電氣自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于N：N網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化生產(chǎn)線的組態(tài)與實(shí)現(xiàn)

1、i 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）題 目： 基于基于n n：n n網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化生產(chǎn)線的組態(tài)與實(shí)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化生產(chǎn)線的組態(tài)與實(shí)現(xiàn)現(xiàn) 所 屬 系： 班 級(jí)： 學(xué) 員 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 同 組 成 員： 指 導(dǎo) 教 師： ii摘摘 要要自動(dòng)生產(chǎn)線的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，綜合性主要涉及機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。本系統(tǒng)完成一個(gè)工件的拆卸、分揀工作，模擬一個(gè)生產(chǎn)流水

2、線的生產(chǎn)過(guò)程。首先由供料站提供原料，運(yùn)輸站將其送至加工站加工，然后送至裝配站進(jìn)行安裝，最后由分揀站進(jìn)行分揀。設(shè)計(jì)以送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元作為自動(dòng)生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺(tái)，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)（伺服）電機(jī)位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺(tái) plc 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 plc 之間通過(guò) rs485 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。所以，本設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識(shí)，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等） 、傳感器應(yīng)用技術(shù)、plcplc 控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò) 組

3、態(tài) 自動(dòng)化 plc 電機(jī) iii目目 錄錄第一章第一章 概概 述述.1第二章第二章 自動(dòng)生產(chǎn)線的組成及基本功能自動(dòng)生產(chǎn)線的組成及基本功能.22.1 基本組成.22.2 基本功能.3第三章第三章 電氣控制電氣控制.73.1 接線端子及主令部件.73.2 能源部件.93.3 rs485 總線的電氣連接.11第四章第四章 供料與加工單元控制系統(tǒng)供料與加工單元控制系統(tǒng).124.1 供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程.124.2 供料單元的 plc 工作任務(wù).134.3 加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程.144.4 加工單元 plc 工作任務(wù).144.5 plc 的 i/o 分配及系統(tǒng)安裝接線 .154.6 供料加工單元

4、氣動(dòng)控制回路.17第五章第五章 裝配單元控制系統(tǒng)裝配單元控制系統(tǒng).195.1 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程.195.2 裝配單元 plc 工作任務(wù).195.3 plc 的 i/o 分配及系統(tǒng)安裝接線 .205.4 裝配單元的氣動(dòng)控制回路.21第六章第六章 分揀單元控制系統(tǒng)分揀單元控制系統(tǒng).236.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程.236.2 旋轉(zhuǎn)編碼器的電氣接線.236.3 三菱 fr-e700 變頻器的使用.246.4 分揀單元的 plc 工作任務(wù).276.5 分揀單元 plc 的 i/o 接線.286.6 分揀單元的氣動(dòng)控制回路.30第七章第七章 輸送單元控制系統(tǒng)輸送單元控制系統(tǒng).317.1 輸送

5、單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程.317.2 松下 minasa4 系列 ac 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介.317.3 輸送單元的 plc 工作任務(wù).357.4 輸送單元的 plc 的 i/o 接線 .37 iv7.5 輸送單元?dú)鈩?dòng)控制回路.39總總 結(jié)結(jié).40致致 謝謝.40參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).41附錄附錄 1 供料與加工單元電氣原理圖供料與加工單元電氣原理圖.42附錄附錄 2 裝配單元裝配單元 plc 接線原理圖接線原理圖.43附錄附錄 3 分揀單元分揀單元 plc 接線原理圖接線原理圖.44附錄附錄 4 輸送單元輸送單元 plc 接線原理圖接線原理圖.45 1第一章第一章 概概 述述二十世紀(jì)以來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

6、化，人們研究和制造了成千上萬(wàn)種自動(dòng)控制系統(tǒng)，極大地推動(dòng)了生產(chǎn)勞動(dòng)、社會(huì)服務(wù)、軍事工程和科學(xué)研究等活動(dòng)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這是機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)控制相結(jié)合的結(jié)果，處理的對(duì)象是離散工件。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡(jiǎn)單的自動(dòng)生產(chǎn)線。20 世紀(jì) 60 年代以后，由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（fms） 。以柔性制造系統(tǒng)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化車間，加上信息管理、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化，出現(xiàn)了采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）的工廠自動(dòng)化（fa） 。 現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)

7、的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來(lái)越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。70 年代以來(lái)，自動(dòng)化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級(jí)的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國(guó)防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的自動(dòng)化，例如大型企業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、全國(guó)鐵路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、國(guó)家電力網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動(dòng)化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動(dòng)化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動(dòng)化等。自動(dòng)化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測(cè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)

8、化、家庭自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。本系統(tǒng)模擬一個(gè)生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)過(guò)程，完成一個(gè)工件的拆卸、分揀工作。首先由供料站提供原料，運(yùn)輸站將其送至加工站加工，然后送至裝配站進(jìn)行安裝，最后由分揀站進(jìn)行分揀。整個(gè)過(guò)程要充分考慮生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的情況，對(duì)各種生產(chǎn)要求進(jìn)行處理，系統(tǒng)分成五個(gè)操作站：供料站、安裝站、加工站、運(yùn)輸站、分揀站。整個(gè)系統(tǒng)基于三菱 plc 的 n：n 網(wǎng)絡(luò)，包括變頻控制、伺服控制等，是各種電氣控制的綜合應(yīng)用。本課題由我和朱廷同學(xué)共同完成，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，朱廷同學(xué)主要負(fù)責(zé)程序的編制，我主要負(fù)責(zé)機(jī)械部分的安裝、電氣原理圖和氣路的設(shè)計(jì)和連接、變頻器和伺服放大

9、器的參數(shù)設(shè)置。 2第二章第二章 自動(dòng)生產(chǎn)線自動(dòng)生產(chǎn)線的組成的組成及基本功能及基本功能2.12.1 基本組成基本組成自動(dòng)生產(chǎn)線由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式臺(tái)面上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。其外觀如圖 2-1 所示。其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工

