川崎工业机器人与自动化生产线-认识自动化生产线

川崎工业机器人与自动化生产线

认识自动化生产线知识目标：

1.了解自动化生产线的基础知识。能力目标：

1.会解释自动化生产线起源与发展；

2.会解释典型自动化生产线组成、功能与工作原理。本次课程内容认识自动化生产线RB0105

川崎工业机器人基础实训台自动化生产线实物图一、自动化生产线定义自动化生产线：是指按照工艺过程，把一条生产线上的机器联结起来，形成包括上料、下料、装卸和产品加工等全部工序都能自动控制、自动测量和自动连续的生产线。二、自动化生产线起源与发展1.自动化生产目的

最初是为了省人、省力。现在自动化的目的，不仅是为了省人、省力，而更重要的是为了提高产品质量，提高生产率，降低成本，缩短产品开发生产周期，提高市场竞争力。二、自动化生产线起源与发展2.从二十世纪初，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线，如下图所示。在汽车工业中出现了流水生产线和半自动生产线，随后发展成为自动线。1913年,福特公司又开发出了世界上第一条汽车生产流水线。二、自动化生产线起源与发展3.柔性制造生产线的起源1967年英国莫林斯Molins公司建成第一条FMS生产线；同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成OmnilineI系统，也叫柔性自动线；1970年美国K&T公司推出的飞机和拖拉机零件的多品种，小批量生产的自动线。70年代末80年代初，柔性制造系统FMS实现商品化，从机加工到焊接、装配、检验等领域。FMS是一个应用平台，同时更是一个二次开发平台。三、认识RB0105实训台天津龙洲RB0105实训台是一条模拟的自动化制造生产线。主要由总控单元、供料检测单元、模拟加工单元、模拟焊接单元、装配单元、仓储单元、工业机器人滑轨单元和RFID站点等组成。整个系统采用PROFIBUS工业现场总线控制技术实现系统集成，配有1台S7-300主控PLC、6台S7-200从站PLC、MCGS触摸屏等，最大程度展现了工业现场的工作状态以及现代制造业的发展方向。四、RB0105实训台基本组成1.总控单元总控单元是整个系统的控制中心，它由一台装有CP5611通讯板卡的台式机，一台西门子S7-300PLC（CPU：313C-2DP），一个MCGS触摸屏（型号：TPC7062KD），以及若干电源开关、按钮、指示灯等组成。四、RB0105实训台基本组成1.总控单元功能作用：实现整个系统的程序编写调试以及运行监控，操作者可以通过主控台发送启动命令使整个系统运行。四、RB0105实训台基本组成2.供料检测单元主要组成：旋转送料盘和四种传感器组成。传感器有光纤传感器（颜色检测），光电传感器（物料到位检测），电感接近开关传感器（金属检测），磁性开关（汽缸位置检测）。四、RB0105实训台基本组成2.供料检测单元功能作用：完成工件A的供料、材质检测、射频信息写入等功能。工件A从回转上料台依次送到检测工位，检测工件材质后提升装置将工件提升。工件A材质分为金属和尼龙两种，工件A料块底部内嵌RFID载码体，此单元另配置有RFID读写站点，机器人将装有载码体的工件A抓取并放置该读写站写入工件A材质信息，并搬运至模拟加工单元进行模拟雕铣加工。四、RB0105实训台基本组成3.模拟加工单元供料检测单元主要由机床机、气动夹具等组成。功能作用：完成工件A的装夹和模拟雕铣加工。四、RB0105实训台基本组成4.模拟焊接单元主要组成：可旋转分度盘、气动夹具、气动伸缩装置等组成。功能作用：完成工件A的分度盘装夹和与工件B的模拟焊接功能。四、RB0105实训台基本组成5.装配单元主要组成：双料仓选择装置、气动吸盘摆臂、装配工位等组成。功能作用：完成工件A与工件C的装配功能。四、RB0105实训台基本组成6.仓储单元主要组成：三轴码垛机、立体货架、RFID读写站等组成。