河南科技学院。
机电一体化课程设计。
模块化生产系统设计——无杆缸传送站。
学生姓名：王坤朋。
所在院系：机电学院。
所学专业：机电技术教育。
导师姓名：胡楠李海波。
完成时间：2018 年6月22日。
摘要。模块化生产系统主要模拟工业生产过程中完成零件钻孔加工和装配的系列过程，该系统共有八个工作站，分别为上料检测站、搬运站、加工站、无杆缸传送站、皮带传送站、安装搬运站、安装站、立体仓库站。本文主要研究的是无杆缸传送站，基于plc控制的无杆缸传送站，主要实现物料在加工站与皮带传送站之间的传送，在整个过程中机械手臂要实现上升下降、左右移动、以及手爪的夹紧与松开。。
本站中涉及到的传感器有磁感应式接近开关，主要用于气缸的位置检测。通过分析该站的机械运动流程，气动控制回路，以及常用的气动动力元件、控制件、执行元件以及辅助元件，利用plc进行系统设计，输入输出状态模拟进而实现该站功能。
关键词：无杆缸传送，可编程控制器， 传感器，气动控制。
目录。1引言 1
2模块化生产系统分析 2
2.1整体简介 2
2.2各工作站主要功能 2
3无杆缸传送站的具体设计 7
3.1三维建模 7
3.2整体装配和**图 9
3.3运动**过程 10
4 气动回路设计 10
4.1 元器件参数 10
4.2 气动回路图 12
4.3 关系表 12
5 控制系统设计 13
5.1传感器参数 13
5.2 工作流程图 13
5.3 i/o分配表和plc接线图 15
5.4 plc梯形图 17
6 总结 20
7 心得体会 20
参考文献 21
模块化生产，是模块化概念在工业中的应用，依据某种规则，对工业生产过程进行分离、替代、模块增减及创新等模块化操作，分解为不同子过程或者创新的工业过程。在模块化生产方式下，企业只需在统一的产品标准条件下，通过产品模块组合创新，来实现降低成本、最大限度地实现顾客价值，从而适应市场需求的同时，提高企业的利润和竞争力。模块化的思想给先前的柔性制造带来新的制造理念，将对制造业的发展带来深刻影响。
模块化生产系统简称 mps，从学科应用的角度来看，将机械技术、电子技术、计算机技术及其他学科集成一体，是一门多学科集成的一个系统；从结构来看，mps 系统是一套开放式的设备，用户可根据自己的生产需要，选择符合加工需求的单元类型和数量，通过模块组合体现所需自动生产线的控制特点。模块化生产系统是一种自动化系统，适用于不同复杂程度的工业控制过程。
随着工业技术的发展，模块化生产技术愈来愈广泛使用在各种工业过程中。本课题针对特定加工过程，构建了模块化生产系统，用于模拟实际工业生产的控制过程，为使用者提供了一个接近于实际工程应用的环境。
模块化生产系统是当今发展及利用最普遍的一向技术，在工业生产当中，可以利用这种技术使机械代替了人类的工作，大大提升了工作效率，模块化生产系统就是一个很好的典范事例，该系统共有八个工作站，分别为上料检测站、搬运站、加工站、无杆缸传送站、皮带传送站、安装搬运站、安装站、立体仓库站。该系统所使用的传感器数量达四十多个，有光纤式、电感式、光电的以及磁性传感器，每种传感器都有各自作用，根据被检测物的性质不同发挥作用使系统得以可靠工作。该装置上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、、多种气缸、无杆气缸、气动手爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减压阀等。
本次设计很好的利用plc技术实现一个物料的传送系统，形象的模拟了工业生产中机械手的最普遍的工作单元。具体模拟单元是物料的加工以及物料的传送。这也就对生产控制系统提出了更高的要求，现代化的生产控制系统基本包含了机械、气动、plc、传感器、总线控制技术等多种高新技术。
模块化生产本系统主要模拟工业生产过程中完成零件钻孔加工和装配的系列过程，该系统共有八个工作站，分别为上料检测站、搬运站、加工站、无杆缸传送站、皮带传送站、安装搬运站、安装站、立体仓库站。整个过程经过上料、搬运、加工、检测、传送、装配和入库等工序。要求根据工业实际环境，设计工艺方案、设备布置。
该系统所使用的传感器数量达四十多个，有光纤式、电感式、光电的以及磁性传感器，每种传感器都有各自作用，根据被检测物的性质不同发挥作用使系统得以可靠工作。该装置上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气缸、无杆气缸、气动手爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减压阀等，系统中工件从一站到另一站的物流传递过程如图1所示，其实物图如图2所示。
图1 模块化生产系统流程图。
图2模块化生产系统结构图。
1）上料检测站。
该站由自动推料装置、传送带机构、自动拦截机构、报警装置、检测工件和颜色的光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、i/o接口板、通讯接口板、直流电机、电磁阀及气缸组成，主要完成工件上料、传送并检测工件颜色。其工作流程图如图3所示。
2）搬运站。
搬运站在整个系统中的主要功能是把上料检测站的工件搬运到加工工作站进行加工。主要有机械手臂、手臂支撑、手爪等部件。为了实现其抓取和搬运过程，从抓取工件到放下工件的过程中，在相应的位置安装了相应的传感器，配置了升降气缸、抓取气缸和旋转气缸执行元件及电磁阀控制元件。
其工作流程图如图4所示。
3）加工站。
加工站主要用于模拟工业生产过程中钻孔加工的过程，主要实现大工件的加工和检测任务。其主体结构主要有转盘、钻孔电机、检测装置的安装架等组成。为了实现本站的功能，安装了电机控制转盘工位的旋转，钻孔电机的上下动作的气缸、钻孔电机、加工零件检测装置的上下运行的气缸等执行元件以及相应的电磁阀、接触器等控制元件，为了实现工件检测和执行部件的执行到位情况，安装了相应的磁性开关、工位检测的光电传感器、加工零件检测的位置开关等传感器。
其工作流程图如5图所示。
图5加工站工作流程图。
4）无杆缸传送站。
无杆缸传送站，主要实现物料在加工站和皮带传送站之间的传递，并分离合格品与废品，本工作站站主要由平行机械手爪、双联气缸、无杆气缸、三位五通电磁换向阀、二位五通电磁换向阀、接近开关、导轨等组成。在工作过程中要完成机械手爪的松开、加紧、下降、上升、右行、左行等动作。其工作流程图如图6所示。
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