10、業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過(guò)的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。圖圖 2-1 自動(dòng)生產(chǎn)線外觀自動(dòng)生產(chǎn)線外觀圖圖 32.22.2 基本功能基本功能各工作單元在臺(tái)面上的分布如圖 2-2 的俯視圖所示。圖圖 2-22-2 自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備俯視圖自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備俯視圖560310430350 4各個(gè)單元的基本功能如下：1、供料單元的基本功能：供料單元是本次設(shè)計(jì)中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元

11、上。如圖 2-3 所示為供料單元實(shí)物的全貌。圖圖 2-32-3 供料單元實(shí)物的全貌供料單元實(shí)物的全貌2、加工單元的基本功能：把該單元物料臺(tái)上的工件（工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來(lái)）送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺(tái)上，待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。如圖 2-4 所示為加工單元實(shí)物的全貌。 5圖圖 2-42-4 加工單元實(shí)物的全貌加工單元實(shí)物的全貌3、裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過(guò)程。裝配單元總裝實(shí)物圖如 2-5。圖圖 2-52-5 裝配單元總裝實(shí)物圖裝配單元總裝實(shí)物圖 64、分揀單元的基本功能：完成將上一單

12、元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。如圖 2-6 所示分揀單元實(shí)物的全貌。圖圖 2-62-6 分揀單元實(shí)物的全貌分揀單元實(shí)物的全貌5、輸送單元的基本功能：該單元通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺(tái)上精確定位，并在該物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下，實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。輸送單元的外觀如圖 2-7 所示。圖圖 2-72-7 輸送單元外觀圖輸送單元外觀圖直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，視工作目的而定。本次任務(wù)配置為伺服電機(jī)。 7第三章第三章 電氣控制電氣控制3.13.1 接線端子及主令部件接線端子及主

13、令部件3.1.13.1.1 接線端子接線端子本次任務(wù)的設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對(duì)分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過(guò)程的 plcplc 裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與 plcplc 裝置之間的信息交換是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。plcplc 的 i/oi/o 引出線則連接到 plc 側(cè)的接線端口上。兩個(gè)接線端口間通過(guò)多芯信號(hào)電纜互連。圖 3-1 和圖 3-2 分別是裝置側(cè)的接線端口和 plc 側(cè)的接線端口。裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子

14、結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接 dc24v 電源的+24v 端，底層端子用以連接 dc24v 電源的 0v 端，中間層端子用以連接各信號(hào)線。plcplc 側(cè)的接線端口的接線端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號(hào)線,其端子號(hào)與裝置側(cè)的接線端口的接線端子相對(duì)應(yīng)。底層端子用以連接 dc24v 電源的+24v端和 0v 端。裝置側(cè)的接線端口和 plcplc 側(cè)的接線端口之間通過(guò)專用電纜連結(jié)。其中 25 針接頭電纜連接 plc 的輸入信號(hào)，15 針接頭電纜連接 plc 的輸出信號(hào)。圖圖 3-13-1 裝置側(cè)接線端口裝置側(cè)接線端口圖圖 3-23-2 plcplc 側(cè)接線端口側(cè)接線端口 83.1.23.1.2

15、 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)任務(wù)每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。1、當(dāng)工作單元自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號(hào)以及運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)顯示信號(hào)，來(lái)源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖 3-3 所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。圖圖 3-33-3 按鈕指示燈模塊按鈕指示燈模塊模塊盒上器件包括：指示燈（24vdc）：黃色（hl1） 、綠色（hl2） 、紅色（hl3）各一只。主令器件：綠色常開按鈕 sb1 一只紅色常開按鈕 sb2 一只選擇開關(guān) sa（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）急停按鈕 qs（一個(gè)常閉觸點(diǎn)）2、當(dāng)各工作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)

16、成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于采用三菱 fx系列 plc 的設(shè)備，各工作站 plcplc 配置如下：輸送單元：fx1n-40mt 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)晶體管輸出。供料單元：fx2n-32mr 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。加工單元：fx2n-32mr 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。裝配單元：fx2n-48mr 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，24 點(diǎn)繼電器輸出。分揀單元：fx2n-32mr 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。 93.23.2 能源部件能源部件3.2.1 供電電源供電電源外部供電電源為三相五線制 ac 380v/220v，圖 3

17、-4 為供電電源模塊一次回路原理圖。圖中，總電源開關(guān)選用 dz47le-32/c32 型三相四線漏電開關(guān)。系統(tǒng)各主要負(fù)載通過(guò)自動(dòng)開關(guān)單獨(dú)供電。其中，變頻器電源通過(guò) dz47c16/3p 三相自動(dòng)開關(guān)供電；各工作站 plcplc 均采用 dz47c5/2p 單相自動(dòng)開關(guān)供電。此外，系統(tǒng)配置 4 臺(tái) dc24v6a 開關(guān)穩(wěn)壓電源分別用作供料、加工和分揀單元，及輸送單元的直流電源。圖圖 3-43-4 供電電源模塊一次回路原理圖供電電源模塊一次回路原理圖 10圖圖 3-53-5 配電箱設(shè)備安裝圖配電箱設(shè)備安裝圖3.2.23.2.2 氣源處理裝置氣源處理裝置本次任務(wù)的氣源處理組件及其回路原理圖分別如圖

18、3-6 所示。氣源處理組件是氣動(dòng)控制系統(tǒng)中的基本組成器件，它的作用是除去壓縮空氣中所含的雜質(zhì)及凝結(jié)水，調(diào)節(jié)并保持恒定的工作壓力。在使用時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過(guò)濾器中凝結(jié)水的水位，在超過(guò)最高標(biāo)線以前，必須排放，以免被重新吸入。氣源處理組件的氣路入口處安裝一個(gè)快速氣路開關(guān)，用于啟/閉氣源，當(dāng)把氣路開關(guān)向左拔出時(shí)，氣路接通氣源，反之把氣路開關(guān)向右推入時(shí)氣路關(guān)閉。圖圖 3-63-6 氣源處理組件氣源處理組件氣源處理組件輸入氣源來(lái)自空氣壓縮機(jī)，所提供的壓力為 0.61.0mpa, 輸出壓力為 00.8mpa 可調(diào)。輸出的壓縮空氣通過(guò)快速三通接頭和氣管輸送到各工作單元。 113.33.3 rs485rs485

