“机电一体化系统设计”实验指导书机械电子技术实验室 孙志永编写 二00九年十一月实验一 柔性制造系统组成及结构实验一、实验目的：1、了解柔性制造系统组成及结构； 2、了解柔性制造系统的控制原理； 二、实验设备：柔性制造系统三、实验设备介绍：（一）、TVT4000E柔性制造系统总体结构图、工作流程概述1、TVT4000E柔性制造系统总体结构图如图1-1所示。 图1-1 TVT4000E柔性制造系统总体结构图1立体仓库系统单元 2机械手搬运系统单元3多工位加工系统4多通道环行线系统单元 5视觉检测系统单元 2、TVT4000E柔性制造系统总体工作流程概述在立体仓库系统单元中，通过巷式起重机把立体仓库中待加工的货箱取出后并放入环行线的立体仓库存取料工位上，通过环行线的运动使货箱进入机械手的上下料工位。当多工位环行线机械手上下料工位的货箱到达时，机械手开始运动使气控夹手移至多工位环行线机器人上料工位货箱的上方，气控夹手张开，向下移动，气控夹手将货箱夹紧，升起，机械手底盘旋转，气控夹手将货箱放入多工位加工系统的气动夹紧工作台上，通过气动夹紧工作台使货箱实现自动夹紧，并由多工位加工系统对货箱实现自动加工。当多工位加工系统对货箱实现自动加工完毕后，通过机械手使加工好的货箱被放入多工位环行线机器人上下料工位上，通过环行线的运动使货箱进入视觉检测系统单元的上下料工位。在视觉检测系统单元中，当被检测的零件到达检测工位后，气缸动作使零件停在被测工位，视觉光源启动，此时机械视觉开始采集、测量被测零件，并验证其是否合格，当检测完毕后，限位气缸动作、多通道环行线运动使货物进入环行线的立体仓库存取料工位上，根据零件合格与否，将其放入立体仓库系统单元的相应库位中，并使其进入柔性制造系统的下一工作流程。（二）、TVT4000E立体仓库系统单元：TVT4000E立体仓库系统单元结构图 如图4-1所示。图4-1 4000E立体仓库系统单元结构图（5-1）巷式起重机 （5-2）立体仓库 （5-3）自动取料机构1、巷式起重机 由丝杠驱动步进电机（5-1-1）、光杠（5-1-2）、气动储取货物机构（5-1-3）、X轴步进电机（5-1-4）、轴光杠（5-1-5）、轴气缸（5-1-6）、滚珠丝杠（5-1-7）组成。巷式起重机(5-1)主要是实现货物在仓库内的自动存取。见图4-5-1。图4-5-1巷式起重机结构图2、立体仓库 由货物储备台（5-2-1）、检测传感器（5-2-2）、立体仓库型材基体（5-2-3）组成。立体仓库（5-5-1）主要是实现货物的存储，见图4-5-2。图4-5-2 立体仓库结构图3、自动取料机构 自动取料机构由直线气缸（5-3-1）、并联真空吸盘（5-3-2）、型材基体（5-3-3）组成。自动取料机构主要是利用并联真空吸盘（5-3-2）实现对货物的自动存取。见图4-5-3 图4-5-3 自动取料机构4、4000E立体仓库系统单元工作原理通过并联真空吸盘（5-3-2）把环行线的立体仓库存取料工位上的货物通过直线气缸（5-3-1）使货物被放入巷式起重机（5-1），并有巷式起重机（5-1）把货物放入立体仓库（4-2）中，立体仓库主要是实现成品、半成品的自动存取。自动流程图： 自动取料机构巷式起重机立体仓库（三）、系统关键部位名称图系统接线I/O表 PLC I/O表：符号地址注释接口板地址X_HomeI0.0X轴左限位MJ-2X_limitI0.1X轴右限位MJ-5Y_HomeI0.2Y轴下限位MJ-8Y_LimitI0.3Y轴上限位MJ-11Z1_HomeI0.4Z1轴原点MJ-14Z1_LimitI0.5Z1轴限位MJ-17Z2_HomeI0.6Z2轴原点MJ-20Z2_LimitI0.7Z2轴限位MJ-23depor1I1.01#仓库检测MJ-31depor2I1.12#仓库检测MJ-33depor3I1.23#仓库检测MJ-35depor4I1.34#仓库检测MJ-37depor5I1.45#仓库检测MJ-39depor6I1.56#仓库检测MJ-41depor7I1.67#仓库检测MJ-43depor8I1.78#仓库检测MJ-45depor9I2.09#仓库检测MJ-47depor10I2.110#仓库检测MJ-49depor11I2.211#仓库检测MJ-51depor12I2.312#仓库检测MJ-53I_startI2.6开始MC-SB1I_stopI2.7停止MC-SB2CH0_CPQ0.0X轴脉冲MQ-CH1-CP、74-CPCH1_CPQ0.1Y轴脉冲MQ-CH2-CPCH0_DIRQ0.2X轴方向MQ-CH1-DIR、75-DIRCH1_DIRQ0.3Y轴方向MQ-CH2-DIRsteep1Q0.4M1脱机MQ-CH1-FREEsteep3Q0.5M3脱机76-FREEgas_pickQ1.0吸盘动作MJ-66Z_Run_CCWQ1.1Z轴汽缸MJ-68downQ1.2吸盘向下MJ-7024V电源接线：接电源(+24V)的点有：MJ-1、MJ-4、MJ-19、MJ-22、MJ-28、MJ-65、MJ-67、MJ-69、MJ-71、MJ-73、MQ-CH1-DC+、MQ-CH1-OTP、MQ-CH2-DC+、MQ-CH2-OTP、接电源(0V)的点有：MJ-3、MJ-6、MJ-9、MJ-12、MJ-15、MJ-18、MJ-21、MJ-24、MJ-29、MJ-32、MJ-34、MJ-36、MJ-38、MJ-40、MJ-42、MJ-44、MJ-46、MJ-48、MJ-50、MJ-52、MJ-54、MJ-72、MQ-CH1-DC-、MQ-CH2-DC-步进电机接线：M1：MQ-CH1-A - MJ-57；MQ-CH1-A - MJ-58；MQ-CH1-B - MJ-59；MQ-CH1-B - MJ-60M2:MQ1-CH2-A - MJ-61MQ1-CH2-A -MJ-62MQ1-CH2-B - MJ-63MQ1-CH2-B - MJ-64M3：内部连接PLC模块电源接线：输入部分：1M、2M接电源（+24V）；输出部分：1L+、2L+接电源（+24V）；1M、2M接电源（0V）；PLC电源输入：24V+接电源（+24V）；24V-接电源（0V）；四、实验步骤 1、观看系统工作全过程 2、详细了解立体仓库系统单元组成和工作原理 3、画出立体仓库系统单元PLC控制电路接线图五、回答问题1、4000E立体仓库系统控制电路中有那些电气元件？简要介绍PLC CPU模块的型号及性能。2、立体仓库各层是如何定义的？工件的存取是如何识别的？3、简述自动取料机构和巷式起重机的工作原理。