自動機與自動線實訓技術

1、南京工業(yè)職業(yè)技術學院項目技術報告自動機與自動線綜合實訓技術報告 姓 名： 王成暢 學 號： 1302673123 組 別： 第五組 班 級：機電1311 提交日期：2015年9月17日 概 要自動機與自動線綜合實訓培養(yǎng)學生的機電技術綜合應用能力，通過一個可以實現(xiàn)既定任務的機電控制系統(tǒng)的設計與安裝調(diào)試，掌握機電一體化專業(yè)所需的系統(tǒng)方案設計、機械結構設計、電氣控制方案的確定、電氣原理圖的設計以及元器件參數(shù)的確定及選型的各項綜合知識與技能。了解FESTO上料、分揀裝置項目中方案設計、機械結構設計、電氣控制系統(tǒng)設計、PLC軟件設計、機械和電器元件的選型、系統(tǒng)安裝與調(diào)試的全過程，通過分組合作，以項目為導

2、引的模式，使學生真正體驗到工廠項目開發(fā)的實際過程。通過任務的進度考核，使學生切實體驗企業(yè)的實際工作氛圍；通過項目的推進激發(fā)學生在實踐中學習的樂趣及成就感；通過任務的實現(xiàn)，增強學生解決工程項目實際問題的能力。關鍵字：自動機與自動線 上料裝置 分揀裝置 PLC 目 錄第一章 生產(chǎn)線的認知41.1自動化生產(chǎn)線簡介41.2模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)MPS簡介51.3項目主要任務61.4安裝規(guī)范6第二章 供料單元的安裝與調(diào)試82.1 供料單元的功能82.2 供料單元組成82.3 主要模塊介紹92.4供料單元的拆卸與安裝102.5 檢測單元簡介112.5.1 檢測單元的組成及功能112.5.2 檢測單元氣動系統(tǒng)1

3、3第三章 氣動系統(tǒng)143.1氣動部分143.2氣動原理圖143.3氣動元件選擇153.4傳感器介紹16第四章 電氣控制系統(tǒng)184.1電氣系統(tǒng)的硬件設計184.2電氣系統(tǒng)的程序規(guī)劃184.2.1動作過程描述184.2.2輸入輸出分配表194.2.3PLC外部接線圖204.2.4順序功能圖214.2.5梯形圖設計224.2.6調(diào)試故障分析表28致謝29個人總結30參考文獻31第一章 生產(chǎn)線的認知1.1自動化生產(chǎn)線簡介自動化生產(chǎn)線是由工件傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯(lián)接起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)。自動化生產(chǎn)線特征：生產(chǎn)效率高；自動化程度高；員工技術要求

4、高；生產(chǎn)設備：自動化流水線。自動線的廣泛應用：食品、家用電器、汽車摩托、化工、醫(yī)藥等；自動化生產(chǎn)線的共性及組成：機械本體部分；檢測與傳感部分；控制部分；執(zhí)行部分；動力源部分；（如圖1-1所示）圖1-1 MPS自動線該設備的每個單元都有兩種工作模式，即為單動和聯(lián)動模式，在置為單動模式時，這六個單元可以為分開來供學生進行一個單元一個單元的實驗，該實驗裝置的每個單元的機械部件都是典型的工業(yè)加工生產(chǎn)中常見的，均可以方便的固定在鋁合金型材上，可供學生進行裝卸實驗和進行機械部件的調(diào)整。該實驗裝置的每個單元均有一塊按鈕和一塊PLC面板固定在柜子上，接鈕板上的按鈕通過鎖孔與PLC面板上的PLC輸入端連接、PL