19、 總線的電氣連接總線的電氣連接3.3.13.3.1 安裝和連接安裝和連接 n:nn:n 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)安裝前，應(yīng)斷開電源。各站 plcplc 應(yīng)插上 485-bd485-bd 通信板。它的 ledled 顯示/端子排列如圖 3-7 所示。圖圖 3-73-7 485-bd485-bd 板顯示板顯示/ /端子排列端子排列在 n n：n n 鏈接網(wǎng)絡(luò)，各站點(diǎn)間用屏蔽雙絞線相連，如圖 3-8 所示，接線時(shí)須注意終端站要接上 110 歐姆的終端電阻（485bd 板附件） 。圖圖 3-8 plc 鏈接網(wǎng)絡(luò)連接鏈接網(wǎng)絡(luò)連接 12第四章第四章 供料與加工單元控制系統(tǒng)供料與加工單元控制系統(tǒng)4.14.1 供

20、料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，plcplc，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。其中，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)組成如圖 4-1 所示。其中，管形料倉(cāng)和工件推出裝置用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要時(shí)將料倉(cāng)中最下層的工件推出到出料臺(tái)上。它主要由管形料倉(cāng)、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開關(guān)、漫射式光電傳感器組成。該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉(cāng)中，推料缸處于料倉(cāng)的底層并且其活塞桿可從料倉(cāng)的底部通過(guò)。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物

21、料臺(tái)上時(shí)，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉(cāng)底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉(cāng)中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。在底座和管形料倉(cāng)第 4 層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開關(guān)。它們的功能是檢測(cè)料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠。若該部分機(jī)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有工件，則處于底層和第圖圖 4-14-1 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成 134 層位置的兩個(gè)漫射式光電接近開關(guān)均處于常態(tài)；若僅在底層起有 3 個(gè)工件，則底層處光電接近開關(guān)動(dòng)作而第 4 層處光電接近

22、開關(guān)常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來(lái)。推料缸把工件推出到出料臺(tái)上。出料臺(tái)面開有小孔，出料臺(tái)下面設(shè)有一個(gè)園柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺(tái)有無(wú)工件的信號(hào)。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來(lái)抓取此工件。4.24.2 供料單元的供料單元的 plcplc 工作任務(wù)工作任務(wù)本章節(jié)只考慮供料單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，單元工作的主令信號(hào)和工作狀態(tài)顯示信號(hào)來(lái)自 plcplc 旁邊的按鈕/指示燈模塊。并且，按鈕/指示燈模塊上的

23、工作方式選擇開關(guān) sasa 應(yīng)置于“單站方式”位置。具體的控制要求為： 設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個(gè)氣缸均處于縮回位置，且料倉(cāng)內(nèi)有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈 hl1hl1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1hz 頻率閃爍。 若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，工作單元啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 hl2hl2 常亮。啟動(dòng)后，若出料臺(tái)上沒(méi)有工件，則應(yīng)把工件推到出料臺(tái)上。出料臺(tái)上的工件被人工取出后，若沒(méi)有停止信號(hào)，則進(jìn)行下一次推出工件操作。 若在運(yùn)行中按下停止按鈕，則在完成本工作周期任務(wù)后，各工作單元停止工作，hl2hl2 指示燈熄滅。 若在運(yùn)行中料倉(cāng)內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)

24、工作，但“正常工作”指示燈hl1hl1 以 1hz 的頻率閃爍， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 hl2hl2 保持常亮。若料倉(cāng)內(nèi)沒(méi)有工件，則hl1hl1 指示燈和 hl2hl2 指示燈均以 2hz 頻率閃爍。工作站在完成本周期任務(wù)后停止。除非向料倉(cāng)補(bǔ)充足夠的工件，工作站不能再啟動(dòng)。 144.34.3 加工單元的結(jié)構(gòu)加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程和工作過(guò)程加工單元的功能是完成把待加工工件從物料臺(tái)移送到加工區(qū)域沖壓氣缸的正下方；完成對(duì)工件的沖壓加工，然后把加工好的工件重新送回物料臺(tái)的過(guò)程。加工單元裝置側(cè)主要結(jié)構(gòu)組成為：加工臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，加工（沖壓）機(jī)構(gòu)，電磁閥組，接線端口，底板等。其中，該單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成如圖 4

25、-2 所示。圖圖 4-24-2 加工單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成加工單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成4.44.4 加工單元加工單元 plcplc 工作任務(wù)工作任務(wù)加工單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)應(yīng)置于“單站方式”位置。具體的控制要求為：1、初始狀態(tài)：設(shè)備上電和氣源接通后，滑動(dòng)加工臺(tái)伸縮氣缸處于伸出位置，加工臺(tái)氣動(dòng)手爪松開的狀態(tài)，沖壓氣缸處于縮回位置，急停按鈕沒(méi)有按下。若設(shè)備在上述初始狀態(tài)，則 “正常工作”指示燈 hl1hl1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1hz 頻率閃爍。2、若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 hl2hl2 常亮。當(dāng)待加工工件送到加

26、工臺(tái)上并被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動(dòng)作后返回待料位置的工件加工工序。如果沒(méi)有停止信號(hào)輸入，當(dāng)再有待加工工件送到加工臺(tái)上時(shí)，加工單元又開始下一周期工作。3、在工作過(guò)程中，若按下停止按鈕，加工單元在完成本周期的動(dòng)作后停止工作。hl2hl2 指示燈熄滅。 154.54.5 plc 的的 i/o 分配及系統(tǒng)安裝接線分配及系統(tǒng)安裝接線1、供料加工單元裝置側(cè)的接線端口上各電磁閥和傳感器的引線安排如表 4-1 所示。表表 4-14-1 供料加工單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配供料加工單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層輸出端口中間層端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線端子號(hào)設(shè)備符

