自動機與自動線綜合實訓(xùn)技術(shù)報告

1、自動機與自動線綜合實訓(xùn)技術(shù)報告姓 名： 學 號： 組 別： 班 級： 提交日期： 2015年 9 月 20 日概 要本文介紹了MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)。MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)就是一個工業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，是基于機電氣（液）一體化技術(shù)、PLC控制與機器人結(jié)合的全自動、可完成氣缸加工裝配的培訓(xùn)系統(tǒng)。 工廠生產(chǎn)線由多個獨立的加工單元構(gòu)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)。目 錄前 言1第一章 序論21.1 自動生產(chǎn)線的簡介21.2 模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)MPS21.3 任務(wù)描述41.4 系統(tǒng)安裝規(guī)范與安全4第二章 供料單元的組成72.1 供料單元的功能72.2 M

2、PS供料單元的一般組成7第三章 供料單元的機械裝配93.1 機械裝配所需工具93.2 組件的安裝步驟12第四章 氣動系統(tǒng)的設(shè)計164.1 氣動原理圖164.2 氣動元器件17第五章 電氣系統(tǒng)的設(shè)計185.1 輸入輸出分配表185.2 PLC外部接線圖185.3 電氣元器件19第六章 程序設(shè)計206.1 工序流程圖206.2 順序功能圖216.3 程序22結(jié) 論32致 謝33參考文獻34前 言本實訓(xùn)項目是一個可以實現(xiàn)既定任務(wù)的機電控制系統(tǒng)的設(shè)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(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣控制方案的確定、電氣原理圖的設(shè)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；了解工

3、程項目中方案設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計、PLC軟件設(shè)計、機械和電器元件的選型、系統(tǒng)安裝與調(diào)試的全過程，通過任務(wù)的實現(xiàn)，增強學生解決工程項目實際問題的能力。以項目組為單位設(shè)計機械手的結(jié)構(gòu)方案，由項目經(jīng)理進行成員分工，資料查詢方案設(shè)計，組織討論，方案評價，分組討論。 設(shè)計氣動原理圖，先了解通用氣動元件的符號和工作原理，然后確定各元件的實際型號。根據(jù)氣缸型號、尺寸參數(shù)，查找傳感器選型樣本選配合適的位置檢測傳感器。設(shè)計控制面板，統(tǒng)計輸入輸出點數(shù)，并進行PLC造型，繪制PLC接線圖，制定裝配序列以及每步裝配所需要的工具和裝配方法。運用實訓(xùn)室里所提供的元器件進行系統(tǒng)接線、布線。注意用電安全接線符

4、合電氣規(guī)范。自動機與自動線綜合實訓(xùn)培養(yǎng)學生的機電技術(shù)綜合應(yīng)用能力，通過對PLC程序進行總體規(guī)劃、程序模塊劃分，理清程序模塊之間的調(diào)用關(guān)系和互鎖關(guān)系。根據(jù)動作要求和PLC的輸入輸出分配繪制PLC控制的順序功能圖，規(guī)劃好工步寄存器的管理，指示燈的管理以及回原點程序的動作過程。項目完成后，做項目總結(jié)報告，培養(yǎng)學生完成一個實際機械自動項目的綜合職業(yè)能力。第一章 序論1.1 自動生產(chǎn)線的簡介自動生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)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)，自動生產(chǎn)線是現(xiàn)代工業(yè)的生命線，機械制造、電子信息、石油化工、輕工紡織、食品制藥、汽車生產(chǎn)以

5、及軍工業(yè)等現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展都離不開自動化生產(chǎn)線的主導(dǎo)和支撐作用，其對整個工業(yè)及其他領(lǐng)域也有著重要的地位和作用。自動化生產(chǎn)線是在流水線和自動化專機的功能基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展形成的自動工作的機電一體化的裝置系統(tǒng)。通過自動化輸送及其他輔助裝置，按照特定的生產(chǎn)流程，將各種自動化專機連接一體，并通過氣動、電機、液壓、傳感器和電氣控制系統(tǒng)是各部分的動作聯(lián)系起來，使整個系統(tǒng)按照規(guī)定的程序自動的工作，連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的特定產(chǎn)品。1.2 模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)MPSMPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)就是一個工業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，是基于機電氣（液）一體化技術(shù)、PLC控制與機器人結(jié)合的全自動、可完成氣缸加工裝配的培訓(xùn)系統(tǒng)。 工

