模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、成績(jī)南京工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)報(bào)告實(shí)訓(xùn)課程名稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)總線及人機(jī)界面應(yīng)用專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化(系統(tǒng)集成)班級(jí)D自集成092小組第二小組姓名吳娟(233090211)組員姓名楊進(jìn)萍、嚴(yán)云娟設(shè)計(jì)地，點(diǎn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)樓C315指導(dǎo)教師盛國(guó)良、程敬華工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與訓(xùn)練中心設(shè)計(jì)起止時(shí)間： 2012年 12月 10 日至 2012年 12月 21 日目錄 TOC o 1-5 h z 摘要 3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)概述 3模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)各單元的基本功能 3模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 4 HYPERLINK l bookmark10 o Current

2、Document 供料單元設(shè)計(jì)過(guò)程 4供料單元的工作過(guò)程描述： 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 、 器件選型 4、I/O點(diǎn)分配表 7、狀態(tài)流程圖 9、 程序 9 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 安裝、調(diào)試說(shuō)明 9通電前設(shè)備檢查 9設(shè)備調(diào)試 9通電調(diào)試過(guò)程中故障分析 10 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 注意事項(xiàng) 10安全注意事項(xiàng) 10使用注意事項(xiàng) 11 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document

3、主要參考資料 11摘要現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備最大特點(diǎn)是綜合性和系統(tǒng)性， 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)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合， 并應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中，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)機(jī)構(gòu)在PLC單元的控制下協(xié)調(diào)有序的工作。M601模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)由供料傳輸單元、搬運(yùn)單元、加工單元、裝配搬運(yùn)單元、裝配單元、分揀單元等組成。綜合運(yùn)用了PLC控制、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，多種傳感器，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺(tái)。各工作單元有按鈕/ 指示燈模塊、電源模塊、PLC模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等，模塊之間、模塊與實(shí)訓(xùn)臺(tái)上接線端子排之間的連接方式采用導(dǎo)線

4、連接，模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)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)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC空制和組網(wǎng)，步進(jìn)電機(jī)位置控制等。利用該系統(tǒng)，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)非常接近于現(xiàn)實(shí)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。MP強(qiáng)驗(yàn)室培訓(xùn)項(xiàng)目包括 PLC的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、傳感器技術(shù)與應(yīng)用、氣動(dòng)控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、故障檢測(cè)技術(shù)等相關(guān)訓(xùn)練。模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)概述模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)裝備由供料傳輸單元、搬運(yùn)單元、加工單元、裝配搬運(yùn)單元、裝配單元、分揀單元等組成。 每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立系統(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

5、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主， 單輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、 緊密定位的位置裝置， 該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、 多定位的特點(diǎn)。在模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備上應(yīng)用了多種類(lèi)型的傳感器， 分別用于判別物體的運(yùn)動(dòng)位置、 物體通過(guò)的狀態(tài)、物體的顏色等。在控制方面，每個(gè)單元單獨(dú)使用總線+通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，每一工作單元均可以通過(guò)不同總線方便快捷將兩站或三站聯(lián)機(jī)調(diào)試。模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)各單元的基本功能供料檢測(cè)單元的基本功能： 是提供毛胚件，在管狀料倉(cāng)中可存放多個(gè)毛胚件，在管狀料倉(cāng)中可存放多個(gè)毛胚件。 供料過(guò)程中，推料氣缸從料倉(cāng)中將毛胚件逐一推出至傳送帶的 起始端，對(duì)工件進(jìn)行屬性區(qū)分并記錄，傳輸帶啟動(dòng)將工件移動(dòng)至

6、傳輸帶末端停止。2、搬運(yùn)單元（機(jī)械手單元）的基本功能：搬運(yùn)單元是模塊化生產(chǎn)制造中起著搬運(yùn)原料，將毛胚零件搬運(yùn)至加工單元指定位置。 在氣動(dòng)搬運(yùn)單元，擺臂氣缸伸出到檢測(cè)單元一側(cè)， 氣抓伸出并下降到工件位置并抓起，然后上升并縮回氣抓，旋轉(zhuǎn)180 : 后將工件搬運(yùn)到單元第一個(gè)工位處。3、加工單元的基本功能：上單元之合格工件通過(guò)滑道進(jìn)入四工位轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)，分別設(shè)置為一號(hào)待料工位、 二號(hào)鉆孔工位、三號(hào)深度檢測(cè)工位、 四號(hào)卸料工位，分別間隔轉(zhuǎn)角 90 度。 當(dāng)檢測(cè)分揀單元的工件通過(guò)滑道落入待料工位后，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)逐次旋轉(zhuǎn)90 度，鉆孔機(jī)構(gòu)模擬鉆孔，深度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)孔深。當(dāng)工件轉(zhuǎn)至第四工位時(shí)通知下一單元的機(jī)械手實(shí)現(xiàn)卸