27、號(hào)信號(hào)線21b1頂料到位21y頂料電磁閥31b2頂料復(fù)位32y推料電磁閥42b1推料到位43 y夾緊電磁閥52b2推料復(fù)位54 y伸縮電磁閥6sc1供料臺(tái)物料檢測(cè)65 y沖壓電磁閥7sc2物料不足檢測(cè)8sc3物料有無(wú)檢測(cè)9sc4金屬材料檢測(cè)10sc5加工臺(tái)物料檢測(cè)113b1工件夾緊檢測(cè)124b1加工臺(tái)伸出到位134b2加工臺(tái)縮回到位145b1加工壓頭上限155b2加工壓頭下限16#17#端子沒(méi)有連接7#14#端子沒(méi)有連接 162，根據(jù)工作單元裝置的 i/o 信號(hào)分配（表 4-1）和工作任務(wù)的要求，供料單元plc 選用 fx2n-32mr 主單元，共 16 點(diǎn)輸入和 16 點(diǎn)繼電器輸出。同時(shí)選用

28、三菱fx2n-8er 擴(kuò)展模塊，共 4 點(diǎn)輸入和 4 點(diǎn)繼電器輸出。plc 的 i/o 信號(hào)分配如表 4-2所示，接線原理圖則見附錄 1。表表 4-2 供料加工單元供料加工單元 plc 的的 i/o 信號(hào)表信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)plc 輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源序號(hào)plc 輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源1x0頂料氣缸伸出到位1y0頂料電磁閥2x1頂料氣缸縮回到位2y1推料電磁閥3x2推料氣缸伸出到位3y2夾緊電磁閥4x3推料氣缸縮回到位4y3料臺(tái)伸縮電磁閥5x4出料臺(tái)物料檢測(cè)5y4沖壓電磁閥裝置側(cè)6x5供料不足檢測(cè)6y57x6缺料檢測(cè)7y68x7金屬工件檢測(cè)89x10加工臺(tái)物料檢測(cè)9y7正常工作指示1

29、0x11工件夾緊檢測(cè)10y10運(yùn)行指示按鈕/指示燈模塊11x12加工臺(tái)伸出到位12x13加工臺(tái)縮回到位13x14加工壓頭上限14x15加工壓頭下限裝置側(cè)15x1616x1717x20停止按鈕18x21啟動(dòng)按鈕19x22急停按鈕20x23工作方式選擇按鈕/指示燈模塊 174.64.6 供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 4-3 所示。圖中 1a 和 2a分別為推料氣缸和頂料氣缸。1b1 和 1b2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2b1 和 2b2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1y1 和 2y1 分別為控制推

30、料缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。通常，這兩個(gè)氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。圖圖 4-3 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 18加工單元的氣動(dòng)控制元件均采用二位五通單電控電磁換向閥，各電磁閥均帶有手動(dòng)換向和加鎖鈕。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖 4-4 所示。1b1 和 1b2 為安裝在沖壓氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2b1 和 2b2 為安裝在加工臺(tái)伸縮氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，3b1 為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1y1、2y1 和 3y1 分別為控制沖壓氣缸、加工臺(tái)伸縮氣缸和手爪氣缸的

31、電磁閥的電磁控制端。圖圖 4-44-4 加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 19第五章第五章 裝配單元控制系統(tǒng)裝配單元控制系統(tǒng)5.15.1 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包括：管形料倉(cāng)，供料機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)物料臺(tái)，機(jī)械手，待裝配工件的定位機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)系統(tǒng)及其閥組，信號(hào)采集及其自動(dòng)控制系統(tǒng)，以及用于電器連接的端子排組件，整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號(hào)燈和用于其他機(jī)構(gòu)安裝的鋁型材支架及底板，傳感器安裝支架等其它附件。其中，機(jī)械裝配圖如圖 5-1 所示：圖圖 5-15-1 裝配單元機(jī)械裝配圖裝配單元機(jī)械裝配圖5.25.2 裝配單元裝配單元 plcplc

32、 工作任務(wù)工作任務(wù)1、裝配單元各氣缸的初始位置為：擋料氣缸處于伸出狀態(tài)，頂料氣缸處于縮回狀態(tài)，料倉(cāng)上已經(jīng)有足夠的小園柱零件；裝配機(jī)械手的升降氣缸處于提升狀態(tài)，伸縮氣缸處于縮回狀態(tài)，氣爪處于松開狀態(tài)。設(shè)備上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，且料倉(cāng)上已經(jīng)有足夠的小園柱零件；工件裝配臺(tái)上沒(méi)有待裝配工件。則“正常工作”指示燈 hl1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1hz 頻率閃爍。2、若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，裝配單元啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 hl2 常亮。如果回轉(zhuǎn)臺(tái)上的左料盤內(nèi)沒(méi)有小園柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零 20件，而右料盤內(nèi)沒(méi)有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)操作。3、

33、如果回轉(zhuǎn)臺(tái)上的右料盤內(nèi)有小園柱零件且裝配臺(tái)上有待裝配工件，執(zhí)行裝配機(jī)械手抓取小園柱零件，放入待裝配工件中的操作。4、完成裝配任務(wù)后，裝配機(jī)械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。5、若在運(yùn)行過(guò)程中按下停止按鈕，則供料機(jī)構(gòu)應(yīng)立即停止供料，在裝配條件滿足的情況下，裝配單元在完成本次裝配后停止工作。6、在運(yùn)行中發(fā)生“零件不足”報(bào)警時(shí)，指示燈 hl3 以 1hz 的頻率閃爍，hl1和 hl2 燈常亮；在運(yùn)行中發(fā)生“零件沒(méi)有”報(bào)警時(shí)，指示燈 hl3 以亮 1 秒，滅 0.5秒的方式閃爍，hl2 熄滅，hl1 常亮。5.35.3 plc 的的 i/o 分配及系統(tǒng)安裝接線分配及系統(tǒng)安裝接線裝配單元裝置側(cè)的接線端