6、廠生產(chǎn)線由多個獨立的加工單元構(gòu)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)理想的生產(chǎn)加工系統(tǒng)，如圖1.1所示。圖1.1 MPS模塊化生產(chǎn)系統(tǒng) MPS應(yīng)用于職業(yè)培訓(xùn)和繼續(xù)教育的模塊化系統(tǒng)。MPS系統(tǒng)是一套包含工業(yè)自動化系統(tǒng)中不同程度的復(fù)雜控制過程的教學培訓(xùn)裝置。MPS具有綜合性，模塊化及易擴充等特點。它針對學員不同的技術(shù)基礎(chǔ)進行培訓(xùn)，具有良好的適用性。MPS從基礎(chǔ)部分的簡單功能及加工順序，可以逐步擴展到復(fù)雜的集成控制系統(tǒng)。隨著工業(yè)技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展，教學培訓(xùn)系統(tǒng)也在全球范圍內(nèi)針對機電一體化專業(yè)技術(shù)和相關(guān)專業(yè)提供了相應(yīng)的全范圍的自動化技術(shù)課程。 圖1.2 MPS單元的組成MPS單

7、元由工作單元、控制面板、MPS底車、PLC控制面板、穩(wěn)壓電源構(gòu)成，如圖1.2所示。1.3 任務(wù)描述整體了解Festo自動生產(chǎn)線的組成、功能及工作原理，其中重點研究供料單元和檢測單元。根據(jù)項目總體要求，制定結(jié)構(gòu)簡圖，設(shè)計氣動原理圖，查找氣動元器件和電氣元器件，選擇傳感器型號并進行正確安裝，設(shè)計控制面板，集體討論機械裝備順序，制定機械裝配方案并進行裝配；根據(jù)控制要求對PLC程序進行總體規(guī)劃，繪制PLC控制的順序功能圖，編寫梯形圖并進行調(diào)試，最后項目驗收。1.4 系統(tǒng)安裝規(guī)范與安全1.4.1 安裝規(guī)范1、 電纜和氣管分開綁扎，如圖1.32、 當電纜、光纖電纜、氣管來自同一個模塊上時允許綁扎在一起，如

8、圖1.43、 綁扎帶切割不能留太長，如圖1.54、 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、 第一根綁扎帶離氣管接口60mm左右處7、 運動所有執(zhí)行元器件和工件時保證無碰撞8、 在系統(tǒng)上沒有工具、配線和管狀材料9、 所有的元件、模塊被固定10、 沒有部件、模塊損壞或丟失11、 至少用兩個螺絲釘和墊圈固定線槽12、 所有的東西都被固定，包括光纖13、 螺釘頭保證沒有損壞，并且沒有工具的殘渣遺 留在上面14、 電纜線的金屬材料部分不能被看到15、 冷壓端子金屬部分長度不能太長16、 電纜在走線槽里至少要保留10cm，如果是一根的話不做要求1

9、7、 電纜切割沒有電纜漏在走線槽外面18、 不允許單根導(dǎo)線穿過導(dǎo)軌或鋒利的邊角 圖1.3 電纜、氣管綁扎規(guī)范 圖1.4電纜、氣管綁扎規(guī)范 圖1.5 電纜、氣管綁扎規(guī)范1.4.2安全1. 所有使用的氣動配件必須為專用配件。2. 在安裝、移除、調(diào)整任何氣動設(shè)備前，必須關(guān)閉氣源，并將管內(nèi)及設(shè)備的剩余氣體排除，這可避免誤觸動氣動開關(guān)而造成傷害。3. 氣管噴出的氣體可能含有油滴，應(yīng)避免向人或其他可能造成傷害的物體噴射。4. 所有氣動設(shè)備必須遠離火源。5. 氣源氣壓輸入氣壓不能超過108ar。6. 必須安裝空氣過慮器，防止污染物進入系統(tǒng)。7. 系統(tǒng)氣壓安裝規(guī)定系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)在5Brd到6Br之間，濾芯和水霧分

10、離器根據(jù)說明書進行維護。第二章 供料單元的組成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。2.2 MPS供料單元的一般組成供料單元（如圖2.1）主要由以下幾個部分組成：1. 氣動系統(tǒng)氣源處理元件(二連件）2. 氣動系統(tǒng)執(zhí)行元件（雙作用缸、葉片式擺動氣缸等）3. 氣動系統(tǒng)控制元件（CPV閥島）4. 氣動系統(tǒng)檢測元件（真空開關(guān)（可調(diào)）、傳感器等）5. I/O接口（SYSLINK接口）6. 控制面板與控制器