7、料工作。 裝配搬運(yùn)單元的基本功能： 首先判斷加工零件的合格與否，將不合格工件從卸料工位直接提 取到廢料梢，而將合格的加工工件輸送至裝配單元，當(dāng)裝配完成后再將裝配好的總成送到分 成裝配過(guò)程。4、裝配搬運(yùn)單元的基本功能： 首先載有工件的裝配平臺(tái)旋轉(zhuǎn) 90度后，定位氣缸推出 并使工件貼緊 裝配料倉(cāng)，推料缸將圓柱稍推出裝配到工件的柱型孔中，裝配平臺(tái)恢復(fù)到平行 狀態(tài)，完成裝配過(guò)程。5、裝配搬運(yùn)單元的基本功能：首先載有工件的裝配平臺(tái)旋轉(zhuǎn) 90度后，定位氣缸推出 并使工件貼緊裝配料倉(cāng)，推料缸將圓柱稍推出裝配到工件的柱型孔中，裝配平臺(tái)恢復(fù)到平行 狀態(tài)，完成裝配過(guò)程。6、 分揀單元的基本功能：進(jìn)入分揀單元的加工

8、工件將被分別放置在二根不同的滑梢上，當(dāng)加工好的工件被送到檢測(cè)機(jī)構(gòu)上，直流電機(jī)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)分揀判斷高低，黑白件，導(dǎo)向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動(dòng)作，完成分揀入梢。22模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖F圖2.1模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖供料單元 檢測(cè)單元 一* 搬運(yùn)單元傳輸單冠 fi機(jī)械手單元加工檢測(cè)單元模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖三、供料單元設(shè)計(jì)過(guò)程供料單元的工作過(guò)程描述：主要作用是提供毛胚件，在管狀料倉(cāng)中可存放多個(gè)毛胚件，供料過(guò)程中，推料氣缸從料倉(cāng)中將毛胚件逐一推出至傳送帶的起始端。其基本組成主要有鋁合金型材料工作臺(tái)，出料機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、PLC?組成。、器件選型PLC選型根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用S7-200系列

9、。2)限出型氣缸節(jié)流閥其作用是調(diào)節(jié)氣缸的動(dòng)作速度，節(jié)流閥上帶有氣管的快速接頭，實(shí)驗(yàn)室提供的型號(hào)是CDJ2B16-75-R圖2.3是一個(gè)雙動(dòng)氣缸有兩個(gè)限出型氣缸節(jié)流閥的連接和調(diào)節(jié)原理示意圖。當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥A時(shí)，是調(diào)整氣缸的伸出速度，調(diào)節(jié)B時(shí)，是調(diào)整氣缸的縮回速度節(jié)流閥B圖2.3氣缸原理示意圖3 ）磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)工作原理是當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時(shí)，傳感器便會(huì)動(dòng)作并發(fā)出信號(hào)。用這兩個(gè)傳感器分別標(biāo)識(shí)氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。當(dāng)氣缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)到哪一端時(shí)，哪一端的磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)就會(huì)動(dòng)作并發(fā)出信號(hào)，PLC利用該信號(hào)判斷推料及頂料缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或所處的位置，以確定工件是否被推出或氣缸是否返回。傳感器動(dòng)作輸出信號(hào)時(shí)

10、“1”，LED亮，不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)為“ 0”。實(shí)驗(yàn)室提供的型號(hào)是 D-C7&4）數(shù)字式真空壓力開(kāi)關(guān)工作原理是當(dāng)系統(tǒng)中的真空壓力大于設(shè)定點(diǎn)，則壓力開(kāi)關(guān)會(huì)動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)以保證系統(tǒng)的正常工作。壓力調(diào)節(jié)范圍是 -10bar ,最小壓差是小于等于 0.2bar。實(shí)驗(yàn)室給的型號(hào)是 PSA-V01接線如圖2.41 DC（+）1 黑 OUT主回Q模擬輸出）路1 1r 藍(lán) dc（-）圖2.4數(shù)字式真空壓力開(kāi)關(guān)接線圖5 ）漫射式接近開(kāi)關(guān)漫射式光電接近開(kāi)關(guān)是利用光照射到被測(cè)物體上后反射回來(lái)的光線而工作的。它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側(cè)位置，且為一體化結(jié)構(gòu)。在工作時(shí)，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測(cè)光，若接近開(kāi)關(guān)前方一定距離

