機(jī)電一體化柔性制造及裝配系統(tǒng)

1、機(jī)機(jī)電電一一體體化化 柔柔性性 制制造造及及 裝裝配配 系系統(tǒng)統(tǒng) 1 目目 錄錄 機(jī)機(jī)電一體化柔性制造及裝配系統(tǒng)概述電一體化柔性制造及裝配系統(tǒng)概述.1 第一單元第一單元 上料單元上料單元.5 一、 單元簡介 .5 二、 實訓(xùn)目的 .7 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .7 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .8 五、 控制要求 .9 六、 i/o 編號分配表.14 第二單元第二單元 下料單元下料單元.16 七、 單元簡介 .16 八、 實訓(xùn)目的 .18 九、 實訓(xùn)設(shè)備 .18 十、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .18 十一、 控制要求 .19 十二、 i/o 編號分配表.22 第三單元第三單元 加蓋單元加蓋單元.24 一、 單元簡介

2、 .24 二、 實訓(xùn)目的 .25 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .25 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .26 五、 控制要求 .27 六、 i/o 編號分配表.29 第四單元第四單元 穿銷單元穿銷單元.31 一、 單元簡介 .31 二、 實訓(xùn)目的 .32 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .32 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .32 五、 控制要求 .34 六、 i/o 編號分配表.36 第五單元第五單元 模擬單元模擬單元.38 一、 單元簡介 .38 二、 實訓(xùn)目的 .39 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .39 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .39 五、 控制要求 .40 六、 i/o 編號分配表.42 第六單元第六單元 圖像識別單元圖像識別單元.44 一、

3、單元簡介 .44 2 二、 實訓(xùn)目的 .45 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .45 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .45 五、 控制要求 .46 六、 i/o 編號分配表.48 第七單元第七單元 伸縮換向單元伸縮換向單元.50 一、 單元簡介 .50 二、 實訓(xùn)目的 .52 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .52 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .52 五、 控制要求 .53 六、 i/o 編號分配表.56 第八單元第八單元 檢測單元檢測單元.58 一、 單元簡介 .58 二、 實訓(xùn)目的 .59 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .59 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .59 五、 控制要求 .60 六、 i/o 編號分配表.62 第九單元第九單元 液壓單元液壓單元.

4、64 一、 單元簡介 .64 二、 實訓(xùn)目的 .65 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .65 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .65 五、 控制要求 .66 六、 i/o 編號分配表.69 第十單元第十單元 分揀單元分揀單元.71 一、 單元簡介 .71 二、 實訓(xùn)目的 .72 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .72 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .72 五、 控制要求 .73 六、 i/o 編號分配表.77 第十一單元第十一單元 升降梯立體倉庫單元升降梯立體倉庫單元.79 一、 單元簡介 .79 二、 實訓(xùn)目的 .83 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .83 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .83 五、 控制要求 .85 3 六、 i/o 編號分配表.91 第十二單

5、元第十二單元 懸掛式高空搬運(yùn)單元懸掛式高空搬運(yùn)單元.93 一、 單元簡介 .93 二、 實訓(xùn)目的 .95 三、 實訓(xùn)設(shè)備 .95 四、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .96 五、 控制要求 .97 六、 i/o 編號分配表.101 第十三單元第十三單元 傳送單元傳送單元.103 一、 轉(zhuǎn)角單元 .103 二、 直線單元 .104 第十四單元第十四單元 裝配生產(chǎn)線全程連續(xù)控制裝配生產(chǎn)線全程連續(xù)控制.105 一、 實訓(xùn)目的 .105 二、 實訓(xùn)設(shè)備 .105 三、 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 .105 四、 控制要求 .108 五、 系統(tǒng)全程控制中需注意的問題 .109 六、 i/o 編號分配表.109 七、 主站控制變量

6、傳送分配表 .109 附附 錄錄.111 附錄 1：上料單元電源系統(tǒng)圖.111 附錄 2：上料單元?dú)鈩釉韴D.112 附錄 3：上料單元 plc 控制接線圖.113 附錄 4：下料單元電源系統(tǒng)圖.114 附錄 5：下料單元 plc 控制接線圖.115 附錄 6：加蓋單元電源系統(tǒng)圖.116 附錄 7：加蓋單元 plc 控制接線圖.117 附錄 8：穿銷單元電源系統(tǒng)圖.118 附錄 9：穿銷單元?dú)鈩釉韴D.119 附錄 10：穿銷單元 plc 控制接線圖.120 附錄 11：模擬單元電源系統(tǒng)圖.121 附錄 12：模擬單元?dú)鈩釉韴D.122 附錄 13：模擬單元 plc 控制接線圖.123 附錄

7、14：圖像識別單元電源系統(tǒng)圖.124 附錄 15：圖像識別單元 plc 控制接線圖.125 附錄 16：伸縮換向單元電源系統(tǒng)圖.126 附錄 17：伸縮換向單元?dú)鈩釉韴D.127 附錄 18：伸縮換向單元 plc 控制接線圖.128 附錄 19：檢測單元電源系統(tǒng)圖.129 4 附錄 20：檢測單元 plc 控制接線圖.130 附錄 21：液壓單元電源系統(tǒng)圖.131 附錄 22：液壓單元油路原理圖.132 附錄 23：液壓單元 plc 控制接線圖.133 附錄 24：分揀單元電源系統(tǒng)圖.134 附錄 25：分揀單元?dú)鈩釉韴D.135 附錄 26：分揀單元 plc 控制接線圖.136 附錄 27：

8、升降梯立體倉庫單元電源系統(tǒng)圖.137 附錄 28：升降梯立體倉庫單元?dú)鈩釉韴D.138 附錄 29：升降梯立體倉庫單元 plc 控制接線圖.139 附錄 30：懸掛式高空搬運(yùn)單元電源系統(tǒng)圖.140 附錄 31：懸掛式高空搬運(yùn)單元 plc 控制接線圖.141 附錄 32：電源系統(tǒng)總圖.143 附錄 33：電源系統(tǒng)用電分配圖.144 附錄 34：氣路連接總圖.145 附錄 35：s7-300 plc 控制接線圖 .146 附錄 36：移動配電平臺用戶擴(kuò)展接口分配圖.147 1 機(jī)電一體化柔性制造及裝配系統(tǒng)概述 me093399 型機(jī)電一體化教學(xué)系統(tǒng)是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動化裝配生產(chǎn)線為原型開發(fā)的教學(xué)、

9、 實驗、實訓(xùn)綜合應(yīng)用平臺。本裝置采用鋁合金結(jié)構(gòu)件搭建各分站主體設(shè)備，選取多種機(jī)械傳動方 式實現(xiàn)站間串聯(lián)，整條生產(chǎn)線充分展現(xiàn)了實際工業(yè)生產(chǎn)中的典型部分。系統(tǒng)控制過程中除涵蓋多 種基本控制方法外，還凸現(xiàn)組態(tài)控制、工業(yè)總線、電腦視覺、實時監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)，為培養(yǎng)現(xiàn)代 化應(yīng)用型人才創(chuàng)設(shè)了完整、靈活、模塊化、易擴(kuò)展的理想工業(yè)場景。 為便于協(xié)調(diào)整個生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設(shè)置了一個主站總控制臺，主站總控制臺是整個裝 配生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實現(xiàn)全程運(yùn)行的總體控制，完成全系統(tǒng)的通訊 連接等。 裝配生產(chǎn)線示意圖如圖 1 所示。 圖圖 1 連續(xù)生產(chǎn)線示意圖 升降梯立體倉庫 站點(diǎn) 12 分揀單元