11、 圖2.1 供料單元的組成氣源處理：它是氣動控制系統(tǒng)中的基本組成器件，她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)并保持恒定的工作力。在使用時，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過濾中凝結(jié)水的水位，在超過最高標線以前，必須排放，以免被重新吸入，如圖2.2。圖2.2 氣源處理氣動二聯(lián)件：過濾、調(diào)壓組件氣動二聯(lián)件是氣源裝置的基本組成，結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3 氣動二聯(lián)件的組成第三章 供料單元的機械裝配3.1機械裝配所需工具機械裝配過程中需要用到許多工具，現(xiàn)在為大家一一介紹3.1.1剝線鉗剝線鉗的使用方法：使用要點：要根據(jù)導(dǎo)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(yīng)的剝線刀將準備好的電纜放在剝線

12、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，如圖3.1為剝線鉗外觀圖。 圖3.1 剝線鉗3.1.2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，如圖3.2所示。 圖3.2 圓嘴鉗3.1.3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。鉗子的刀口也可以用來切剪電線、鐵絲。剪8號鍍鋅鐵絲時，應(yīng)用刀刃繞表面來回割幾下，然后只需輕輕一扳，鐵絲即斷。側(cè)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250m

13、m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，如圖3.3所示。圖3.3 斜口鉗3.1.4壓接鉗使用場合：1. 鋁芯多(單）股電線直接銜接辦法（1）依據(jù)導(dǎo)線截面挑選壓膜和橢圓形鋁套管：（2）把銜接處的導(dǎo)線絕緣套剝除，剝除長度應(yīng)為鋁套管長度通常加上5-10mm，用鋼絲刷去芯線外表的氧化層（3）用另一清洗的鋼絲刷蘸一些凡士林鋅粉膏均勻地涂改在芯線上，以防氧化層重生。（4）用圓條形鋼絲刷鏟除鋁套管內(nèi)壁的氧化層及油垢，最后也在管子內(nèi)壁涂上凡士林鋅粉膏。（5)把兩根芯線相對的刺進鋁套管，使兩個線頭恰好在鋁套管的正中銜接。（6）依據(jù)鋁套管的粗細挑選恰當?shù)木€模裝在壓接鉗上，擰緊

14、定位螺絲后，把套有鋁套管的芯線嵌入線模。（7）對準鋁套管，用力捏夾鉗柄，進行壓接：先壓兩頭的兩個坑，在壓中心的兩個坑，壓坑應(yīng)在一向上。（8）擦去剩余的油膏，在鋁套管兩頭及縫合處涂刷一層快干的瀝青漆然后再鋁套管及暴露導(dǎo)線有些先包兩層黃蠟帶，再包兩層黑膠布，一直包到絕緣層20mm的當?shù)?. 鋁芯多（單）股電線與設(shè)備的螺栓壓接式接線樁頭的銜接辦法（1)依據(jù)芯線的粗細選用適宜的鋁制接線耳（2）刷去芯線外表的氧化層，均勻地涂上凡士林鋅粉膏。（3）把接線耳插孔內(nèi)壁的氧化層也刷去，最佳也在內(nèi)壁涂上凡士林粉膏。（4)把芯線刺進接線耳的插線孔，要插到孔底。（5）挑選恰當?shù)木€模，在接線耳正面壓兩個坑，先壓外坑，在

15、壓里坑，兩個坑要在一條線上。（6）在接線耳根部和電線剝?nèi)ソ^緣層之間包纏絕緣帶（7）刷去接線耳反面的氧化層，并均勻 的涂上凡士林鋅粉膏。（8）在接線耳的反面向下，套在接線樁頭的螺絲上，然后順次套上平墊圈和彈簧墊圈，用螺母緊緊的固定，如圖3.4所示。圖3.4 壓接鉗3.1.5螺絲刀使用方法：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。一字螺絲批可以應(yīng)用于十字螺絲。但十字螺絲擁有較強的抗變形能力。如圖3.5所示 圖3.5 螺絲刀3.1.6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

16、把刀刃垂直對著導(dǎo)線切割絕緣層，因為這樣容易割傷電線線芯。如圖3.6所示。圖3.6 電工刀3.1.7扳手 管子扳手 套筒扳手套筒扳手他是由多個帶六角孔或十二角孔的套筒并配有手柄、接桿等多種附件組成，特別適用于擰轉(zhuǎn)地位十分狹小或凹陷的螺栓或螺母。如圖3.7所示。圖3.7 扳手3.1.8內(nèi)六角扳手內(nèi)六角扳手也叫艾倫扳手。他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)制造中不可或缺的得力工具。如圖3.8所示。圖3.8 內(nèi)六角扳手3.2組件的安裝步驟1. 安裝好鋁合金板，如圖3.9所示圖3.9安裝鋁合金板2. 安裝走線槽，如圖3.10所示圖3.10 安裝走線槽3. 安裝電氣系統(tǒng)上步裝好