11、內(nèi)沒(méi)有物體，則沒(méi)有光被反射到接收器，接近開(kāi)關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作，反之若接近開(kāi)關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要反射回來(lái)的光強(qiáng)度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光就會(huì)使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。 實(shí)驗(yàn)室提供的型號(hào)是 BF-3RX 6）擺動(dòng)氣缸擺動(dòng)氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)執(zhí)行元尢記號(hào)O：JF 關(guān) bf+WBt：_n i 嗤裝酸2W 110180 S EtHJ*?:;:中心I -L科此?：,丁 一商既平左I:107s2d3040世性F卑：唯P號(hào)hjtiih3if 葉 FfPJUC町？片IflVfc 曲丘 JLE口十片帕式AMl喘畤iflL伺E腳時(shí)a管 iu-ff

12、i-ffift 開(kāi)於-簡(jiǎn)詵F Q機(jī)1心耶甲葉片901 如？1B0210舌心越葉片&0W1001Q0k咸|冊(cè)嗆10mm 15mm ZDmm30踮陽(yáng) 40innn缸徑礎(chǔ)性孑血會(huì)10-15120-30 40 l件。用于物體的轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)、分類(lèi)、夾緊、閥門(mén)的開(kāi)閉以及機(jī)器人的手臂動(dòng)作等。實(shí)驗(yàn)室選擇的型號(hào)是CDRBU2WU407） SM醫(yī)氣過(guò)濾減壓閥順時(shí)針調(diào)節(jié)手輪，調(diào)壓彈簧被壓縮，推動(dòng)膜片組件下移，通過(guò)閥桿，打開(kāi)閥芯，則入口氣壓力經(jīng)閥芯節(jié)流降壓，壓力輸出；出口壓力氣體經(jīng)反饋管進(jìn)入膜片下腔，在膜片產(chǎn)生一個(gè)向上的推力。當(dāng)此推力與調(diào)壓彈簧力平衡時(shí)，出口壓力便穩(wěn)定一定在值。實(shí)驗(yàn)室選擇的型號(hào)是 AW20-02G8）氣

13、缸當(dāng)二位五通電磁閥線圈不得電時(shí)，二位五通電磁閥右側(cè)氣路通，氣缸活塞帶動(dòng)閥桿退回,當(dāng)二位五通電磁閥線圈得電，左側(cè)氣路通，氣缸活塞帶動(dòng)閥桿推料。其結(jié)構(gòu)如圖2.5。圖2.5氣缸原理示意圖9）技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)備注尺寸500 (W) X750 (D) X1055 (H )mm重量50kg電源AC 220V, 50HZ工作電壓DC 24Y 5A工作壓力4.04.5bar組件工作臺(tái)尺寸500 x 750 x 825 mm材料鋁型材架體、T型梢鋁板空氣單元壓力范圍0.50.85MPa帶潤(rùn)滑器和過(guò)濾器過(guò)濾精度5um聯(lián)結(jié)器尺寸G1/4額定流量550/mi n推料氣缸缸程16mm帶磁性傳感器和流量控制行程50m

14、m傳送帶模塊帶式傳送，直流電機(jī)光電傳感器工作電源DC24V光纖漫反射型電磁閥組二位五通單電控電磁閥一個(gè)控制方式S7-200PLC 控制3.3、I/O點(diǎn)分配表功能說(shuō)明輸入地址注釋啟動(dòng)按鈕I0.0停止按鈕I0.1手自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕I0.2功能按鈕I0.3聯(lián)機(jī)按鈕I0.4復(fù)位按鈕I0.5急停按鈕I0.6供料氣缸傳感器1I0.7判斷推料桿的位置供料氣缸傳感器2I1.0判斷推料桿的位置料倉(cāng)貨物傳感器I1.1判斷料倉(cāng)中是否有工件壓力閥門(mén)信號(hào)I1.2判斷是否吸到了工件旋轉(zhuǎn)氣缸料倉(cāng)位置傳感器II.3擺臂氣缸到料倉(cāng)的位置傳感器旋轉(zhuǎn)氣缸檢測(cè)臺(tái)位置傳感器I1.4擺臂氣缸到檢測(cè)臺(tái)的位置傳感器輸出地址啟動(dòng)指示燈Q0.0停止

