工業(yè)生產(chǎn)線實訓(xùn)課程報告

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)名稱工業(yè)生產(chǎn)線組建與調(diào)試2013年2月25日至2013年5月20日共10周學(xué) 院機電工程學(xué)院班 級 機電一體化（3）班姓 名院 長系主任陳 潔陸春元指導(dǎo)教師金 芬目錄第1章自動生產(chǎn)線簡介.311自動生產(chǎn)線的概念.312本自動生產(chǎn)線的介紹.4第2章FESTO中文版氣動教學(xué)軟件的介紹與使用.621 FESTO中文版液壓與氣動教學(xué)軟件的介紹.622 純氣動基本回路圖.623 雙氣缸步進控制電、氣動回路.7第3章立體存儲單元裝置電、氣動控制系統(tǒng)設(shè)計.1031 立體存儲單元裝置的組成與控制.1031 .1 立體存儲單元裝置的組成與控制.1032 立體存儲單元裝置的氣動回路設(shè)計.

2、1333 立體存儲單元裝置電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計.143.4 程序設(shè)計.17第4章立體存儲單元裝置電、氣控制系統(tǒng)的實際回路安裝與調(diào)試.2241 立體存儲單元氣動回路的組建.2242 調(diào)試過程.22實訓(xùn)小結(jié).2622第1章自動生產(chǎn)線簡介11自動生產(chǎn)線的概念將各種自動化專機連接成一體，并通過氣動、液壓、電機、傳感器和電氣控制體統(tǒng)使各要求的特定產(chǎn)品。稱這種自動工作的機電一體化系統(tǒng)為自動化生產(chǎn)線。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成一體，并 通過氣動、液壓、電機、傳感器和電氣控制系統(tǒng)使各部分的動作聯(lián)系起來，1.1.2自動化生產(chǎn)線應(yīng)用1、擁有全球最先進、世界頂級的沖壓、焊

3、裝、樹脂、涂裝及總裝等整車制造總成的自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)，其功能：（1）可實現(xiàn)汽車制造中高效率、高精度、低能耗沖壓加工；267接。焊2、包括絲印、貼裝、固化、回流焊接、清洗、檢測等工序單元，其功能：（1）生產(chǎn)線上每個工作單元都有相應(yīng)獨立的控制與執(zhí)行等功能；（2）通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將生產(chǎn)線構(gòu)成一個完整的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保整條生產(chǎn)線高效有序運行，實現(xiàn)大規(guī)模的自動化生產(chǎn)控制與管理 。3、該生產(chǎn)線引入了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，由其連接制絲生產(chǎn)、卷煙生產(chǎn)，包裝成品等一體化的全過程自動化系統(tǒng)。通過采用先進的計算機技術(shù)、控制技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)，集成工廠自動化設(shè)備，對卷煙生產(chǎn)全過程實施控制、調(diào)度、監(jiān)控。同時該生產(chǎn)線充分應(yīng)

4、用工控機、變頻器、人機界面、PLC、智能機器人等自動化產(chǎn)品。4、主要完成自動上料、灌裝、封口、檢測、打標、包裝、碼垛等多個生產(chǎn)過程，其作用：33（1）極大地提高了生產(chǎn)的效率；（2）降低企業(yè)成本；（3）保證產(chǎn)品的質(zhì)量；（4）實現(xiàn)集約化大規(guī)模生 產(chǎn)的要求，增強企業(yè)的競爭能力。12本自動生產(chǎn)線的介紹本自動化生產(chǎn)線的產(chǎn)品為上海英集斯自動化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的典型模塊化自動6個不同模塊單元組成這個典型的自動化生產(chǎn)線采用開放式的信控制和整機配合運作等技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。的擺動氣缸與真空吸盤的配合使用，將送料模塊推出的工件自動轉(zhuǎn)送到下一個工作單成向下一工作單元傳送或直接剔除工件的功能。平移動的搬運任務(wù)，自動地