10、站點(diǎn) 11 檢測單元 站點(diǎn) 9 模擬單元 站點(diǎn) 6 穿銷單元 站點(diǎn) 5 加蓋單元 站點(diǎn) 4 廢品道 上料單元 站點(diǎn) 2 下料單元 站點(diǎn) 3 液壓單元 站點(diǎn) 10 伸縮換向單元 站點(diǎn) 8 銑床單元 站點(diǎn) 1 圖像識別單元 站點(diǎn) 7 滾筒 轉(zhuǎn)角 2 整個系統(tǒng)主要由 12 個從站點(diǎn)組成，每個從站單元完成特定的工作任務(wù)，以裝配、檢驗、分 揀、入庫的方式順序完成各種裝配操作和物流處理過程。各單元的主要功能如下所述： 1 銑床單元（站點(diǎn) 1）：本站有工件時，進(jìn)行自動卡緊和銑削加工。 機(jī)械手上料單元（站點(diǎn) 2）：根據(jù)工件的位置情況，從料槽中抓取裝配主體送入數(shù)控銑 床單元或?qū)姶矄卧庸ず蟮漠a(chǎn)品轉(zhuǎn)送下料單元。

11、 下料單元（站點(diǎn) 3）：將前站送入本單元下料倉的工件主體，通過直流電機(jī)驅(qū)動間 歇機(jī)構(gòu)帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經(jīng)傳送帶向下站運(yùn)行。 加蓋單元（站點(diǎn) 4）：通過直流電機(jī)帶動蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機(jī)驅(qū)動擺臂將上蓋裝配至 工件主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。 穿銷單元（站點(diǎn) 5）：通過旋轉(zhuǎn)推筒推送銷釘?shù)姆椒?，完成工件主體與上蓋的實體連接 裝配，完成裝配后的工件隨托盤向下站傳送。 模擬單元（站點(diǎn) 6）：本站增加了模擬量控制的 plc 特殊功能模塊，以實現(xiàn)對完成裝 配的工件進(jìn)行模擬噴漆和烘干，完成噴漆烘干后的工件隨托盤向下站傳送。 圖像識別單元（站點(diǎn) 7）：運(yùn)用電腦識別技術(shù)將前站傳送

12、來的工件進(jìn)行數(shù)字化處理（通 過圖形攝取裝置采集工件的當(dāng)前畫面與原設(shè)置結(jié)果進(jìn)行比較） ，并將其判定結(jié)果輸出。經(jīng)檢驗處 理后工件隨托盤向下站傳送。 伸縮換向單元（站點(diǎn) 8）：將前站傳送過來的托盤及組裝好的工件經(jīng)換向、提升、旋轉(zhuǎn)、 下落后伸送至傳送帶向下站傳送。 檢測單元（站點(diǎn) 9）：運(yùn)用各類檢測傳感裝置對裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測（包括 上蓋、銷釘?shù)难b配情況，銷釘材質(zhì)、標(biāo)簽有無等） ，并將檢測結(jié)果送至 plc 進(jìn)行處理，以此作為 后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依標(biāo)簽有無判別正、次品；倉庫站依銷釘材質(zhì)確定庫位） 。 10液壓單元（站點(diǎn) 10）：通過液壓換向回路實現(xiàn)對工件的蓋章操作，完成對托盤進(jìn)

13、件、 出件后再經(jīng) 90旋轉(zhuǎn)換向送至下一單元。 11分揀單元（站點(diǎn) 11）：根據(jù)檢測單元的檢測結(jié)果（標(biāo)簽有無） ，采用氣動機(jī)械手對工件 進(jìn)行分類，合格產(chǎn)品隨托盤進(jìn)入下一站入庫；不合格產(chǎn)品進(jìn)入廢品線，空托盤向下站傳送。 12升降梯立體倉庫（站點(diǎn) 12）：本站由升降梯與立體倉庫兩部分組成，可進(jìn)行兩個不同 生產(chǎn)線的入庫和出庫。在本裝配生產(chǎn)線中可根據(jù)檢測單元對銷釘材質(zhì)的檢測結(jié)果將工件進(jìn)行分類 入庫（金屬銷釘和尼龍銷釘分別入不同的倉庫） 。若傳送至本單元的為分揀后的空托盤，則將其 放行。 綜上所述，站點(diǎn) 1、2、3、4、5 主要完成順序邏輯控制；站點(diǎn) 6 實現(xiàn)對模擬量的控制；站點(diǎn) 7 引入了先進(jìn)的圖像識別

14、技術(shù)；站點(diǎn) 9 綜匯了激光發(fā)射器、電感式、電容式、色彩標(biāo)志等多種傳 感器的應(yīng)用，站點(diǎn) 10 為液壓傳動控制、站點(diǎn) 11 突出體現(xiàn)了氣動機(jī)械手的控制，站點(diǎn) 12 則實現(xiàn) 3 步進(jìn)電機(jī)的控制。 在裝配生產(chǎn)線運(yùn)行中各個站點(diǎn)既可以自成體系，彼此又有一定的關(guān)聯(lián)。為此，采用了 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)，通過 1 個主站（s7300 系列 plc）和 12 個從站（s7200 系列 plc）組成系統(tǒng)，實現(xiàn)主從站之間的通信聯(lián)系，控制系統(tǒng)組成框圖如圖 2 所示。 在主站總控制臺的上位計算機(jī)上安裝有 wincc 組態(tài)監(jiān)控軟件， wincc 所創(chuàng)建的監(jiān)控功能可 通過動畫組件對各單元的工作情況進(jìn)行實時模擬，為操

15、作人員提供系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)信息，實現(xiàn)裝 配生產(chǎn)線的全程監(jiān)控。 完成本實訓(xùn)項目涉及到現(xiàn)場所需的諸多綜合技術(shù)應(yīng)用，如：機(jī)械傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、 氣動與液壓技術(shù)、傳感器的應(yīng)用、plc 控制技術(shù)、過程控制技術(shù)和現(xiàn)代化生產(chǎn)中的組態(tài)控制、工 業(yè)總線、電腦視覺、實時監(jiān)控等。 在完成項目時應(yīng)由易到難，逐步深入，可從單站控制入手。完成單站控制的步驟如圖 3 所示： 觀察生產(chǎn)線整體運(yùn)行及各分站動作 了解分站的機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動方式 熟悉分站的供電和供氣方式 熟悉輸入輸出設(shè)備的功能、安裝位置和調(diào)試方法 根據(jù)分站運(yùn)行演示理解控制要求 設(shè)置 i/o 編號 將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖 將梯形圖輸入計算機(jī)并調(diào)試程序 將程序下載至