5、C面板上的輸出端鎖孔與電磁閥連接用來控制每個單元的氣動、電動元件。這些連接可通過鎖孔用電線插接。這樣就可以使學生自己對實驗單元進行電氣及控制設計學生可根據(jù)自己的設計，進行PLC程序編制、接線并調(diào)試。1.2模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)MPS簡介MPS(Modular Production System)模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)就一個是工業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，是基于機電氣(液)一體化技術、PLC 控制與機器人結合的全自動、可完成氣缸加工裝配的培訓系統(tǒng)。工廠生產(chǎn)線由多個獨立的加工單元構成，每個加工單元都有其特定的功能，將其中的一個或多個組合可以實現(xiàn)您理想的生產(chǎn)加工系統(tǒng)。圖1-2 模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)MPS中最小的機電一體化組

6、合，供料和成品分裝工作單元MPS總線一體化和總線技術，帶有AS-i接口的供料工作單元，檢測工作單元，帶Profibus DP的成品分裝工作單元。MPS滿足常規(guī)項目作業(yè)的機電一體化組合，供料、檢測、提取&安裝、工件壓緊和成品分裝工作單元。圖1-3 MPS組成單元1.3項目主要任務供料單元是MPS的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用，相當于實際生產(chǎn)加工系統(tǒng)（生產(chǎn)線）中自動上料系統(tǒng)。它的具體功能是：按照需要將放置在料倉中的待加工工件（原料）自動地取出，并將其傳送到檢測單元。1.4安裝規(guī)范1、電纜和氣管分開綁扎2、當電纜、光纖電纜、氣管來自同一個模塊上時允許綁扎在一塊3、綁扎

7、帶切割不能留太長4、兩根綁扎帶之間的距離不能超過40-50mm5、兩個線夾子之間的距離不能超過100-120mm6、電纜電線固定在線夾子上面，單根電線用綁扎帶固定在線夾子上面7、第一根綁扎帶離氣管接口60mm左右處8、運動所有執(zhí)行元器件和工件時保證無碰撞9、在系統(tǒng)上沒有工具、配線和管狀材料10、所有的元件、模塊被固定11、沒有部件、模塊損壞或丟失12、把兩個工作單元連接起來，要齊平，兩個工作單元之間的最大距離為5mm13、至少用兩個螺絲釘和墊圈固定線槽14、所有的東西都被固定，包括光纖15、螺釘頭保證沒有損壞，并且沒有工具的殘渣遺留在上面16、電纜線的金屬材料部分不能被看到17、冷壓端子金屬部

8、分長度不能太長18、電纜在走線槽里至少要保留10cm，如果是一根的話不做要求19、電纜絕緣部分應該在走線槽里，走線槽應該蓋住并且沒有翹起和未完全蓋住的現(xiàn)象20、電纜切割沒有電纜漏在走線槽外面第二章 供料單元的安裝與調(diào)試2.1 供料單元的功能供料單元是MPS的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用，相當于實際生產(chǎn)加工系統(tǒng)（生產(chǎn)線）中自動上料系統(tǒng)。它的具體功能是：按照需要將放置在料倉中的待加工工件（原料）自動地取出，并將其傳送到檢測單元。 圖2-1 供料單元2.2 供料單元組成供料單元組成如圖所示，分別由進料模板、鋁合金板、I/O 接線端口、真空發(fā)生器、走線槽、氣源處理組件、

9、轉(zhuǎn)運模塊、CP閥組、消聲器、真空檢測傳感器組成。圖2-2供料單元組成2.3 主要模塊介紹進料模塊：工件垂直疊放在料倉中，推料桿位于料倉的底層并可從料倉的底部通過，推料桿與最下層的工件處于同一水平位置。當氣缸驅(qū)動推料桿前進時，推料桿便把最下層的工件水平推到預定位置，從而把工件移出料倉；而當推料桿返回時，料倉中的工件在重力的作用下，就自動下落，向下移動一個工件，為下次工作好了準備滑板的裝配要對準螺釘?shù)诙K底座的裝配 一定要是孔之見相通。工具整理防止工件丟失。 圖2-3 進料裝置檢測模塊：在推料缸的兩個極限位置分別裝有一個磁感應式接近開關，分別用于識別推料缸運動的兩個極限位置。在該模塊料倉的底層位置