34、口信號(hào)端子的分配如表 5-1 所示。表表 5-15-1 裝配單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配裝配單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層輸出端口中間層端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線2sc1零件不足檢測(cè)21y擋料電磁閥3sc2零件有無(wú)檢測(cè)32y頂料電磁閥4sc3左料盤零件檢測(cè)43y回轉(zhuǎn)電磁閥5sc4右料盤零件檢測(cè)54y手爪夾緊電磁閥6sc5裝配臺(tái)工件檢測(cè)65y手爪下降電磁閥71b1頂料到位檢測(cè)76y手臂伸出電磁閥81b2頂料復(fù)位檢測(cè)8al1紅色警示燈92b1擋料狀態(tài)檢測(cè)9al2橙色警示燈102b2落料狀態(tài)檢測(cè)10al3綠色警示燈115b1擺動(dòng)氣缸左限檢測(cè)11125b2擺動(dòng)氣缸

35、右限檢測(cè)12136b2手爪夾緊檢測(cè)13144b2手爪下降到位檢測(cè)14154b1手爪上升到位檢測(cè)163b1手臂縮回到位檢測(cè)173b2手臂伸出到位檢測(cè)裝配單元的 i/o 點(diǎn)較多，選用三菱 fx2n-48mr 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，24 點(diǎn)繼電 21器輸出。plcplc 的 i/o 分配如表 5-2 所示。plc 接線原理圖見附錄 2。表表 5-2 裝配單元裝配單元 plc 的的 i/o 信號(hào)表信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)plc 輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源序號(hào)plc 輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源1x000零件不足檢測(cè)1y000擋料電磁閥2x001零件有無(wú)檢測(cè)2y001頂料電磁閥3x002左料盤零件檢測(cè)3y0

36、02回轉(zhuǎn)電磁閥4x003右料盤零件檢測(cè)4y003手爪夾緊電磁閥5x004裝配臺(tái)工件檢測(cè)5y004手爪下降電磁閥6x005頂料到位檢測(cè)6y005手臂伸出電磁閥7x006頂料復(fù)位檢測(cè)7y006紅色警示燈8x007擋料狀態(tài)檢測(cè)8y007橙色警示燈9x010落料狀態(tài)檢測(cè)9y010綠色警示燈裝置側(cè)10x011擺動(dòng)氣缸左限檢測(cè)10y01111x012擺動(dòng)氣缸右限檢測(cè)11y01212x013手爪夾緊檢測(cè)12y01313x014手爪下降到位檢測(cè)13y01414x015手爪上升到位檢測(cè)14y015hl115x016手臂縮回到位檢測(cè)15y016hl216x017手臂伸出到位檢測(cè)裝置側(cè)16y017hl3按鈕/指示燈

37、模塊17x02018x02119x02220x02321x024停止按鈕22x025啟動(dòng)按鈕23x026急停按鈕24x027單機(jī)/聯(lián)機(jī)按鈕/指示燈模塊5.45.4 裝配單元的氣動(dòng)控制回路裝配單元的氣動(dòng)控制回路裝配單元的閥組 6 個(gè)二位五通單電控電磁換向閥組成，如圖 5-2 所示。這些閥分別對(duì)供料，位置變換和裝配動(dòng)作氣路進(jìn)行控制， 22以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。氣動(dòng)控制回路圖如圖 5-3 所示。 圖圖 5-25-2 裝配單元的閥組裝配單元的閥組 在進(jìn)行氣路連接時(shí)，請(qǐng)注意各氣缸的初始位置，其中，擋料氣缸在伸出位置，手爪提升氣缸在提起位置。圖圖 5-35-3 裝配單元?dú)鈩?dòng)控制回路裝配單元?dú)鈩?dòng)控制回路 2

38、3第六章第六章 分揀單元控制系統(tǒng)分揀單元控制系統(tǒng)6.16.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程分揀單元是本次設(shè)計(jì)中的最末單元，完成對(duì)上一單元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。分揀單元主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，plc 模塊，按鈕/指示燈模塊及底板等。其中，機(jī)械部分的裝配總成如圖 6-1 所示。圖圖 6-1 分揀單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)總成分揀單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)總成6.26.2 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器的電氣

39、接線的電氣接線旋轉(zhuǎn)編碼器有五個(gè)接線端子，每根導(dǎo)線的顏色不同，五根導(dǎo)線的顏色分別為白、綠、黃、灰、藍(lán)其中白、綠、黃三根的分別代表（b）、（a）、（z）三相?；疑退{(lán)色連接電源?；疑与娫凑?24v，藍(lán)色接電源 0v。 246.36.3 三菱三菱 fr-e700fr-e700 變頻器變頻器的使用的使用6.3.16.3.1 fr-e700fr-e700 變頻器的安裝和接線變頻器的安裝和接線在使用三菱 plc 的同時(shí)，變頻器選用三菱 fr-e700fr-e700 系列變頻器中的 fr-e740-fr-e740-0.75k-cht0.75k-cht 型變頻器，該變頻器額定電壓等級(jí)為三相 400v，適用電

40、機(jī)容量 0.75kw 及以下的電動(dòng)機(jī)。fr-e700fr-e700 系列變頻器的外觀和型號(hào)的定義如圖 6-2 所示。fr-e700fr-e700 系列變頻器是 fr-e500fr-e500 系列變頻器的升級(jí)產(chǎn)品，是一種小型、高性能變頻器。在本次介紹著重于變頻器的接線、常用參數(shù)的設(shè)置等方面。圖圖 6-2 fr-e700 系列變頻器系列變頻器fr-e740fr-e740 系列變頻器主電路的通用接線如圖 6-3 所示。圖圖 6-36-3 fr-e740fr-e740 系列變頻器主電路的通用接線系列變頻器主電路的通用接線圖中有關(guān)說(shuō)明如下：端子 p1p1、p/+p/+之間用以連接直流電抗器，不須連接時(shí)，