16、plc 進(jìn)行試運(yùn)行 根據(jù)工作狀態(tài)圖繪制功能圖 通過接口板及扁平電纜將 plc 與分站輸入輸出設(shè)備連接并核對 plc 帶分站負(fù)載運(yùn)行 圖圖 3 3 單站控制的完成步驟 4 在每一站點(diǎn)單元控制的基礎(chǔ)上可以再擴(kuò)展為系統(tǒng)的全程控制，進(jìn)而完成 profibus 現(xiàn)場總線控制 和對整個模擬生產(chǎn)線的實時監(jiān)控。 5 主站 cpu 單元 6es7 315-2ag10-0ab0+6se7 307-1ba00-0aa0 電池+40 針前連接器 6es7 392-1am00-0aa0+存儲卡 6se7 953-8lf00-0aa0+i/o 數(shù)字模塊(16) 6se7323-1bl00-0aa0+背 板 6es7 39

17、0-1ae80-0aa0+step7 v5.2 編程軟件 profibus 總線 從站 1 et200s 從站 4 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 5 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 7 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 9 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 10 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 2 中央處理單元

18、（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 3 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 6 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 +模擬量輸入模塊 +模擬量輸出模塊 從站 11 變頻器主機(jī) +變頻器 dp 接口 +變頻器 bop 面板 pc+wincc 組態(tài)監(jiān)控軟件 從站 8 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 11 中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 從站 12

19、中央處理單元（cpu） cpu 226 +profibus dp 模塊 em277 +輸入擴(kuò)展模塊 圖 2 控制系統(tǒng)組成框圖 6 第一單元 上料單元 一、單元簡介 上料單元是整個裝配生產(chǎn)線的起點(diǎn)，該單元的主要功能是根據(jù)不同的控制要求從料槽中抓取裝配 主體送入數(shù)控銑床單元或?qū)姶矄卧庸ず蟮漠a(chǎn)品轉(zhuǎn)送下料單元。 本單元的主體結(jié)構(gòu)組成如圖 1-1 所示，包括揚(yáng)臂同步帶傳動機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)、水平 移動支架及其齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)、托盤直線傳送單元、托盤轉(zhuǎn)向從動單元、軌道等。 本單元在結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到行星齒輪系、螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)等相關(guān)的機(jī)械 原理、機(jī)械零件知識，行星齒輪系的結(jié)構(gòu)

20、圖如圖 1-2 所示: 圖 1-1 工件主體上料單元 7 圖 1-2 行星齒輪系結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：行星齒輪系 工作特性：降速比大,增加扭矩 齒輪o和電機(jī)安裝在一起，齒輪a與齒輪 o、b相嚙合。 本機(jī)應(yīng)用目的：齒輪a帶動旋轉(zhuǎn)盤（齒輪b）取、送 件。 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-3 所示: 圖 1-3 螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu) 工作特性：調(diào)動螺母，利用螺距差實現(xiàn)微調(diào) 本機(jī)應(yīng)用目的：調(diào)節(jié)平行四邊形的精度 齒輪齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-4 所示: 圖 1-4 齒輪齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：齒輪齒條機(jī)構(gòu) 工作特性：降速比大,增加水平推動力 齒輪o和電機(jī)安裝在一起，與齒輪a相 嚙合。 齒輪

21、b與齒輪a同軸，與齒條相嚙合， 將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動 本機(jī)應(yīng)用目的：電機(jī)帶動齒輪齒條行走。 為實現(xiàn)本單元的控制功能，在主體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了光電傳感器、磁性接近開關(guān)、微動開關(guān)等 檢測與傳感裝置，并配備了步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、直動氣缸、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電磁閥、繼電器等控 長雙端螺紋管 短雙端螺紋管 通過旋轉(zhuǎn)此處進(jìn)行微動調(diào)節(jié) 雙端螺紋管 細(xì)螺紋 粗螺紋 細(xì)螺紋 粗螺紋 短雙端螺紋管長雙端螺紋管 雙端螺紋管 b a aa o o a b 直流電機(jī)2455 / 8 制元件。詳見圖 1-5 所示。 sq1揚(yáng)臂下行檢測sq2揚(yáng)臂上行檢測sq3順轉(zhuǎn)檢測sq490旋轉(zhuǎn)檢測sq5逆轉(zhuǎn)檢測 sq6左行檢測sq

22、7右行檢測sq8工件吸持檢測s1氣缸升檢測s2氣缸降檢測 s3工件檢測m4揚(yáng)臂升降電機(jī)m5旋轉(zhuǎn)電機(jī)m1行進(jìn)電機(jī)m2直線電機(jī) m3直線電機(jī)ym直流電磁吸鐵c直動氣缸hl指示燈 圖 1-5 上料單元檢測元件、控制機(jī)構(gòu)安裝位置示意圖 二、實訓(xùn)目的 1 1了解上料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、熟悉齒輪齒條等傳動過程 2 2通過系統(tǒng)運(yùn)行過程理解傳感檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用 3 3讀懂工程圖紙，學(xué)會照圖完成安裝接線，掌握檢查方法 4 4學(xué)習(xí)根據(jù)控制要求編制和調(diào)試 plc 程序的方法 5 5學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和分析、查找、排除故障的方法 三、實訓(xùn)設(shè)備 1 1 工件主體上料單元 2 pc 機(jī) 3 可編程序控制器及通訊電纜 4

23、 萬用表 5 其它工具 sq3sq4 sq5 sq6sq7 左行右行 hl sq1 sq2 s1 s2 sq8 m4 m5 c ym s3m1 m2 下 行 上 行 順 轉(zhuǎn) 逆 轉(zhuǎn) 9 四、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 1 熟悉上料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)，了解機(jī)械裝配方法，重點(diǎn)觀察行星齒輪系、齒輪齒條機(jī)構(gòu)的傳動 過程和理解螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)的作用。 2 對照電源系統(tǒng)圖（見附錄 1）和氣動原理圖（見附錄 2）學(xué)習(xí)本單元電源系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)的設(shè)計與 連接調(diào)試方法。 3 對照圖 1-5 查找本單元各類檢測元件、控制元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝位置，并依據(jù)上料單元 plc 控 制接線圖（見附錄 3）熟悉其安裝接線方法。 4

24、根據(jù)表 1-1 理解本單元各檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制元件的功能，熟悉基本調(diào)試方法（必要時可根 據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)位置） 。 表 1-1 上料單元檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件一覽表 類別序 號編 號名 稱功 能安裝位置 1sq1微動開關(guān)確定揚(yáng)臂下行位置兩支撐側(cè)板頂部型材 2sq2微動開關(guān)確定揚(yáng)臂上行位置兩支撐側(cè)板頂部型材 3sq3微動開關(guān)確定揚(yáng)臂順轉(zhuǎn)位置圓盤 4sq4微動開關(guān)確定揚(yáng)臂 90旋轉(zhuǎn)位置圓盤 5sq5微動開關(guān)確定揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn)位置圓盤 6sq6微動開關(guān)確定揚(yáng)臂左行位置(銑床方向)圓盤左面支撐型材 7sq7微動開關(guān)確定揚(yáng)臂右行位置(下料方向)圓盤右面支撐型材 8sq8微動開關(guān)工件吸持檢