10、，安裝有對射式光電傳感器的探頭，用于檢測料倉中存儲料的情況（有料）。 圖2-4 檢測裝置轉(zhuǎn)運模塊：功能：吸取工件，并將工件傳送到下一個工作單元。轉(zhuǎn)運模塊主要由旋轉(zhuǎn)氣缸、擺臂、真空吸盤、真空壓力檢測傳感器、真空吸盤方向保持裝置等組成。旋轉(zhuǎn)氣缸：是擺臂的驅(qū)動裝置，其轉(zhuǎn)軸的最大轉(zhuǎn)角為180，轉(zhuǎn)角可以根據(jù)需要進行調(diào)整。 圖2-5 轉(zhuǎn)運模塊第一步：準備好鋁合金板2.4供料單元的拆卸與安裝第二步：安裝走線槽第三步：安裝電氣系統(tǒng)上步裝好的部件安裝到底板上第四步：安裝氣動二聯(lián)件和CP閥組第五步調(diào)整擺動模塊和電線夾子的位置第六步：安裝傳感器等第七步：安裝到底板第八步：安裝光線探頭所需工具：剝線鉗、圓嘴鉗、斜口鉗

11、、壓接鉗、螺絲刀、電工刀、內(nèi)六角扳手；剝線鉗剝線鉗為內(nèi)線電工，電動機修理、儀器儀表電工常用的工具之一。專供電工剝除電線頭部的表面絕緣層用。使用要點：要根據(jù)導線直徑，選用剝線鉗刀片的孔徑。根據(jù)纜線的粗細型號，選擇相應的剝線刀口將準備好的電纜放在剝線工具的刀刃中間，選擇好要剝線的長度握住剝線工具手柄，將電纜夾住，緩緩用力使電纜外表皮慢慢剝落松開工具手柄，取出電纜線，這時電纜金屬整齊露出外面，其余絕緣塑料完好無損。圓嘴鉗用途：為一般電訊工程等常用的工具，同時也是制作低端首飾的必備工具之一。天主教的玫瑰經(jīng)念珠一般都是用圓嘴鉗制作出來的斜口鉗使用方法：斜口鉗的刀口可用來剖切軟電線的橡皮或塑料絕緣層。鉗子

12、的刀口也可用來切剪電線、鐵絲。剪8號鍍鋅鐵絲時，應用刀刃繞表面來回割幾下，然后只須輕輕一扳，鐵絲即斷。鍘口也可以用來切斷電線、鋼絲等較硬的金屬線。電工常用的有150、175、200及250mm等多種規(guī)格?？筛鶕?jù)內(nèi)線或外線工種需要選購。鉗子的齒口也可用來緊固或擰松螺母。螺絲刀使用用法：將螺絲刀擁有特化形狀的端頭對準螺絲的頂部凹坑，固定，然后開始旋轉(zhuǎn)手柄。根據(jù)規(guī)格標準，順時針方向旋轉(zhuǎn)為嵌緊；逆時針方向旋轉(zhuǎn)則為松出。(極少數(shù)情況下則相反)一字螺絲批可以應用于十字螺絲。但十字螺絲擁有較強的抗變形能力。電工刀用電工刀剖削電線絕緣層時,可把刀略微翹起一些,用刀刃的圓角抵住線芯。切忌把刀刃垂直對著導線切割絕

13、緣層,因為這樣容易割傷電線線芯。內(nèi)六角扳手內(nèi)六角扳手也叫艾倫扳手。常見的英文名稱有“Allen key（或Allen wrench）”和“Hex key”（或Hexwrench）。它通過扭矩施加對螺絲的作用力，大大降低了使用者的用力強度，是工業(yè)制造業(yè)中不可或缺的得力工具。2.5 檢測單元簡介2.5.1 檢測單元的組成及功能檢測單元的組成：檢測單元主要結構為IO接線端口、識別模塊、提升模塊、滑槽模塊、位置比較器、CP閥組、氣源處理組件、走線槽、鋁合金板等。檢測單元的組成檢測單元的功能：檢測單元用來確定工件的特性。電容式傳感器檢測每個工件的顏色。漫射式傳感器區(qū)分金屬和紅色工件，但不能區(qū)分出黑色工件