15、指示燈Q0.1功能指示燈Q0.2聯(lián)機(jī)指示燈Q0.3復(fù)位指示燈Q0.43.4、電氣原理圖報(bào)警指示燈Q0.5供料汽缸電磁閥Q0.6吸氣ONQ0.7吸氣OFFQ1.0旋轉(zhuǎn)汽缸至料倉(cāng)位置Q1.1旋轉(zhuǎn)汽缸至輸送臺(tái)位置Q2.0luni r in Ck狀態(tài)流程圖通電初始化及復(fù)位啟動(dòng)工件檢測(cè).是否檢測(cè)N到工件一vY氣缸推動(dòng)擺臂向左 吸盤(pán)吸氣擺臂向右動(dòng)作吸盤(pán)放氣工件到位擺臂復(fù)位程序四、安裝、調(diào)試說(shuō)明電前設(shè)備檢查1 ）氣路檢查檢查氣源是否引入裝置，空氣組合原件是否有作用，且壓力表調(diào)至 否接0.4Mpa,檢查氣路是錯(cuò)，手動(dòng)動(dòng)作電磁閥，調(diào)節(jié)流閥流量，使汽缸動(dòng)作正常。2）傳感器檢查氣缸到位后，磁性開(kāi)關(guān)是否動(dòng)作，數(shù)字式壓

16、力開(kāi)關(guān)設(shè)定值是否正確，開(kāi)關(guān)壓力到達(dá)設(shè)定值，是否動(dòng)作，靈敏度調(diào)整是否合乎要求，各傳感器接線是否正確。3）按鈕檢查動(dòng)作按鈕，觸點(diǎn)是否動(dòng)作，接線是否正確。4.2設(shè)備調(diào)試可首先通過(guò)仿真軟件， 模擬設(shè)備控制過(guò)程進(jìn)行調(diào)試，確定程序是否合乎工藝要求。再連至檢 測(cè)單元設(shè)備上進(jìn)一步調(diào)試。程序下載將已編寫(xiě)好的程序編譯后，通過(guò)以太網(wǎng)通信線將程序下載到PACRx3i系統(tǒng)中。程序運(yùn)行PLC投到“ RUN”狀態(tài)，可通過(guò)開(kāi)關(guān)或編程軟件。操作設(shè)備設(shè)備送氣、送電、手自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)位置， 聯(lián)機(jī)切換開(kāi)關(guān)置于非聯(lián)機(jī)位置， 按下復(fù)位按鈕，設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕，設(shè)備運(yùn)行，出現(xiàn)緊急情況，按下急停按鈕。程序監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控

17、程序，監(jiān)測(cè)各輸入輸出點(diǎn)狀態(tài)是否正確，編程邏輯是否能實(shí)現(xiàn)控制要求。編寫(xiě)程序在監(jiān)控過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)控制要求不能滿(mǎn)足，可修改程序再進(jìn)入1）步驟，直至合乎要求。4.3 通電調(diào)試過(guò)程中故障分析可能出現(xiàn)的故障：設(shè)備動(dòng)作不到位，PLC不能正常運(yùn)行。設(shè)備動(dòng)作不到位可能是機(jī)械位置配合不準(zhǔn)確， 傳感器出現(xiàn)故障，安裝不正確或未調(diào)整好， 觸點(diǎn)不動(dòng)作，氣缸卡或氣路不通等。程序故障程序語(yǔ)法不正確，編譯不了，程序上傳，下載錯(cuò)誤，程序控制邏輯不正確。3）操作錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次實(shí)訓(xùn)了解MPS莫塊化生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，工作原理和工作過(guò)程。學(xué)會(huì)了在知識(shí)的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用，PLC的編程，設(shè)備的安裝與調(diào)試等方面能收到較好的效果。通過(guò)本系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，獲得了氣動(dòng)，工程控制，傳感器，可編程控制器等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)綜合技術(shù)和 專(zhuān)業(yè)知識(shí)。鍛煉了創(chuàng)造性的思維和動(dòng)手能力。注意事項(xiàng)6.1 安全注意事項(xiàng)嚴(yán)禁散落長(zhǎng)發(fā)，衣冠不整操作設(shè)備。安裝設(shè)備時(shí)嚴(yán)禁不要損壞各種閥件及氣動(dòng)元件。請(qǐng)勿使用損壞的插座或電纜，以防發(fā)生觸電及火災(zāi)。 安裝時(shí)請(qǐng)?jiān)谇鍧嵠教沟奈恢茫苑腊l(fā)生意外事故。請(qǐng)使用額度電壓，以防發(fā)生意外事故。必須使用帶有接地端子的多功能插座，確認(rèn)主要插座的接地端子有沒(méi)有漏電，導(dǎo)電。 為了防止機(jī)械的差錯(cuò)或故障，請(qǐng)勿在控制器和電磁閥附近放置磁性物品。設(shè)備的安裝或移動(dòng)時(shí)