25、測電磁鐵上 9s1磁性接近開關(guān)確定氣缸初始位置氣缸 10s2磁性接近開關(guān)確定氣缸伸出位置氣缸 檢 測 元 件 11s3光電傳感器檢測工件槽工件工件槽側(cè)面 1m5直流電機(jī)驅(qū)動揚(yáng)臂旋轉(zhuǎn)圓盤 2m4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動揚(yáng)臂升降兩支撐側(cè)板中間 3m1直流電機(jī)驅(qū)動上料單元行進(jìn)滑軌支撐板 4m2直流電機(jī)驅(qū)動直線 i 傳送帶直線單元 5m3直流電機(jī)驅(qū)動直線 ii 傳送帶升降梯旁直線單元 6ym直流電磁吸鐵控制揚(yáng)臂電磁鐵吸放工件揚(yáng)臂 7c直動氣缸驅(qū)動揚(yáng)臂頂端電磁鐵升降揚(yáng)臂 8hl工作指示燈顯示工作狀態(tài)兩支撐側(cè)板頂部型材 9ha1蜂鳴器事故報警控制板 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 等 10ha2蜂鳴器事故報警控制板 1km1繼電器揚(yáng)

26、臂左行控制直線單元內(nèi)側(cè) 2km2繼電器揚(yáng)臂右行控制直線單元內(nèi)側(cè) 3km3繼電器控制步進(jìn)電機(jī)得電失電直線單元內(nèi)側(cè) 4km4繼電器揚(yáng)臂順時旋轉(zhuǎn)控制直線單元內(nèi)側(cè) 5km5繼電器揚(yáng)臂逆時旋轉(zhuǎn)控制直線單元內(nèi)側(cè) 控制元件等 6yv電磁閥直動氣缸伸縮控制兩支撐側(cè)板中間 10 5 編制和調(diào)試 plc 自動控制程序。 反復(fù)觀察分站運(yùn)行演示，深刻理解控制要求 根據(jù)控制要求描述及工作狀態(tài)表自行繪制自動控制功能圖 設(shè)置 i/o 編號，并將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖輸入計算機(jī)進(jìn)行調(diào)試 將程序下載至 plc 進(jìn)行試運(yùn)行（斷開負(fù)載電源） 根據(jù) i/o 編號逐個核對 plc 與輸入輸出設(shè)備的連接 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn) plc 帶分站負(fù)

27、載運(yùn)行（接通負(fù)載電源） 6 在自動控制程序的基礎(chǔ)上增加啟動、停止、急停、復(fù)位控制和工作方式選擇控制。 7 學(xué)習(xí)分析、查找、排除故障的基本方法。 五、控制要求 （一）自動控制過程說明及工作狀態(tài)表 初始狀態(tài)：升降、行進(jìn)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及直動氣缸處于原位，揚(yáng)臂呈靜止?fàn)顟B(tài)；吸持工件電磁吸鐵釋 放；工作指示燈熄滅。 在系統(tǒng)全程運(yùn)行時二直線電機(jī)驅(qū)動傳送帶始終保持運(yùn)行狀態(tài)（系統(tǒng)啟動即開始運(yùn)轉(zhuǎn)） ；分單元運(yùn)行 時可選用 plc 的特殊繼電器（與 plc 運(yùn)行/停止同狀態(tài)的繼電器）保持其運(yùn)行狀態(tài)。 系統(tǒng)運(yùn)行期間，需根據(jù)銑床單元的工作狀態(tài)選擇 a、b 兩種不同的控制過程。 a若銑床正在銑削工件則待加工完畢后向上料單元發(fā)

28、出轉(zhuǎn)運(yùn)信號： 1.當(dāng)上料單元接收到銑削完畢信號后，工作指示燈發(fā)光，直流電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條動作，上料單元左行 至銑床方向。 2.上料單元左行到位后，氣動回路的電磁換向閥動作，氣缸活塞桿伸出，帶動電磁鐵下降。 3.氣缸活塞桿伸出到位后，電磁吸鐵得電，通過主體工件上安裝的金屬條吸取工件主體。吸持工件 s 后，氣動回路電磁換向閥復(fù)位，氣缸活塞桿收回，電磁鐵持工件回縮（若一次吸合未果，即安 裝在電磁吸鐵上的微動開關(guān)未發(fā)出信號，蜂鳴器發(fā)出音響報警信號） 。 4.安裝在電磁吸鐵上的微動開關(guān)發(fā)出信號表示完成吸合且氣缸回縮歸位后，直流電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條動 作，上料單元反向右行。 5.上料單元右行到位后，步進(jìn)電機(jī)切換

29、繼電器得電，發(fā)出升降脈沖信號。同步帶驅(qū)動揚(yáng)臂持工件上行。 6.揚(yáng)臂上行到位后，步進(jìn)電機(jī)切換繼電器失電，此時直流電機(jī)帶動行星齒輪動作，使揚(yáng)臂持工件順向 旋轉(zhuǎn) 180 度，將工件送至下料單元入口處。 7.揚(yáng)臂旋轉(zhuǎn)到位后，氣動回路的電磁換向閥動作，氣缸活塞桿伸出，帶動電磁鐵持工件下降。 8.氣缸活塞桿伸出到位后，電磁吸鐵失電，對準(zhǔn)下料口釋放工件，s 后氣動回路電磁換向閥復(fù)位， 氣缸活塞桿收回。 11 9.氣缸回縮到位后，進(jìn)行 2 秒延時，啟動旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)帶動行星齒輪動作，使揚(yáng)臂逆向旋轉(zhuǎn)。 10. 氣缸回縮且揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn) 180 度回到初始位置后，步進(jìn)電機(jī)切換繼電器再次得電，揚(yáng)臂升降方向為 “” （選中下

30、行） ，且發(fā)出升降脈沖信號。此時同步帶驅(qū)動揚(yáng)臂下行。 11. 揚(yáng)臂下行到位后，工作指示燈熄滅，系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。 與上述描述對應(yīng)的工作狀態(tài)表如表 1-2 所示： 表 1-2工作狀態(tài)表 a 輸 入 信 號 輸 出 信 號 動 作 順 序 揚(yáng)臂下行原位 揚(yáng)臂上行到位 揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn)原位 揚(yáng)臂 90 到位 揚(yáng)臂順轉(zhuǎn)到位 揚(yáng)臂右行原位 揚(yáng)臂左行到位 氣缸初始原位 氣缸下降至位 工件吸持檢測 料槽工件檢測 銑削完畢信號 揚(yáng)臂升降脈沖 揚(yáng)臂升降方向 揚(yáng)臂順時旋轉(zhuǎn) 揚(yáng)臂逆時旋轉(zhuǎn) 步進(jìn)電機(jī)切換 揚(yáng)臂左行 揚(yáng)臂右行 直動氣缸 揚(yáng)臂電磁吸鐵 工作指示燈 直線電機(jī) 直線電機(jī) 蜂鳴報警器 0 1 2 3 (3s)/- 4