14、。（如圖2-6所示）圖2-6 檢測單元組成反射式光電式傳感器：在提升模塊工作前，檢測識別工位上方的區(qū)域是否有障礙物。測量模塊的模擬量傳感器：確定工件的高度。輸出信號通過比較器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，并通過一個連接模塊將信號傳送給PLC。（如圖2-7所示）漫反射式光電傳感器電容傳感器2-7物料檢測傳感器2.5.2 檢測單元氣動系統(tǒng)氣動原理圖：圖2-8氣動原理圖輸入輸出分配表：金屬檢測I0.0電容檢測I0.1光電檢測I0.2下限位I0.3上限位I0.4工件彈出I0.5檢測器到位I0.6開始按鈕I4.0復位按鈕I4.1位置按鈕I4.2AUTO/MAN選擇開關I4.3停止按鈕I4.4Quit按鈕I4.5通訊開關

15、I4.6料臺升起Q0.0料臺下降Q0.1彈出工件Q0.2檢測器伸出Q0.3噴射氣流Q0.4開始指示燈Q4.0復位指示燈Q4.1輔助指示燈Q4.2第三章 氣動系統(tǒng)3.1氣動部分氣動部分組成：推料單元、擺動單元、真空單元（如圖3-1所示） 圖3-1氣動送料部分3.2氣動原理圖 氣動原理圖實現(xiàn)推料氣缸進氣，推出原料，擺動氣缸進氣，到達物料位置，真空吸盤吸住物料，擺動送到檢測單元位置。 圖3-2氣動原理圖3.3氣動元件選擇氣動三聯(lián)件：三大件是多數(shù)氣動系統(tǒng)中不可缺少的氣源裝置，安裝在用氣設備近處，是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。三大件的安裝順序依進氣方向分別為空氣過濾器、減壓閥和油霧器。（如圖3-3所示）圖3

16、-3 氣動三聯(lián)件真空開關（可調(diào)）：機械式壓力和真空開關，切換點可調(diào)，允許通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)壓力開關的切換點（如圖3-4所示）圖3-4 真空開關雙作用氣缸：供料模塊中的執(zhí)行元件（雙作用氣缸）,一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件、磁環(huán)和緊固件等零件組成（如圖3-5所示） 圖3-5雙作用氣缸序號名稱型號廠商數(shù)量備注1氣動兩聯(lián)件STNC12可調(diào)單向節(jié)流閥德力西53真空發(fā)生器亞德克14兩位五通電磁換向閥亞德克15兩位兩通電磁換向閥亞德克26兩位三通電磁換向閥亞德克27擺動氣缸亞德克18伸縮氣缸亞德克1表3-1氣動元件目錄3.4傳感器介紹供料裝置所用到的傳感器有：電感式傳感器、光電式傳感器、電容式傳

17、感器電感式傳感器利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置我們習慣上講的電感傳感器指的是自感式傳感器自感傳感器主要由線圈、鐵芯、銜鐵及測量桿和轉(zhuǎn)換電路等組成。工作時，銜鐵通過測桿與被測物體相接觸，被測物體的位移將引起線圈電感量的變化，當傳感器線圈接入測量轉(zhuǎn)換電路后，電感的變化將被轉(zhuǎn)換成為電壓、電流或頻率的變化，從而完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換。電感傳感器主要檢測工件的材料。光電式傳感器光電式傳感器是用光電轉(zhuǎn)換器件作敏感元件、將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。光電式傳感器的種類很多，按照其輸出信號的形式，可以分為模擬式、數(shù)字式、開關量輸出式。以開關量的形式輸出的光電傳感器，即為光電式接近開關。圖