41、兩端子間短路。 25p/+p/+與 prpr 之間用以連接制動(dòng)電阻器，p/+p/+與 n/-n/-之間用以連接制動(dòng)單元選件。yl-yl-335b335b 設(shè)備均未使用，故用虛線畫出。交流接觸器 mcmc 用作變頻器安全保護(hù)的目的，注意不要通過(guò)此交流接觸器來(lái)啟動(dòng)或停止變頻器，否則可能降低變頻器壽命。在本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，沒(méi)有使用這個(gè)交流接觸器。進(jìn)行主電路接線時(shí)，應(yīng)確保輸入、輸出端不能接錯(cuò)，即電源線必須連接至r/l1r/l1、s/l2s/l2、t/l3t/l3，絕對(duì)不能接 u u、v v、w w，否則會(huì)損壞變頻器。fr-e740fr-e740 系列變頻器控制電路的接線如圖 6-4 所示。圖圖 6-46

42、-4 fr-e700fr-e700 變頻器控制電路接線圖變頻器控制電路接線圖本次 fr-e700 變頻器的模擬量給定采用 0-5v 電壓給定，模擬量模塊采用三菱 26fx0n-3a。fr-e700 變頻器與三菱 fx0n-3a 的電路的接線如圖 6-5 所示。圖圖 6-56-5 fr-e700fr-e700 變頻器與三菱變頻器與三菱 fx0n-3afx0n-3a 的的電路的接線圖電路的接線圖本次設(shè)計(jì)所用到的控制電路端子的功能說(shuō)明如表 6-1 所示。表表 6-16-1 控制電路輸入端子的功能說(shuō)明控制電路輸入端子的功能說(shuō)明種類端子編號(hào)端子名稱端子功能說(shuō)明stf正轉(zhuǎn)啟動(dòng)stf信號(hào)on時(shí)為正轉(zhuǎn)、off

43、時(shí)為停接點(diǎn)輸入公共端（漏型） （初始設(shè)定）接點(diǎn)輸入端子（漏型邏輯）的公共端子。外部晶體管公共端（源型）源型邏輯時(shí)當(dāng)連接晶體管輸出（即集電極開路輸出） 、例如可編程控制器（plc）時(shí)，將晶體管輸出用的外部電源公共端接到該端子時(shí)，可以防止因漏電引起的誤動(dòng)作。接點(diǎn)輸入sddc24v 電源公共端dc24v 0.1a 電源（端子 pc）的公共輸出端子。與端子 5 及端子 se 絕緣。2頻率設(shè)定（電壓）如果輸入 dc05v （或 010v） ，在 5v （10v）時(shí)為最大輸出頻率，輸入輸出成正比。通過(guò) pr.73 進(jìn)行dc05v（初始設(shè)定）和 dc010v 輸入的切換操作。頻率設(shè)定5頻率設(shè)定公共端頻率設(shè)定

44、信號(hào)（端子 2 或 4）及端子 am 的公共端子。請(qǐng)勿接大地。 276.3.26.3.2 fr-e740fr-e740 變頻器的本次參數(shù)的設(shè)定變頻器的本次參數(shù)的設(shè)定fr-e740 變頻器本次參數(shù)的設(shè)定如表 6-2 所示。表表 6-26-2 fr-e740fr-e740 變頻器本次參數(shù)的設(shè)定表變頻器本次參數(shù)的設(shè)定表參數(shù)號(hào)參數(shù)意義設(shè)定參數(shù)備 注pr.7pr.7加速時(shí)間1.0s電機(jī)加速時(shí)間為 1.0spr.8pr.8減速時(shí)間0.8s電機(jī)減速時(shí)間為 0.8spr.73pr.73模擬量輸入選擇1采用 0-5v 直流電壓給定pr.61pr.61基準(zhǔn)電流0.18a以 0.18a 為（電機(jī)額定電流）基準(zhǔn)pr.

45、83pr.83電機(jī)額定電壓380v電機(jī)額定電壓為 380vpr.79pr.79運(yùn)行摸式選擇2外部運(yùn)行模式固定6.46.4 分揀單元的分揀單元的 plcplc 工作任務(wù)工作任務(wù)1、設(shè)備的工作目標(biāo)是完成對(duì)白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進(jìn)行分揀。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測(cè)。并且工件材料和芯體顏色屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測(cè)出來(lái)。2、設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的三個(gè)氣缸均處于縮回位置，則 “正常工作”指示燈 hl1hl1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1hz 頻率閃爍。3、若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示

46、燈 hl2hl2 常亮。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以頻率固定為 30hz 的速度，把工件帶往分揀區(qū)。如果工件為白色芯金屬件，則該工件對(duì)到達(dá) 1 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 1 號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá) 2 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 2 號(hào)槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對(duì)到達(dá) 3 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 3 號(hào)槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個(gè)工作周期結(jié)束。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。如果在運(yùn)行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運(yùn)行。 286.56.5 分揀單元

47、分揀單元 plcplc 的的 i/oi/o 接線接線1、根據(jù)工作任務(wù)要求，分揀單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配如表 6-3 所示。表表 6-36-3 分揀單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配分揀單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層輸出端口中間層端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線2旋轉(zhuǎn)編碼器 b 相21y推桿 1 電磁閥3旋轉(zhuǎn)編碼器 a 相32y推桿 2 電磁閥4decode旋轉(zhuǎn)編碼器 z 相43y推桿 3 電磁閥5sc1進(jìn)料口工件檢測(cè)6sc2金屬傳感器 17sc3光纖傳感器891b推桿 1 推出到位102b推桿 2 推出到位113b推桿 3 推出到位12#17#端子沒(méi)有連接5