31、5 6 7 8 (2s)/ 9 (2s)/ 10 11 注：1此工作狀態(tài)表表示吸持工件動作一次完成的控制過程。 2當(dāng)步進(jìn)電機(jī)切換信號為“”時表示選擇升降電機(jī)驅(qū)動器得電，準(zhǔn)備運(yùn)行。 3當(dāng)揚(yáng)臂升降方向信號為“”，同時脈沖信號為“”時，表示執(zhí)行上行動作； 當(dāng)揚(yáng)臂升降方向信號為“”，同時脈沖信號為“”時，表示執(zhí)行下行動作。 若銑床無工件則向上料單元發(fā)出加送信號： 1.當(dāng)有工件放入工件槽時，工件傳感器發(fā)出檢測信號，工作指示燈發(fā)光，控制揚(yáng)臂順時旋轉(zhuǎn)的直流電 機(jī)帶動行星齒輪動作，使揚(yáng)臂順向旋轉(zhuǎn) 90 度，對準(zhǔn)工件槽。 2.揚(yáng)臂旋轉(zhuǎn)到位后，氣動回路的電磁換向閥動作，氣缸活塞桿伸出，帶動揚(yáng)臂終端電磁鐵下降。 3

32、.氣缸活塞桿伸出到位后，電磁吸鐵得電，通過主體工件上安裝的金屬條吸取工件主體。吸持工件 2s 后，氣動回路電磁換向閥復(fù)位，氣缸活塞桿收回，電磁鐵持工件回縮（若一次吸合未果，即安裝在 電磁吸鐵上的微動開關(guān)未發(fā)出信號，蜂鳴器發(fā)出音響報警信號） 。 4.安裝在揚(yáng)臂終端電磁吸鐵上的微動開關(guān)發(fā)出信號表示完成吸合且氣缸回縮歸位后，啟動揚(yáng)臂逆時旋 轉(zhuǎn)，帶動行星齒輪動作，使揚(yáng)臂逆向旋轉(zhuǎn)。 5.揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn) 90 度回到初始位置后，直流電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條動作，上料單元左行。 6.上料單元左行到位后，氣動回路的電磁換向閥再次動作，氣缸活塞桿伸出，帶動揚(yáng)臂終端電磁鐵持 12 工件下降。 7.氣缸活塞桿伸出到位后，電磁吸鐵

33、失電，將工件放下；2s 后氣動回路電磁換向閥復(fù)位，氣缸活塞桿 收回，揚(yáng)臂終端電磁鐵回縮。 8.氣缸回縮歸位后，直流電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條動作，上料單元右行。 9.上料單元右行回位后，工作指示燈熄滅，系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。 與上述描述對應(yīng)的工作狀態(tài)表如表 1-3 所示： 表 1-3工作狀態(tài)表 b 輸 入 信 號 輸 出 信 號 動 作 順 序 揚(yáng)臂下行原位 揚(yáng)臂上行到位 揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn)原位 揚(yáng)臂 90 到位 揚(yáng)臂順轉(zhuǎn)到位 揚(yáng)臂右行原位 揚(yáng)臂左行到位 氣缸初始原位 氣缸下降至位 工件吸持檢測 料槽工件檢測 銑削完畢信號 揚(yáng)臂升降脈沖 揚(yáng)臂升降方向 揚(yáng)臂順時旋轉(zhuǎn) 揚(yáng)臂逆時旋轉(zhuǎn) 步進(jìn)電機(jī)切換 揚(yáng)臂左行 揚(yáng)臂右行 直動

34、氣缸 揚(yáng)臂電磁吸鐵 工作指示燈 直線電機(jī) 直線電機(jī) 蜂鳴報警器 0 1 2 3(2s)/- 4 5 6 7(2s)/- 8 9 注：內(nèi)容同表 1-2 注 （二）自動控制程序流程圖 圖 1-6 為在自動控制工作方式下選擇不同控制過程的的程序框圖: 圖 1-7 為選擇控制過程 a 的程序流程圖: 銑床上有銑件嗎料槽有工件嗎 控制過程選擇 控制過程a控制過程b 有有 無 無 圖 1-6 控制過程選擇的程序框圖 13 14 圖 1-7 控制過程 a 程序流程圖 初始狀態(tài) 銑床加工完成 左行電機(jī)（q0.2） 左行檢測（i0.7） 停止左行電機(jī)（q0.2）； 輸出氣缸電磁閥（q0.6） 直流電磁吸鐵（q0

35、.7）； 并延時3秒（t38） 氣缸升檢測 （i0.5）、吸件檢測 （i1.1） 否 3秒后，停止氣缸（q0.6） 停止升降電機(jī)（q0.1）； 停止步進(jìn)切換（q1.4）， 輸出順時旋轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.0） 順轉(zhuǎn)檢測（i0.2） 停止順轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.0）； 輸出氣缸（q0.6） 氣缸降檢測（i0.6） 否 否 否 是 是 是 是 是 停止電磁鐵（q0.7），延時 2秒（t39） 延時2秒后（t40）輸出逆時 旋轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.4） 逆轉(zhuǎn)檢測（i0.3） 2秒后，停止氣缸（q0.6） 停止逆轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.4） 下行電機(jī)脈沖、方向 （q0.1、q0.5）、步進(jìn)切換 （q1.4） 降臂檢測（i0.0） 停止

36、下行電機(jī)脈沖、方向 （q0.1、q0.5）、步進(jìn)切換 （q1.4） 氣缸升檢測（i0.5） 否 否 否 是 是 是 是 右行電機(jī)（q0.3） 右行檢測（i1.0） 否 停止右行電機(jī)（q0.3）， 輸出升降電機(jī)脈沖（q0.1） 步進(jìn)切換（q1.4） 上行檢測（i0.1） 否 是 是 15 圖 1-8 為選擇控制過程 b 的程序流程圖: 料池工件檢測（i0.4） 順時旋轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.0） 90度旋轉(zhuǎn)檢測（i1.1） 氣缸降檢測（i0.6） 電磁鐵（q0.7），延時2秒 （t37） 停止氣缸（q0.6） 逆時旋轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.4） 逆轉(zhuǎn)檢測（i0.3） 停止逆時旋轉(zhuǎn)電機(jī)（q0.4） 左行電機(jī)（q0.2

37、） 停止順時旋轉(zhuǎn)電機(jī) （q0.0），輸出氣缸 （q0.6） 氣缸升檢測 （i0.5）、吸件檢測 （i1.1） 左行檢測（i0.7） 氣缸降檢測（i0.6） 停止電磁吸鐵（q0.7），氣 缸（q0.6） 氣缸升檢測 延時2秒（t41）后 右行電機(jī)（q0.3） 右行檢測（q1.0） 停止右行電機(jī)（q0.3） 停止左行電機(jī)（q0.2）；輸 出氣缸（q0.6） 否 否 否 否 否 否 否 否 是 是 是 是 是 是 是 是 初始狀態(tài) 圖 1-8 控制過程 b 程序流程圖 16 （三）控制方式說明 上料單元獨(dú)立運(yùn)行時具有自動、手動兩種控制方式。當(dāng)選擇自動方式時本單元呈連續(xù)運(yùn)行工作狀 態(tài)；當(dāng)選擇手動方式時

38、則相當(dāng)于步進(jìn)工作狀態(tài)，即每按動一次啟動按鈕系統(tǒng)按設(shè)計步驟依次運(yùn)行一步的 運(yùn)行方式。 在系統(tǒng)運(yùn)行期間若按下停止按鈕，執(zhí)行動作立即停止；再按下啟動按鈕，將在上一停頓狀態(tài)繼續(xù) 運(yùn)行。 當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將切斷 plc 負(fù)載供電即刻停止運(yùn)行（此時所有其 它按鈕都不起作用） 。排除故障后需旋起急停按鈕，并按下復(fù)位按鈕，待各機(jī)構(gòu)回復(fù)初始狀態(tài)后按下啟 動按鈕，本單元方可重新開始運(yùn)行。 六、i/o 編號分配表 表 1-4 為上料單元控制板上 plc 的 i/o 編號設(shè)置： 表 1-4 上料單元 i/oi/o 分配表 形式序號名稱plc 地址編號地址設(shè)置 1揚(yáng)臂下行檢測（復(fù)位）i0.0i

