порт бесштоковой торцевой крышки поршень перемещается вперед; и наоборот, при подаче воздуха через воздушный порт штоковой торцевой крышки поршень перемещается назад.
(10) Тонкий цилиндр
Тонкий цилиндр относится к категории компактных цилиндров, то есть осевые или радиальные размеры цилиндра значительно уменьшены по сравнению со стандартным цилиндром. Он обладает такими преимуществами, как компактная конструкция, малый вес и небольшие занимаемые площади. Характеристики тонкого цилиндра: корпус цилиндра и крышка бесштокового бокового торца отлиты под давлением как единое целое, крышка штока зафиксирована эластичным стопорным кольцом, а корпус цилиндра имеет квадратную форму. Этот тип цилиндра обычно используется для фиксации приспособлений и заготовок при транспортировке.
(11)Направляющий цилиндр
Направляющий цилиндр – это цилиндр с направляющей функцией. Как правило, он представляет собой набор стандартных цилиндров и направляющих устройств. Направляющий цилиндр обладает высокой точностью направляющих, противоскручивающим моментом, большой грузоподъемностью и стабильной работой.
(12)Линейные направляющие
Линейные направляющие – это тип направляющих качения, состоящих из стальных шариков, бесконечно катящихся между кареткой и направляющей, что позволяет грузовой платформе линейно перемещаться по направляющей с высокой точностью. Коэффициент трения может быть снижен до 1/50 от коэффициента трения традиционных направляющих скольжения, что позволяет достичь высокой точности позиционирования.
(13)Пневматические захваты
Пневматические захваты используются для захвата и зажима заготовок. (14)Пневматический поворотный стол
Пневматический поворотный стол является основным компонентом поворотного стола для материалов. Он приводится в движение линейным цилиндром, который приводит в движение зубчатую рейку для обеспечения вращательного движения. Угол поворота может регулироваться произвольно в диапазоне от 0 до 90 градусов и от 0 до 180 градусов. Кроме того, может быть установлен магнитный выключатель для определения сигнала положения вращения. Он в основном используется в механизмах, требующих изменения направления и положения.
(15) Поворотный энкодер
Поворотный энкодер — это датчик, который преобразует механическое и геометрическое смещение, подаваемое на вал, в импульсы или цифровые сигналы посредством фотоэлектрического преобразования. Он в основном используется для определения скорости или положения (угла). Типичный поворотный энкодер состоит из решётчатого диска и фотоэлектрического датчика. Решётчатый диск представляет собой круглую пластину определённого диаметра с несколькими прямоугольными прорезями, открытыми на равных частях. Поскольку фотоэлектрический энкодер расположен соосно с двигателем, при вращении двигателя решётчатый диск вращается с той же скоростью, что и двигатель. Устройство обнаружения, состоящее из электронных компонентов, таких как светодиоды, обнаруживает и выдает ряд импульсных сигналов. Путем вычисления количества импульсов, выдаваемых поворотным энкодером в секунду, можно определить текущую скорость двигателя.
III. Список экспериментов
(1) Блок подачи, обработки и сборки
1. Понимание конструкции и рабочего процесса блока подачи, обработки и сборки
2. Отработка навыков монтажа блока подачи и обработки
(2) Блок обработки
1. Понимание конструкции и рабочего процесса блока обработки
(3) Сортировочный блок
1. Понимание конструкции и рабочего процесса сортировочного блока
2. Отработка навыков монтажа сортировочного блока
3. Система управления ПЛК сортировочного блока