18、3-6 光電式傳感器電容式傳感器測量頭構成電容器的一個極板，另一個極板是物體本身，當物體移向接近開關時，物體和接近開關的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化.由此便可控制開關的接通和關斷;接近開關的檢測物體，并不限于金屬導體，也可以是絕緣的液體或粉狀物體。圖3-7 電容式傳感器表3-2氣動元件目錄序號名稱型號廠商數(shù)量備注1電容傳感器TTP229-16路歐姆龍1檢測有無物料2電磁傳感器TL-W3MCL歐姆龍1檢測是否金屬3漫反射傳感器R4M2歐姆龍1檢測物料顏色4行程開關CSL-F亞德克2檢測擺動位置第四章 電氣控制系統(tǒng)4.1電氣系統(tǒng)的硬件設計I/O端口將8個輸入端及8個輸

19、出端接至接頭，每個輸入、輸出接線端上裝有LED，可顯示回路狀態(tài)以及用于系統(tǒng)糾錯。它是PLC與輸入、輸出設備連結的橋梁（PNP-NPN相互的轉(zhuǎn)換）I/O接口（SYSLINK接口）工作站選用統(tǒng)一的（syslink）接口。 輸入/輸出信號I0-I7，Q0-O7，另有電源信號0VA/0VB，24VA/24VB，A/B以區(qū)分輸入/輸出。 注意PNP/NPN的選擇開關，選擇PNP位置。輸入信號以各種傳感器為主，輸出信號以閥島電磁線圈為主。另有握手協(xié)議信號一對。 圖4-1 I/O端口4.2電氣系統(tǒng)的程序規(guī)劃4.2.1動作過程描述1. 如果料倉中有工件，按下START按鈕后，擺動缸轉(zhuǎn)換到“下一工位”位置2.

20、送料缸縮回，工件從料倉中退出。3. 擺動缸轉(zhuǎn)換到“料倉”位置。4. 真空啟動。當工件被吸起，真空開關切換。5. 送料缸伸出，工件落下6. 擺動缸轉(zhuǎn)換到“下一工位”位置。7. 真空關閉。8. 擺動缸轉(zhuǎn)換到“料倉”位置。4.2.2輸入輸出分配表表4-1 輸入輸出分配表送料桿縮回I 0.1送料桿伸出I 0.2真空檢測I 0.3擺桿左限位I 0.4擺桿右限位I 0.5料倉情況I 0.6開始按鈕I 4.0復位按鈕I 4.1清除警報I 4.2AUTO/MAN選擇開關I 4.3停止按鈕I4.4Quit按鈕I 4.5聯(lián)網(wǎng)開關I 4.6送料Q 0.0吸料Q 0.1放料Q 0.2左擺Q 0.3右擺Q 0.4開始指

21、示燈Q 4.0復位指示燈Q 4.1右擺Q 0.4開始指示燈Q 4.0復位指示燈Q 4.1輔助指示燈Q4.24.2.3PLC外部接線圖圖4-1 PLC外部接線圖4.2.4順序功能圖 圖4-2 順序功能圖4.2.5梯形圖設計復位程序：將擺臂左擺，擺到左限位，進入順序控制；否則無法進行下面的順序控制程序：檢測有無物料、真空的檢測、推料氣缸的動作、擺動氣缸的旋轉(zhuǎn) 4.2.6調(diào)試故障分析表調(diào)試故障分析表4-3序號出現(xiàn)問題原因分析解決問題備注1運行未結束，停止運動PLC程序錯誤重新糾正PLC程序問題解決2程序無法導入PLC控制器通訊故障檢查通訊連接問題解決3按下停止按鈕，完成循環(huán)后未停止PLC程序設計不當修改PLC程序問題解決致謝在這次的實訓當中，我對PLC的使用也有了近一步的了解，雖然我們組分工明確，但在程序編寫或者調(diào)試的時候，大家都參與了進來，也互相了解自己的不足。我本來對一些PLC梯形圖的編寫不太熟練，也對項目分析得不太準確，但是有了老師和組員的幫助，我還是有著不少的了解，但還是存在著自己的不足。通過實訓，我進一步得肯定我自己的不足之處，但對自己所學的知識有了更加明確的認識，并且我相信，在以后的學習當