39、0.0sq1 2揚(yáng)臂上行檢測i0.1i0.1sq2 3順轉(zhuǎn)檢測i0.2i0.2sq3 4逆轉(zhuǎn)檢測（復(fù)位）i0.3i0.3sq5 5工件檢測i0.4i0.4s3 6氣缸升檢測（復(fù)位）i0.5i0.5s1 7氣缸降檢測i0.6i0.6s2 8左行檢測(銑床方向)i0.7i0.7sq6 9右行檢測(下料方向)i1.0i1.0sq7 10工件吸持檢測i1.1i1.1sq8 1190 度旋轉(zhuǎn)檢測i1.2i1.2sq4 12手動/自動按鈕i2.0i2.0sa 13啟動按鈕i2.1i2.1sb1 14停止按鈕i2.2i2.2sb2 15急停按鈕i2.3i2.3sb3 輸入 16復(fù)位按鈕i2.4i2.4sb4

40、 1順時旋轉(zhuǎn)（至位）q0.0q0.0km4 2上行電機(jī)（至位）q0.1q0.1m4:p 3左行電機(jī)（至位）q0.2q0.2km1 4右行電機(jī)（復(fù)位）q0.3q0.3km2 5逆時旋轉(zhuǎn)（復(fù)位）q0.4q0.4km5 輸出 6下行電機(jī)（復(fù)位）q0.5q0.5m4:p+d em277 總線模塊 設(shè)置的站號為： 10 與總站通訊的 地址為： 1617 17 7氣缸電磁閥q0.6q0.6yv 8直流電磁吸鐵q0.7q0.7ym 9工作指示燈q1.0q1.0hl 10直線 i 電機(jī)q1.1q1.1m2 11直線 ii 電機(jī)q1.2q1.2m3 12步進(jìn)電機(jī)切換繼電器q1.4q1.4km3 13蜂鳴器報警q

41、1.6q1.6 14蜂鳴器報警q1.7q1.7 發(fā)送地址v2.0-v3.7(200plc300plc) 接收地址v0.0-v1.7(200plc300plc) 若運(yùn)用本單元控制板上的 plc 進(jìn)行控制，必須按照表 1-4 設(shè)置的 i/o 編號編制程序；若另行選用其它 plc 進(jìn)行控制，編制程序時可以任意設(shè)置 i/o 編號，但在完成 plc 與接口板的連接時應(yīng)特別注意 plc 編號 與接口板接線的對應(yīng)關(guān)系。 完成上料單元獨(dú)立運(yùn)行后若要參與到系統(tǒng)總控臺控制的全程運(yùn)行，需在單元控制的程序中增加如下內(nèi) 容： 1 增加總控起動、停止、急停、復(fù)位等功能，并將本單元的工作狀態(tài)傳送至上位機(jī)。 2 為確保后續(xù)站

42、工件主體下料單元的運(yùn)行安全，需將下料電機(jī)運(yùn)行及料倉底部工件檢測信號作為本 單元向下料口釋放工件的閉鎖條件，即在下料電機(jī)運(yùn)行期間或料倉底部工件檢測有信號時，本單 元不得向下料口釋放工件。 特別提示特別提示 18 第二單元 下料單元 七、單元簡介 下料單元的主要功能是將前站送入本單元下料倉的工件主體，通過直流電機(jī)驅(qū)動間歇 機(jī)構(gòu)帶動同步齒型帶使之下落，工件主體下落至托盤后經(jīng)傳送帶向下站運(yùn)行。 本單元主體結(jié)構(gòu)組成如圖 2-1 所示，包括間歇輪、同步齒行帶、同步輪、傳送電機(jī)、直線 單元、工作指示燈等。 本單元在結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到間歇機(jī)構(gòu)、同步帶傳動、螺桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、螺桿鎖緊結(jié)構(gòu)、張緊 機(jī)構(gòu)等相關(guān)的機(jī)械原理、

43、機(jī)械零件知識。 間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-2 所示: 圖 2-2 間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：間歇機(jī)構(gòu) 工作特性：o2軸轉(zhuǎn)動與停止的時間比為1：3。 本機(jī)應(yīng)用目的：控制傳動模塊。 同步齒型帶傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-3 所示: 圖 2-1 下料單元 19 圖 2-3 同步齒型帶傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：同步齒型帶傳動機(jī)構(gòu) 工作特性：平穩(wěn)、無噪聲，傳動中無滑動周向位移, 使w2=w1。 本機(jī)應(yīng)用目的：豎直同步傳送模塊。 螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-4 所示: 圖 2-4 螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 工作特性：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。 本機(jī)應(yīng)用目的：皮帶漲緊力調(diào)節(jié)，機(jī)體緊定。 同步機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

44、如圖 2-5 所示: 圖 2-5 同步機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：同步機(jī)構(gòu) 工作特性：由兩個相同的齒輪構(gòu)成，保證兩個同步 帶下降速度的一致性。 本機(jī)應(yīng)用目的：使工件進(jìn)入存儲料倉過程中保持水 平狀態(tài)。 w 從動輪主動輪 20 同步帶所使用的張緊機(jī)構(gòu)由彈簧和彈片構(gòu)成，將同步帶向內(nèi)側(cè)壓緊，保證同步帶夾緊工件 主體，不會發(fā)生脫落。以上機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)工件主體出/入下料單元的物流處理過程。 為實現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了光電傳感器、電感式傳感器、電容式 傳感器等檢測與傳感裝置，并配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。詳見圖 2-6 所示。 八、實訓(xùn)目的 1 1了解下料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、熟悉間歇

45、機(jī)構(gòu)等傳動過程 2 2通過系統(tǒng)運(yùn)行過程理解傳感檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用 3 3讀懂工程圖紙，學(xué)會照圖完成安裝接線，掌握檢查方法 4 4學(xué)習(xí)根據(jù)控制要求編制和調(diào)試 plc 程序的方法 5 5學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和分析、查找、排除故障的方法 九、實訓(xùn)設(shè)備 1 1下料單元 2 2pc 機(jī) 3 3可編程序控制器及通訊電纜 4 4萬用表 5 5其它工具 十、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 1 熟悉下料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)，了解機(jī)械裝配方法，重點(diǎn)觀察間歇機(jī)構(gòu)、同步帶傳動、 螺桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)過程和理解螺桿鎖緊結(jié)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)的作用。 2 對照電源系統(tǒng)圖（見附錄 4）學(xué)習(xí)電源系統(tǒng)的設(shè)計與連接調(diào)試方法。 s1工件檢測 s2托盤檢測 s3料倉底

