自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝調(diào)試結(jié)業(yè)報(bào)告

1、自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試報(bào)告 課程名稱_實(shí)訓(xùn)班級(jí)_小組成員_指導(dǎo)教師_完成日期_ 目錄一緒論.1二亞龍YL-335B試驗(yàn)臺(tái)的基本組成和工作原理。.3三相應(yīng)站的整體介紹.7 3. 1主站的動(dòng)作順序和作用.73. 2供料站的動(dòng)作順序和作用.83. 3加工站的動(dòng)作順序和作用.93. 4裝配站的動(dòng)作順序和作用.103. 5分揀站的動(dòng)作順序和作用.11 四供料站的具體介紹.124. 1氣動(dòng)元件.124. 2氣動(dòng)控制回路.134. 3傳感器. 13 4.4PLC i/o分配表及接線 .144. 5 PLC程序 .164.6調(diào)試與運(yùn)行.18五.調(diào)試中遇到的問(wèn)題和解決方法.18六心得與體會(huì).19 緒論 現(xiàn)代化的

2、自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（自動(dòng)生產(chǎn)線）的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，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。 可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡(jiǎn)單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 亞龍YL-335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備在鋁

3、合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，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。因此，YL-335B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)、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。利用YL-335B，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過(guò)程，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。

4、 YL-335B采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對(duì)獨(dú)立的模塊，并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，具有較強(qiáng)的互換性?？筛鶕?jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合、安裝和調(diào)試，達(dá)到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)，十分適合教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核或技能競(jìng)賽的需要。 可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡(jiǎn)單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 因此，本設(shè)計(jì)將組態(tài)技術(shù)與PLC技術(shù)，有機(jī)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)用組態(tài)技術(shù)，對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線的各單元進(jìn)行高仿真。達(dá)到模擬運(yùn)行的

5、目的。二、亞龍YL-335B實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本組成和工作原理2.1 YL-335B的基本組成亞龍YL-335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)臺(tái)由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個(gè)單元組成。外形如下所示。其中，每一個(gè)單元都可以是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也是一個(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)典型的唯一的位置控制系統(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)室現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛

6、的電氣控制技術(shù)。 在YL-335B設(shè)備上應(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。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。在控制方面，YL-335B 采用了基于RS485 串行通信的PLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案，即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。用戶可根據(jù)需要選擇不同廠家的 PLC 及其所支持的 RS485 通信模式，組建成一個(gè)小型的 PLC 網(wǎng)絡(luò)。小型 PLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工

7、業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中仍占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。另一方面，掌握基于 RS485 串行通信的 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等打下了良好的基礎(chǔ)。 YL-335B各單元在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的分布的俯視圖如下。 YL-335B的工作原理是使各工作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)，采用西門子的S7-200系列PLC的設(shè)備。 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。按鈕指示燈模塊如下圖所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。模塊盒上器件包括： 指示燈（24VDC） ：黃色（HL1） 、綠色（HL2） 、紅色（H

8、L3）各一個(gè)。 主令器件：綠色常開按鈕 SB1 一個(gè) 紅色常開按鈕 SB2 一個(gè) 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)） 各工作站PLC 配置如下： 輸送單元：S7-226 DC/DC/DC 主單元，共24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)晶體管輸出。供料單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點(diǎn)輸入和 10 點(diǎn)繼電器輸出。加工單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點(diǎn)輸入和 10 點(diǎn)繼電器輸出。裝配單元：S7-226 AC/DC/RLY 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。分揀單元：S7-224 XP AC/DC/RLY主單元，共 14

9、點(diǎn)輸入和 10 點(diǎn)繼電器輸出。3 相應(yīng)站的介紹3.1主站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。 YL335B 出廠配置時(shí)，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。下圖是安裝在工作臺(tái)面上的輸送單元裝置側(cè)部分。 具體構(gòu)成如下： 氣動(dòng)手爪：用于在各個(gè)工作站物料臺(tái)上抓取/放下工件。由一個(gè)二位

10、五通雙向電控閥控制。 伸縮氣缸：用于驅(qū)動(dòng)手臂伸出縮回。由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。 回轉(zhuǎn)氣缸：用于驅(qū)動(dòng)手臂正反向 90 度旋轉(zhuǎn)，由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。 提升氣缸：用于驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)械手提升與下降。由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。 傳動(dòng)組件由直線導(dǎo)軌底板、伺服電機(jī)及伺服放大器、同步輪、同步帶、直線導(dǎo)軌、滑動(dòng)溜板、拖鏈和原點(diǎn)接近開關(guān)、左、右極限開關(guān)組成。 3.2供料站供料單元的主要結(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，PLC，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)組成如下圖所示。 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

11、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，而夾緊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。 3.3加工站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)

12、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)總成如下圖所示。 工作原理：滑動(dòng)加工臺(tái)在系統(tǒng)正常工作后的初始狀態(tài)為伸縮氣缸伸出，加工臺(tái)氣動(dòng)手指張開的狀態(tài)，當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)把物料送到料臺(tái)上，物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后， PLC 控制程序驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指將工件夾緊加工臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方?jīng)_壓氣缸活塞桿向下伸出沖壓工件完成沖壓動(dòng)作后向上縮回加工臺(tái)重新伸出到位后氣動(dòng)手指松開的順序完成工件加工工序，并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。為下一次工件到來(lái)加工做準(zhǔn)備。3.4裝配站裝配單元的功能是完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到放置在裝配料斗的待裝配工件中的裝配過(guò)程。 裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包