48、#14#端子沒(méi)有連接 292、plcplc 的 i/oi/o 信號(hào)表見表 6-4，i/o 接線原理圖見附錄 3 所示。表表 6-4 分揀單元分揀單元 plc 的的 i/o 信號(hào)表信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)plc 輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來(lái)源序號(hào)plc 輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)輸出目標(biāo)1x000旋轉(zhuǎn)編碼器 b 相1y000stf變頻器2x001旋轉(zhuǎn)編碼器 a 相2y001rh變頻器3x002旋轉(zhuǎn)編碼器 z 相34x003進(jìn)料口工件檢測(cè)45x004電感式傳感器56x005光纖傳感器6y004推桿 1 電磁閥7x0067y005推桿 2 電磁閥8x007推桿 1 推出到位8y006推桿 3 電磁閥9x010推桿

49、 2 推出到位9y007hl110x011推桿 3 推出到位裝置側(cè)10y010hl211x012啟動(dòng)按鈕11y011hl3按鈕/指示燈模塊12x013停止按鈕13x014急停按鈕14x015單站/全線按鈕/指示燈模塊 306.66.6 分揀單元的氣動(dòng)控制回路分揀單元的氣動(dòng)控制回路分揀單元的電磁閥組使用了三個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個(gè)閥分別對(duì)金屬、白料和黑料推動(dòng)氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 6-6 所示。圖中 1a、2a 和 3a 分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。1b1、2b1 和 3b1 分別為安裝在

50、各分揀氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1y1、2y1 和 3y1 分別為控制 3 個(gè)分揀氣缸電磁閥的電磁控制端。圖圖 5-65-6 分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 31第七章第七章 輸送單元控制系統(tǒng)輸送單元控制系統(tǒng)7.17.1 輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程輸送單元工藝功能是：驅(qū)動(dòng)其抓取機(jī)械手裝置精確定位到指定單元的物料臺(tái)，在物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下的功能。輸送單元在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中擔(dān)任著主站的角色，它接收來(lái)自觸摸屏的系統(tǒng)主令信號(hào)，讀取網(wǎng)絡(luò)上各從站的狀態(tài)信息，加以綜合后，向各從站發(fā)送控制要求，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。輸送

51、單元由抓取機(jī)械手裝置、直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件、拖鏈裝置、plc 模塊和接線端口以及按鈕/指示燈模塊等部件組成。圖 7-1 是安裝在工作臺(tái)面上的輸送單元裝置側(cè)部分。圖圖 7-1 輸送單元裝置側(cè)部分輸送單元裝置側(cè)部分7.27.2 松下松下 minasa4minasa4 系列系列 acac 伺服電機(jī)伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介在輸送單元上中，采用了松下 mhmd022p1u 永磁同步交流伺服電機(jī)，及maddt1207003 全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動(dòng)裝置作為運(yùn)輸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制裝置。松下 mhmd022p1u 永磁同步交流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)概圖如圖 7-2。mhmd022p1u 的含義：mhmd 表示電機(jī)類型

52、為大慣量，0202 表示電機(jī)的額定功率為 200w，2 2 表示電壓規(guī)格為 200v，p p 表示編碼器為增量式編碼器，脈沖數(shù)為2500p/r，分辨率 10000，輸出信號(hào)線數(shù)為 5 根線。圖圖 7-27-2 伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)概圖伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)概圖 32maddt1207003 的含義：maddt 表示松下 a4a4 系列 a a 型驅(qū)動(dòng)器，t1t1 表示最大瞬時(shí)輸出電流為 10a，2 2 表示電源電壓規(guī)格為單相 200v，0707 表示電流監(jiān)測(cè)器額定電流為 7.5a，003003 表示脈沖控制專用。驅(qū)動(dòng)器的外觀和面板如圖 7-3 所示。圖圖 7-37-3 伺服驅(qū)動(dòng)器的面板圖伺服驅(qū)動(dòng)器的面板圖7.2

53、.17.2.1 maddt1207003maddt1207003 伺服驅(qū)動(dòng)器的安裝和接線伺服驅(qū)動(dòng)器的安裝和接線maddt1207003 伺服驅(qū)動(dòng)器面板上有多個(gè)接線端口，其中：x1：電源輸入接口，ac220v 電源連接到 l1、l3 主電源端子，同時(shí)連接到控制電源端子 l1c、l2c 上。x2x2：電機(jī)接口和外置再生放電電阻器接口。u u、v v、w w 端子用于連接電機(jī)。必須注意，電源電壓務(wù)必按照驅(qū)動(dòng)器銘牌上的指示，電機(jī)接線端子（u u、v v、w w）不可以接地或短路，交流伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不象感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)交換三相相序來(lái)改變，必須保證驅(qū)動(dòng)器上的 u、v、w、e 接線端子與電機(jī)主回路接線

54、端子按規(guī)定的次序一一對(duì)應(yīng)，否則可能造成驅(qū)動(dòng)器的損壞。電機(jī)的接線端子和驅(qū)動(dòng)器的接地端子以及濾波器的接地端子必須保證可靠的連接到同一個(gè)接地點(diǎn)上。機(jī)身也必須接地。rb1、rb2、rb3端子是外接放電電阻，maddt1207003 的規(guī)格為 100/10w，本次沒(méi)有使用外接放電 33電阻。x6x6：連接到電機(jī)編碼器信號(hào)接口，連接電纜應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞電纜，屏蔽層應(yīng)接到電機(jī)側(cè)的接地端子上，并且應(yīng)確保將編碼器電纜屏蔽層連接到插頭的外殼（fg）上。x5x5：i/oi/o 控制信號(hào)端口，其部分引腳信號(hào)定義與選擇的控制模式有關(guān)，輸送單元中，伺服電機(jī)用于定位控制，選用位置控制模式。所采用的是簡(jiǎn)化接線方式，如圖