46、部工件檢測 m1傳送電機(jī) m2下料電機(jī) ym直流電磁吸鐵 hl1紅色指示燈 hl2綠色指示燈 圖 2-6 下料單元檢測元件、控制機(jī)構(gòu)安裝位置示意圖 hl2hl1m1yms3 s2 s1 m2 21 3 對照圖 2-6 查找本單元各類檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝位置，并依據(jù)下料單元 plc 控制 接線圖（見附錄 5）熟悉其安裝接線方法。 4 4 根據(jù)表 2-1 理解本單元各檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能，熟悉基本調(diào)試方法（必要時可根 據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)位置） 。 表 2-1 下料單元檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件一覽表 類別序 號編 號名 稱功 能安裝位置 1s1電感式傳感器檢測托盤的位置直線單元上

47、 2s2光電傳感器檢測托盤上是否有工件直線單元上 檢 測 元 件 3s3電容式傳感器檢測料倉底部是否有工件料倉下部 1m1直流電機(jī)驅(qū)動直線單元傳送帶直線單元上 2m2直流電機(jī)驅(qū)動間歇機(jī)構(gòu)料倉上 3m3直流電機(jī)驅(qū)動滾筒型轉(zhuǎn)角單元下料單元旁的轉(zhuǎn)角單元 4ym直流電磁吸鐵控制托盤位置直線單元上 hl1紅色指示燈顯示工作狀態(tài) 5hl hl2綠色指示燈顯示工作狀態(tài) 直線單元側(cè) 6 ha1蜂鳴器事故報警控制板 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 等 7 ha2蜂鳴器事故報警控制板 5 編制和調(diào)試 plc 自動控制程序 1.反復(fù)觀察分站運(yùn)行演示，深刻理解控制要求 2.根據(jù)控制要求描述及工作狀態(tài)表自行繪制自動控制功能圖 3.設(shè)置

48、 i/o 編號，并將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖輸入計算機(jī)進(jìn)行調(diào)試 4.將程序下載至 plc 進(jìn)行試運(yùn)行（斷開負(fù)載電源） 5.根據(jù) i/o 編號逐個核對 plc 與輸入輸出設(shè)備的連接 6.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn) plc 帶分站負(fù)載運(yùn)行（接通負(fù)載電源） 6 在自動控制程序的基礎(chǔ)上增加啟動、停止、急停、復(fù)位控制和工作方式選擇控制 7 學(xué)習(xí)分析、查找、排除故障的基本方法 十一、控制要求 （一）自動控制過程說明及工作狀態(tài)表 初始狀態(tài)：直線及轉(zhuǎn)角二傳送電機(jī)、下料電機(jī)均處于停止?fàn)顟B(tài)；直流電磁吸鐵豎起禁行； 工作指示燈熄滅。 系統(tǒng)啟動運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光；直線電機(jī)、轉(zhuǎn)角電機(jī)驅(qū)動二傳送帶開始運(yùn)轉(zhuǎn)且始 22 終保持運(yùn)行

49、狀態(tài)（分單元運(yùn)行時可選用與 plc 運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器保持二傳送電機(jī)的 運(yùn)行狀態(tài)） 。 系統(tǒng)運(yùn)行期間： 1 當(dāng)前站上料單元向料倉中放入工件發(fā)出信號，經(jīng)過 4 秒時間確認(rèn)后，啟動下料電機(jī)執(zhí)行將 工件主體下落動作。 2 當(dāng)工件主體下落 6 秒后，若無托盤到位信號，則停止下料電機(jī)運(yùn)行，將工件置于料倉中等 待。 3 當(dāng)托盤到達(dá)定位口時，底層的電感式傳感器發(fā)出檢測信號，紅色指示燈熄滅，綠色指示燈 發(fā)光；經(jīng)過 2 秒時間確認(rèn)后，啟動下料電機(jī)繼續(xù)執(zhí)行將工件主體下落動作。 4 檢測到托盤到位信號，當(dāng)工件下落至托盤時，工件檢測傳感器發(fā)出檢測信號，延時 3 秒確 認(rèn)后，直流電磁鐵吸合下落，放行托盤。 5

50、 托盤放行 2 秒后，電磁吸鐵釋放處于禁止?fàn)顟B(tài)，綠色指示燈熄滅，紅色指示燈發(fā)光，系統(tǒng) 回復(fù)初始狀態(tài)。 說明：若下料電機(jī)從料倉入口至出口動作一個行程后工件檢測傳感器仍無檢測信號，此 時報警器發(fā)出警報，提示運(yùn)行人員需在料倉中裝入工件（本套設(shè)備中通過延時進(jìn)行控制） 。 與上述描述對應(yīng)的工作狀態(tài)表如表 2-2 所示： 表 2-2 工作狀態(tài)表 輸 入 信 號輸 出 信 號 動作順序 工件檢測 托盤檢測 料倉底部工件檢測 上料單元放件 下料電機(jī) 綠色指示燈 直流電磁吸鐵 傳送電機(jī) 轉(zhuǎn)角電機(jī) 紅色指示燈 蜂鳴器報警 0 1(4s)/ 2(6s)/ 3(2s)/ 4(3s)/ 5(2s)/(2s)/(2s)/

51、 注：1當(dāng)本站接受到前站釋放工件信號時控制過程按照工作狀態(tài)表中動作順序0、1、2、3、4、5依次執(zhí)行。 2若由于托盤到達(dá)本站直接引發(fā)的控制過程則按照工作狀態(tài)表中動作順序0、3、4、5依次執(zhí)行。 （二）自動控制過程功能圖 圖 2-7 為下料單元程序流程圖 23 圖 2-7 下料單元程序流程圖 （三）控制方式說明 下料單元獨(dú)立運(yùn)行時具有自動、手動兩種控制方式。當(dāng)選擇自動方式時本單元呈連續(xù)運(yùn)行 工作狀態(tài)；當(dāng)選擇手動方式時則相當(dāng)于步進(jìn)工作狀態(tài)，即每按動一次啟動按鈕系統(tǒng)按設(shè)計步驟依 次運(yùn)行一步的運(yùn)行方式。 直線傳動電機(jī)（q0.3） 轉(zhuǎn)角傳動電機(jī)（q0.4） 紅色指示燈（q0.5） 托盤檢測（i0.1）

52、托盤工件檢測（i0.0） 延時2秒，輸出下料電機(jī) （q0.0） 停止下料電機(jī)，延時3秒 （t39） 延時2秒 停止止動電磁鐵（q0.2） 紅色指示燈亮（q0.5） 綠色指示燈滅（q0.1） 延時4秒，輸出下料電機(jī) （q0.0） 延時6秒， 停止下料電機(jī)（q0.0） 是 否 3秒后，止動電磁鐵 （q0.2） 綠色指示燈亮（q0.1） 紅色指示燈滅（q0.5） 初始狀態(tài) 托盤檢測（i0.1） 否 否 上料單元放件 是 否 是 是 24 在系統(tǒng)運(yùn)行期間若按下停止按鈕，執(zhí)行動作立即停止；再按下啟動按鈕，將在上一停頓狀 態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。 當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將切斷 plc 負(fù)載供電即刻