17、的部件安裝到底板上，如圖3.11所示圖3.11 安裝電氣系統(tǒng)4. 安裝氣動二聯(lián)件和CP閥組，如圖3.12所示圖3.12 安裝氣動二聯(lián)件和CP閥組5. 調(diào)整擺動模塊和電線夾子的位置，如圖3.13所示圖3.13 調(diào)整擺動模塊和電線夾子6. 安裝傳感器等，如圖3.14所示圖3.14 安裝傳感器7. 安裝光線探頭，如圖3.15所示圖3.15 安裝光線探頭8. 站完全組裝，如圖3.16所示 圖3.16 站完全組裝注意事項：u 所有不用的部件整齊地放在桌上u 工作區(qū)域地面上沒有垃圾u 螺釘頭沒有損壞并且沒有工具的殘渣留在螺釘頭上u 所有的東西都被固定第四章 氣動系統(tǒng)的設(shè)計4.1氣動原理圖推料剛伸出，推出工

18、件，擺動剛擺到工件位置，吸盤吸住工件，擺動剛帶動工件擺到下一單元，根據(jù)動作要求，氣動原理圖設(shè)計如圖4.1所示。圖4.1 氣動原理圖動作：1Y1得電，氣缸伸出，物料被推出.3Y2得電，氣缸左擺，到達工件位置，此時2Y1得電，吸盤吸住工件，3Y2失電，3Y1得電，氣缸右擺，帶到工件到達檢測位置，此時，2Y1失電，2Y2得電，吸盤放下工件。4.2氣動元器件氣動元器件如表4.1表4.1氣動元器件目錄1二位五通電磁閥4V210亞德客2伸縮氣缸SC3225亞德客3真空發(fā)生器CV-10HS亞德客4單向節(jié)流閥SV-02亞德客5擺動氣缸HRQ-10A亞德客第五章 電氣系統(tǒng)的設(shè)計5.1 輸入輸出分配表根據(jù)控制要求

19、，統(tǒng)計輸入輸出總數(shù)，供料單元地址分配如表5.1。表5.1供料單元地址分配表輸入輸出動作地址動作地址送料缸縮回I0.1送料Q0.0送料缸伸出I0.2吸料Q0.1真空檢測I0.3放料Q0.2擺缸左限位I0.4左擺Q0.3擺缸右限位I0.5右擺Q0.4料倉情況I0.6開始指示燈Q4.0開始按鈕I4.0復(fù)位指示燈Q4.1復(fù)位按鈕I4.1輔助指示燈Q4.2消除報警I4.2AUTO/MAN選擇開關(guān)I4.3停止按鈕I4.4QuitI4.5聯(lián)網(wǎng)開關(guān)I4.75.2 PLC外部接線圖根據(jù)輸入輸出分配表，設(shè)計PLC外部接線圖，如圖5.1所示。圖5.1 PLC外部接線圖5.3 電氣元器件根據(jù)動作要求，選擇合適的傳感器

20、類型，傳感器類型如表5.2。表5.2 傳感器目錄序號名稱型號廠商數(shù)量1電感式傳感器1-PS-S-LED-24Cfesto12光電式傳感器ADVV-12-50-A-PAfesto13電容式傳感器18-PS-K-LEDfesto14磁感式傳感器1VV2科斯諾4第六章 程序設(shè)計6.1 工序流程圖設(shè)計整個動作流程，滿足動作要求，流程圖如圖6.1所示。圖6.1 工序流程圖6.2 順序功能圖根據(jù)流程圖設(shè)計順序功能圖，如圖6.2所示。圖6.2 順序功能圖6.3 程序程序設(shè)計如下：FC1為順序控制程序，F(xiàn)C2為復(fù)位程序，F(xiàn)C3為燈的程序.初始化子程序OB100復(fù)位程序FC2：順序控制：燈的程序FC3：結(jié) 論將之前所學的氣動、電氣、PLC控制部件裝配調(diào)試基礎(chǔ)上，進一步將本學期所學過的相關(guān)課程及在課程中已初步掌握的自