13、括：管形料倉(cāng)，供料機(jī)構(gòu)，廻轉(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)械裝配圖如下圖所示： 工作過(guò)程：PLC 驅(qū)動(dòng)與豎直移動(dòng)氣缸相連的電磁換向閥動(dòng)作，由豎直移動(dòng)帶導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指向下移動(dòng)，到位后，氣動(dòng)手指驅(qū)動(dòng)手爪夾緊物料，并將夾緊信號(hào)通過(guò)磁性開關(guān)傳送給 PLC， 在 PLC 控制下， 豎直移動(dòng)氣缸復(fù)位， 被夾緊的物料隨氣動(dòng)手指一并提起，離開當(dāng)廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)的料盤，提升到最高位后，水平移動(dòng)氣缸在與之對(duì)應(yīng)的換向閥的驅(qū)動(dòng)下，活塞桿伸出

14、，移動(dòng)到氣缸前端位置后，豎直移動(dòng)氣缸再次被驅(qū)動(dòng)下移，移動(dòng)到最下端位置，氣動(dòng)手指松開，經(jīng)短暫延時(shí)，豎直移動(dòng)氣缸和水平移動(dòng)氣缸縮回，機(jī)械手恢復(fù)初始狀態(tài)。 3.5分揀站分揀單元是完成對(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下圖。 傳送和分揀的工作原理：當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并為入料口漫射式光電傳感器

15、檢測(cè)到時(shí)，將信號(hào)傳輸給 PLC，通過(guò) PLC 的程序啟動(dòng)變頻器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作，把工件帶進(jìn)分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則檢測(cè)白色物料的光纖傳感器動(dòng)作，作為 1 號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到 1 號(hào)槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，檢測(cè)黑色的光纖傳感器作為 2 號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到 2 號(hào)槽里。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束。 四供料站的具體介紹4.1氣動(dòng)元件供料站氣動(dòng)控制回路采用標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸作為執(zhí)行元件為了使氣缸的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，使用單向節(jié)流閥單對(duì)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度加以控制，向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，也稱為速度控制閥。單電控

16、電磁換向閥、電磁閥組。YL-335B 所有工作單元的執(zhí)行氣缸都是雙作用氣缸， 因此控制它們工作的電磁閥需要有二個(gè)工作口和二個(gè)排氣口以及一個(gè)供氣口，故使用的電磁閥均為二位五通電磁閥。 供料單元用了兩個(gè)二位五通的單電控電磁閥。兩個(gè)電磁閥是集中安裝在匯流板上的。 匯流板中兩個(gè)排氣口末端均連接了消聲器， 消聲器的作用是減少壓縮空氣在向大氣排放時(shí)的噪聲。 這種將多個(gè)閥與消聲器、 匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成稱為閥組， 而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。4.2 氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯與控制功能是由PLC 實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖2-1所示。 氣

17、動(dòng)控制回路的工作原理2-1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)。4.3傳感器YL-335B 各工作單元所使用的傳感器都是接近傳感器， 它利用傳感器對(duì)所接近的物體具有的敏感特性來(lái)識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開關(guān)信號(hào)。1、磁性開關(guān)YL-335B 所使用的氣缸都是帶磁性開關(guān)的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體的活塞上安裝一個(gè)永久

18、磁鐵的磁環(huán)，這樣就提供了一個(gè)反映氣缸活塞位置的磁場(chǎng)。而安裝在氣缸外側(cè)的磁性開關(guān)則是用來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置，即檢測(cè)活塞的運(yùn)動(dòng)行程的。 在磁性開關(guān)上設(shè)置的 LED 顯示用于顯示其信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。磁性開關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1” ，LED亮；磁性開關(guān)不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0” ，LED不亮。磁性開關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開它的緊固定位螺栓，讓磁性開關(guān)著氣缸滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線， 使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到 PLC 輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到PLC 輸入端。2、漫射式光電接近開關(guān)漫射式光電接近開關(guān)供料單元中，用來(lái)檢測(cè)工件不足或工件有無(wú)的漫射

19、式光電接近開關(guān)選用神視（OMRON）公司的 CX-441（E3Z-L61）型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細(xì)小光束型，NPN 型晶體管集電極開路輸出），。該光電開關(guān)的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋鈕與顯示燈如圖2-2所示。CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)的外形和調(diào)節(jié)旋鈕、顯示燈。圖 2-24.4 PLC的i/o接線根據(jù)工作單元裝置的I/O 信號(hào)分配（表2-3）和工作任務(wù)的要求，供料單元PLC 選用S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。PLC 的 I/O 信號(hào)分配如表2-4所示，接線原理圖則見(jiàn)圖2-5。 表 2-3 供料單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配 圖2-4 供料單元PLC的 I/O分配表 圖2-5 供料單元PLC的接線圖4.5 PLC程序圖4.6調(diào)試與運(yùn)行（1）調(diào)整氣動(dòng)部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理，氣缸的動(dòng)作速度是否合理。（2）檢