55、 7-4 所示。圖圖 7-47-4 伺服驅(qū)動(dòng)器電氣接線圖伺服驅(qū)動(dòng)器電氣接線圖7.2.27.2.2 參數(shù)的設(shè)置參數(shù)的設(shè)置maddt1207003 伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)共有 128 個(gè)，pr00-pr7f，可以通過(guò)與 pcpc 連接后在專門的調(diào)試軟件上進(jìn)行設(shè)置，也可以在驅(qū)動(dòng)器上的面板上進(jìn)行設(shè)置。在 pcpc 上安裝，通過(guò)與伺服驅(qū)動(dòng)器建立起通信，就可將伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)狀態(tài)讀出或?qū)懭耄浅７奖?，見圖 7-5。因?yàn)楸敬螀?shù)設(shè)置較少，所以通過(guò)驅(qū)動(dòng)器上操作面板來(lái)完成。操作面板如下圖 7-6 所示。各個(gè)按鈕的說(shuō)明如表 7-1。 34 圖圖 7-57-5 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置軟件驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置軟件 panatermpan

56、aterm 圖圖 7-67-6 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置面板驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置面板 表表 7-17-1 伺服驅(qū)動(dòng)器面板按鈕的說(shuō)明伺服驅(qū)動(dòng)器面板按鈕的說(shuō)明按鍵說(shuō)明激活條件功能在模式顯示時(shí)有效在以下 5 種模式之間切換：1）監(jiān)視器模式；2)參數(shù)設(shè)置模式；3）eeprom 寫入模式；4）自動(dòng)調(diào)整模式；5）輔助功能模式。一直有效用來(lái)在模式顯示和執(zhí)行顯示之間切換改變個(gè)模式里的顯示內(nèi)容、更改參數(shù)、選擇參數(shù)或執(zhí)行選中的操作僅對(duì)小數(shù)點(diǎn)閃爍的哪一位數(shù)據(jù)位有效把移動(dòng)的小數(shù)點(diǎn)移動(dòng)到更高位數(shù)面板參數(shù)設(shè)置的操作：1參數(shù)設(shè)置，先按“set”鍵，再按“mode”鍵選擇到“pr00”后，按向上、下或向左的方向鍵選擇通用參數(shù)的項(xiàng)目，按“se

57、t”鍵進(jìn)入。然后按向上、下或向左的方向鍵調(diào)整參數(shù)，調(diào)整完后，按“s”鍵返回。選擇其它項(xiàng)再調(diào)整。2參數(shù)保存，按“m”鍵選擇到“ee-set”后按“set”鍵確認(rèn)，出現(xiàn)“eep -” ，然后按向上鍵 3 秒鐘，出現(xiàn)“finish”或“reset” ，然后重新上電即保存。3手動(dòng) jog 運(yùn)行，按“mode”鍵選擇到“af-acl” ，然后按向上、下鍵選擇到“af-jog”按“set”鍵一次，顯示“jog -” ，然后按向上鍵 3 秒顯示“ready” ，再按向左鍵 3 秒出現(xiàn)“sur-on”鎖緊軸，按向上、下鍵，點(diǎn)擊正反轉(zhuǎn)。注意先將 s-ons-on斷開。7.2.37.2.3 maddt120700

58、3maddt1207003 伺服驅(qū)動(dòng)器本次的參數(shù)的設(shè)定伺服驅(qū)動(dòng)器本次的參數(shù)的設(shè)定本次伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置，如下表 7-2。軸地址選擇開關(guān)轉(zhuǎn)矩監(jiān)測(cè)端子轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)端子顯示單元 35表表 7-27-2 伺服參數(shù)設(shè)置表格伺服參數(shù)設(shè)置表格參數(shù)序號(hào)參數(shù)編號(hào)參數(shù)名稱設(shè)置數(shù)值功能和含義1pr01led 初始狀態(tài)1顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速2pr02控制模式0位置控制（相關(guān)代碼 p）3pr04行程限位禁止輸入無(wú)效設(shè)置2當(dāng)左或右限位動(dòng)作，則會(huì)發(fā)生 err38 行程限位禁止輸入信號(hào)出錯(cuò)報(bào)警。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功。4pr20慣量比1678該值自動(dòng)調(diào)整得到，具體請(qǐng)參 ac 5pr21實(shí)時(shí)自動(dòng)增益設(shè)

59、置1實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整為常規(guī)模式，運(yùn)行時(shí)負(fù)載慣量的變化情況很小。6pr22實(shí)時(shí)自動(dòng)增益的機(jī)械剛性選擇1此參數(shù)值設(shè)得很大，響應(yīng)越快。7pr41指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置18pr42指令脈沖輸入方式3指令脈沖 + 指令方向。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功。9pr48指令脈沖分倍頻第1分子1000010pr49指令脈沖分倍頻第2分子011pr4a指令脈沖分倍頻分子倍率012pr4b指令脈沖分倍頻分母6000pr4a2pr48pr4b 令令令令令令令令令令令令令令令現(xiàn)編碼器分辨率為 10000（2500p/r4） ，參數(shù)設(shè)置如表，則，5000210000500010000100000pr

60、4a2pr48pr4b令令令令令令令令令7.37.3 輸送單元的輸送單元的 plcplc 工作任務(wù)工作任務(wù) 1、輸送單元在通電后，按下復(fù)位按鈕 sb1sb1，執(zhí)行復(fù)位操作，使抓取機(jī)械手裝置回 36到原點(diǎn)位置。在復(fù)位過(guò)程中， “正常工作”指示燈 hl1hl1 以 1hz 的頻率閃爍。當(dāng)抓取機(jī)械手裝置回到原點(diǎn)位置，且輸送單元各個(gè)氣缸滿足初始位置的要求，則復(fù)位完成， “正常工作”指示燈 hl1hl1 常亮。按下起動(dòng)按鈕 sb2sb2，設(shè)備啟動(dòng)， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 hl2hl2 也常亮，開始功能測(cè)試過(guò)程。2、正常功能測(cè)試 抓取機(jī)械手裝置從供料站出料臺(tái)抓取工件，抓取的順序是：手臂伸出手爪夾緊抓取工件提