功能作用：工件成品的入库存储功能。四、RB0105实训台基本组成7.工业机器人滑轨单元主要组成：川崎RS10N工业机器人及其E74F控制柜、机器人滑轨、手爪夹具等组成。功能作用：实现机器人移动和精确定位，以及实现总控台与机器人信号对接等功能。五、RB0105实训台控制过程（1）总控单元发送启动命令，整个系统启动运行，MCGS屏幕上实时显示整个自动线运行状况。（2）供料检测单元完成工件A的供料、材质检测、射频信息写入等工作。首先工件A从回转上料台依次送到检测工位，检测工件材质后提升装置将工件提升。工件A材质分为金属和尼龙两种，工件A料块底部内嵌RFID载码体，此单元配置有RFID读写站点，机器人将装有载码体的工件A抓取并放置该读写站写入工件A材质信息，并搬运至模拟加工单元进行模拟雕铣加工。（3）模拟加工单元完成工件A的装夹和模拟铣削加工。行走机构带动机器人将工件A从供料检测单元搬运至模拟加工单元，放至待加工位置，传感器检测目标工件A到位后，完成工件A的气动夹具装夹和模拟雕铣加工。五、RB0105实训台控制过程（4）模拟焊接单元完成工件A的分度盘装夹和与工件B的模拟焊接功能。行走机构带动机器人，将工件A从模拟加工单元搬运至模拟焊接单元，并装至分度盘气动卡盘位置，传感器检测到位后，卡盘进行装夹，工件B随气动顶紧装置与工件A顶紧，随后分度盘进行旋转，配合机器人完成模拟焊接工作。完成焊接后，工件B将留在原位置，以配合下一次模拟焊接。（5）装配单元完成工件A与工件C的装配功能。通过气动摆臂和吸盘将料仓内的工件C搬运至待装配工位；行走机构带动机器人将工件A从模拟焊接单元搬运至装配单元，并将工件A装配至工件C内，换爪后，将工件C抓取并行走搬运至仓储单元。（6）仓储单元入库存储功能。机器人滑轨带动机器人将工件A、C组合件从装配单元搬运至仓储单元。机器人将组合件放置该读写站读出工件A材质信息后，再放至待入库工位，三轴码垛机将组合件入至指定库位，至此完成整个自动化加工。六、RB0105实训台工作原理（1）总控单元涉及S7-300PLC编程技术，MCGS触摸屏组态技术以及PLC通信技术。其工作原理主要有：S7-300PLC通过PROFIBUS-DP现场总线协议实现与各从站S7-200PLC的通信处理，完成对整个实训台的总控；触摸屏通过MCGS组态软件，设计监控界面。（2）供料检测单元涉及供料及物料检测控制，PLC通信技术、RFID无线射频技术。其工作原理主要有：PLC顺序控制继电器指令的应用完成供料检测单元工作；S7-200PLC与S7-300PLC通过PROFIBUS-DP协议实现数据通信；RFID读写数据处理。（3）模拟加工单元主要涉及PLC顺序控制继电器指令应用、PLC发脉冲编程技术和PLC通信技术。其工作原理主要有：顺序控制继电器指令控制PLC按步骤工作；PLC发送高速脉冲，控制模拟数控铣床各轴位移，模拟加工；S7-200PLC与S7-300PLC通过PROFIBUS-DP现场总线协议实现数据通信。六、RB0105实训台工作原理（4）模拟焊接单元涉及PLC顺序控制继电器指令应用、PLC发脉冲编程技术和PLC通信技术。其工作原理主要有：顺序控制继电器指令控制PLC按步骤工作；PLC发送高速脉冲，控制模拟焊接旋转轴工作；S7-200PLC与S7-300PLC通过PROFIBUS-DP现场总线协议实现数据通信。（5）装配单元涉及PLC顺序控制继电器指令应用和PLC通信技术。其工作原理主要有：顺序控制继电器指令控制PLC按步骤工作；S7-200PLC与S7-300PLC通过PROFIBUS-DP现场总线协议实现数据通信。六、RB0105实训台工作原理（6）仓储单元涉及PLC发脉冲编程技术和PLC通信技术。其工作原理主要有：PLC发送高速脉冲，控制立体仓库机械手精确定位，完成出入库工作；S7-200PLC与S7-300PLC通过PROFIBUS-DP现场总线协议实现数据通信。（7）机器人滑轨单元涉及PLC发脉冲编程技术和P