MPS模块化生产培训系统运行过程分析

赵建伟

【摘要】：本文详细分析了模块化生产加工培训系统的作用及其组成，并给出了系统详细的工作流程。

【关键词】：MPS;生产;模块

MPS模块化自动生产系统是用于学习各种专业知识和多种技术技能的一套培训设备。这套设备所有元件均为工厂实际使用的工业级产品。通过这套设备可对学校和工厂的专业技术人员进行模拟工厂环境的技术培训。 MPS模块化生产系统是一套采用先进技术、能模拟实际工业生产中大量复杂控制过程的教学培训装置。该教学系统集电气技术、PLC编程、传感器、气动等技术为一体，主要用于电气自动控制安装、调试、维修的技术人员的培训。它具有模块化、综合性和易扩充性等特点。该MPS模块加工系统采用现代气动技术及计算机控制技术，对生产线进行模块化及标准化，可对不同的生产装配线配备不同的标准化MPS气动模块，组成大型的加工、装配生产线。模块包括：物料输送，工件装夹，机械加工，质量检测，产品分检等。模块间通过现场总线互相通讯，可大大缩短设计、加工、安装及调试周期。

复杂和加工精度高的零件的要求，随着计算机技术的的迅速发展，在实际生产中，由于大量存在一些以开关量控制为主的不复杂的中小型程序控制设备。在日新月异的今天，继电接触式控制系统控制机床已经不能满足加工形状制过程，并且生产工艺及流程经常变化，则需灵活的改变控制程序，以使机床或生产过程按预定的条件和顺序自动地运行或执行。这种以预先规定好的时间或条件为依据，按预先规定好的动作次序，对控制过程各阶段顺序地进行自动控制，称为顺序控制。能完成顺序控制的装置称为顺序控制器。继电接触式顺序控制器满足不了程序经常改变的控制要求。美国DEC公司于1969年将计算机中的程序存储技术引入顺序控制器，研制出世界上第一台可编程序逻辑控制器PDP-14，简称为PLC。由于电子技术和微型计算机的迅速发展，70年代末期，各厂家又将微电脑技术和大规模集成电路引入可编程序控制器（PLC），发展了计算机软件的优势，PLC的设计以工业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。PLC的一个发展方向是微型、简易、廉价，以图取代传统的继电器控制;而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能，对打规模復杂控制系统能进行综合控制。因此由PLC发展为当今的可编程序控制器，经历10余年的发展，PLC进入实用阶段。国外许多厂家都在开发和生产美国DEC公司的PLC系列化产品。可编程序控制器已获得了广泛的应用，而且推动了工业技术革命的进展。

1.3控制系统原理图

依照控制系统的具体要求，设计的控制系统工作过程如下。

通过操作台上的各种按钮、旋钮，向西门子S7-200PLC发出指令（也可以通过PC机上的PLC软件和组态软件或按钮发送）;信号由PLC处理并通过标准的传输数据线传递，实现控制电磁阀动作，从而控制气缸的动作使其能够完成系统的设置要求，同时各种传感器也通过数据线向PLC传递开关信号，操作台上的各种指示灯可以指示PLC的工作状态，使得操作人员方便得知系统运作的各种情况。

1.4加工检测单元的运行流程

（1） 系统上电，加工单元处于初始状态，操作面板上复位灯闪烁指示;

（2） 按下复位按钮，进行复位操作，即复位灯熄灭，开始灯闪烁指示，钻孔电机缩回到位，检测头缩回到位，夹紧头缩回到位，旋转工作台旋转到位;

（3） 按下开始按钮后，开始灯常亮指示，等待工件，待检测到工件到来时，转盘将工件送达加工钻空位置，加紧气缸伸出顶住工件，加工机组气缸下降，钻孔电机对工件实施钻孔加工;

（4） 工件钻孔完成，加工机组气缸上升，加紧气缸缩回，钻孔电机停止运行;

（5） 转盘继续转动90度，将工件送到检测位置，检测气缸下降对工件的钻孔质量进行检测，若检测气缸能下降到位，表示工件质量合格，否则，工件质量不合格;

（6） 完成工件钻孔质量检测后，转盘转到输出工位，即将工件送达到出料位置，并回到复位后的状态，等待下一个启动信号。

1.5安装单元的运行流程

（1） 系统上电，安装单元处于初始状态，操作面板上复位灯闪烁指示;

（2） 按下复位按钮，进行复位操作，即复位灯熄灭，开始灯闪烁指示，安装单元大臂摆动至提取小工件状态，推杆收回，小工件换位气缸缩回到位;

（3） 按下开始按钮后，开始灯常亮指示，大臂摆动到大工件处，小工件换位气缸伸出到位;

（4） 推杆伸出将小工件推出到位;

（5） 大臂摆动至提取小工件处，真空吸盘置位，延时3秒，确保真空吸盘吸住工件;

（6） 大臂摆动至大工件处，真空吸盘复位，放下小工件;

（7） 推杆收回;

（8） 小工件换位气缸换位;

（9） 等待下次启动命令，由（4）开始进行下一次工作周期。

1.6安装搬运单元的运行流程

（1） 系统上电，安装搬运单元处于初始状态，复位灯闪烁;

（2） 按下复位按钮，复位灯熄灭，开始灯闪烁，执行复位动作，夹爪打开，摆臂上抬到位，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端;

（3） 按下開始按钮，开始灯常亮，摆臂下降，夹取工件;

（4） 摆臂抬起，摆臂工作台移动的同时摆臂转动，摆臂移动至安装工位;

（5） 摆臂下降，放下工件，摆臂上升;

（6） 延时5秒后，摆臂下降，夹取工件，摆臂抬起;

（7） 摆臂工作台移动的同时摆臂转动，摆臂移动至输出工位;

（8） 摆臂下降，夹爪松开，放下工件;

（9） 两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端，等待下次启动命令，从（3）开始动作周期。