53、停止運(yùn)行（此時 所有其它按鈕都不起作用） 。排除故障后需旋起急停按鈕，并按下復(fù)位按鈕，待各機(jī)構(gòu)回復(fù)初始 狀態(tài)后按下啟動按鈕，本單元方可重新開始運(yùn)行。 十二、i/o 編號分配表 表 2-3 為下料單元控制板上 plc 的 i/o 編號設(shè)置： 表 2-3 下料單元 i/oi/o 分配表 形式序號名稱plc 地址編號地址設(shè)置 1工件檢測 i0.0i0.0s2 2托盤檢測i0.1i0.1s1 3料槽底層工件檢測i0.2i0.2s3 4手動/自動按鈕i2.0i2.0sa 5啟動按鈕i2.1i2.1sb1 6停止按鈕i2.2i2.2sb2 7急停按鈕i2.3i2.3sb3 輸入 8復(fù)位按鈕i2.4i2.4

54、sb4 1下料電機(jī)q0.0q0.0m2 2綠色指示燈q0.1q0.1hl2 3直流電磁吸鐵q0.2q0.2km 4傳送電機(jī)q0.3q0.3m1 5轉(zhuǎn)角電機(jī)q0.4q0.4m3 6紅色指示燈q0.5q0.5hl1 7蜂鳴器報警q1.6q1.6ha1 輸出 8蜂鳴器報警q1.7q1.7ha2 em277 總線模 塊設(shè)置的站 號為：8 與總站通訊 的地址為： 23 發(fā)送地址v2.0-v3.7(200plc300plc) 接收地址v0.0-v1.7(200plc300plc) 若運(yùn)用本單元控制板上的 plc 進(jìn)行控制，必須按照表 2-3 設(shè)置的 i/o 編號編制程序；若另行 選用其它 plc 進(jìn)行控制

55、，編制程序時可以任意設(shè)置 i/o 編號，但在完成 plc 與接口板的連接時應(yīng) 特別注意 plc 編號與接口板接線的對應(yīng)關(guān)系。 特別提示特別提示 25 完成下料單元獨(dú)立運(yùn)行后若要參與到系統(tǒng)總控臺控制的全程運(yùn)行，需在單元控制的程序中增加 如下內(nèi)容： 1 增加總控起動、停止、急停、復(fù)位等功能，并將本單元的工作狀態(tài)傳送至上位機(jī)。 2 為實現(xiàn)本單元的連續(xù)運(yùn)行功能，需將上料單元放件動作完成后的檢測信號作為本單元啟動 下料電機(jī)的條件之一。 3 為確保后續(xù)站加蓋單元的運(yùn)行安全，需將加蓋單元的托盤檢測信號作為本站托盤放行的閉 鎖條件，即在加蓋單元工作時本站不放行。 26 第三單元 加蓋單元 一、單元簡介 加蓋單

56、元的主要功能是通過直流電機(jī)帶動蝸輪蝸桿，經(jīng)減速電機(jī)驅(qū)動擺臂將上蓋裝配至工件 主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。 本單元主體結(jié)構(gòu)組成如圖 3-1 所示，包括蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、傳送電機(jī)、料槽、擺臂、直 線單元、工作指示燈等。 本單元在結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、拔軸式聯(lián)軸器等相關(guān)的機(jī)械原理、機(jī)械零件知 識。蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)如圖 3-2 所示: 圖 3-2 蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu) 工作特性：蝸輪蝸桿一般用于軸線垂直交叉的傳動， 其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，但傳動效率較 低。蝸輪軸可以得到低轉(zhuǎn)速大扭矩動力 輸出。 本機(jī)應(yīng)用目的：往復(fù)的擺動。 拔軸式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖如圖 3-

57、3 所示: 圖 3-1 加蓋單元 27 圖 3-3 拔軸式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖 機(jī)構(gòu)名稱：拔軸式聯(lián)軸器 工作特性：可以補(bǔ)償由于制造及安裝造成的q1，q2 的位置偏差，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 本機(jī)應(yīng)用目的：電動機(jī)軸與蝸桿軸的同軸聯(lián)接。 為實現(xiàn)本單元的控制功能，在結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了電感式傳感器、電容式傳感器、微動 開關(guān)等檢測與傳感裝置，并配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)和繼電器等控制元件。詳見圖 3-4 所示。 s1 m1m2s2ymhl1hl2sq2sq1km12 s1托盤檢測s2上蓋檢測sq1取件限位sq2放件限位 m1傳送電機(jī)m2加蓋電機(jī)km1電機(jī)取件繼電器km2電機(jī)放件繼電器ym直流電磁吸鐵 hl1紅色指

58、示燈hl2綠色指示燈 圖 3-4 加蓋單元檢測元件、控制機(jī)構(gòu)安裝位置示意圖 二、實訓(xùn)目的 1 了解加蓋單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、熟悉蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)等傳動過程 2 通過系統(tǒng)運(yùn)行過程理解傳感檢測元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用 3 讀懂工程圖紙，學(xué)會照圖完成安裝接線，掌握檢查方法 4 學(xué)習(xí)根據(jù)控制要求編制和調(diào)試 plc 程序的方法 5 學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和分析、查找、排除故障的方法 三、實訓(xùn)設(shè)備 1 1 加蓋單元 2 pc 機(jī) 3 可編程序控制器及通訊電纜 28 4 萬用表 5 其它工具 四、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 1 1 了解自動上蓋單元的機(jī)械裝配方法；熟悉翻轉(zhuǎn)定位裝置、連桿機(jī)構(gòu)及連軸器的工作原理； 觀察蝸輪蝸桿減速機(jī)的運(yùn)動

59、過程。 2 2 對照電源系統(tǒng)圖（見附錄 6）學(xué)習(xí)本單元電源系統(tǒng)的設(shè)計與連接調(diào)試方法。 3 3對照圖 3-4 查找本單元各類檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝位置，并依據(jù)加蓋單元 plc 控制接 線圖（見附錄 7）熟悉其安裝接線方法。 4 4根據(jù)表 3-1 理解本單元各檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能，熟悉基本調(diào)試方法（必要時可根據(jù) 系統(tǒng)運(yùn)行情況適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)位置） 。 表 3-1 加蓋單元檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件一覽表 類別序 號編 號名 稱功 能安裝位置 1s1電感式接近開關(guān)檢測托盤的位置直線單元上 2s2電容式接近開關(guān)檢測工件上是否有上蓋直線單元上 3sq1微動開關(guān)確定擺臂取件位置擺臂左面里側(cè) 檢 測 元

60、 件 4sq2微動開關(guān)確定擺臂放件位置擺臂左面外側(cè) 1m1直流電機(jī)驅(qū)動直線單元傳送帶直線單元上 2m2直流電機(jī)驅(qū)動蝸輪蝸桿減速電機(jī)加蓋底板上 3m3蝸輪蝸桿減速電機(jī)降低直流電機(jī)轉(zhuǎn)速加蓋底板上 4ym直流電磁吸鐵控制托盤位置直線單元上 hl1紅色指示燈顯示工作狀態(tài) 5hl hl2綠色指示燈顯示工作狀態(tài) 直線單元側(cè) 6 ha1蜂鳴器事故報警控制板 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 等 7 ha2蜂鳴器事故報警控制板 1km1繼電器擺臂取件控制加蓋底板上 控制元件 2km2繼電器擺臂放件控制加蓋底板上 5 5 編制和調(diào)試 plc 自動控制程序 反復(fù)觀察分站運(yùn)行演示，深刻理解控制要求 根據(jù)控制要求描述及工作狀態(tài)表自行繪