5、實現(xiàn)將工件從上一工作單元拾取搬運到下一工作單元功能現(xiàn)其尚待加工工件的模擬鉆孔加工，并對加工質(zhì)量進行模擬檢測等功能。塊放行裝配后的工件組，繼續(xù)由傳送帶模塊輸送到指定位置。(5)安裝搬運站功能：就是將加工站的工件運到安裝站裝配的地方，裝配好了以后再將這個工件運到分類站。44(6)分類站功能:在接收到新工件后，在步進驅(qū)動模塊的驅(qū)動下帶動X,Y兩絲桿運動，依據(jù)接收到的工件材質(zhì)。顏色等信息，自動將其運動至相應(yīng)指定的倉位口，并將工件推入立體倉庫完成工件的存儲功能2、物流傳遞過程 ：如圖1.2所示的物流傳遞過程圖，給出了系統(tǒng)中工件從一站到另一站的物流分類站再將工件送入相應(yīng)的料倉。圖本自動化生產(chǎn)線每個站都可成

6、一個獨立的系統(tǒng)，同時也是一個機電一體化的系統(tǒng)。把每個站連起來就可以實現(xiàn)上料檢測，搬運，加工，安裝，分類的一系列動作，如圖1.3實現(xiàn)的是一個完整的自動生產(chǎn)線，同時在實際生活中也是應(yīng)用廣泛的。圖55第2章FESTO中文版氣動教學(xué)軟件的介紹與使用21FESTO中文版液壓與氣動教學(xué)軟件的介紹FESTO中文版教學(xué)軟件含液壓與氣動兩種軟件，其用法類似。該軟件的主要特征就是其可與CAD回路的正確性，可節(jié)省大量的時間，避免了不必要的麻煩。FluidSIM軟件符合DIN電回路圖繪制和相應(yīng)氣動系統(tǒng)仿真相一致。FluidSIM軟件的另一個特征就是其系統(tǒng)學(xué)習(xí)概念：FluidSIM 軟件可用來自學(xué)、教學(xué)和多媒體教學(xué)氣動

7、技術(shù)知識。氣動元件可以通 FluidSIM 理模型，基于這些模型，F(xiàn)luidSIM軟件首先創(chuàng)建整個系統(tǒng)模型，然后在仿真期間對其進行處理。22 純氣動基本回路圖1.并聯(lián)節(jié)流閥緩沖氣動回路并聯(lián)節(jié)流閥緩沖氣動回路如圖2.1FESTO中文版氣動軟件模擬仿真，完全正確。66圖23 雙氣缸步進控制氣動回路圖與電器原理圖詳見圖2.2和圖2.3所示。圖77圖1Y1得電，兩位五通電磁換向閥1V2的左位通，氣體流入1A1氣缸左腔推動活塞向右運動；當(dāng)運動到2S1位置時，K2線圈得電并自鎖，電磁線圈2Y1得電，兩位五通電磁換向閥2V2的左位通，氣體流入2A1氣缸左腔推動活塞向右運動；當(dāng)運動到1S2位置時，K3線圈得電

8、并自鎖，電磁線圈1Y2得電，兩位五通電磁換向閥1V2的右位通，氣體流入1A1氣缸右腔推動活塞向左運動；當(dāng)運動到2S2位置時，K4線圈得電并自鎖，電磁線圈2Y22V22A1氣缸右腔推動活塞向左運動。表1Y1 1Y2 2Y1 2Y2 2S2 2S1 1S3 1S21A1缸伸出2A1缸伸出1A1缸縮回2A1缸縮回+88使用FESTO對雙氣缸步進控制電路進仿真如圖2.4所示：圖99第3章立體存儲單元裝置電、氣動控制系統(tǒng)設(shè)計31 立體存儲單元裝置的組成與控制31.1 立體存儲單元裝置的組成與控制3.1所示為立體存I/O轉(zhuǎn)接端口模塊、電氣控制板，操作面板、CP電磁閥島及過濾減壓閥等組件組成。圖圖1010直

9、線驅(qū)動模塊：如圖3.2所示，它是滾珠絲杠機構(gòu)、步進電機及驅(qū)動器、直線導(dǎo)向桿組成，它的作用是把步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成滾珠絲杠螺母移動塊的直線往復(fù)運動，在立體存儲單元中，具有X軸方向和Y軸方向的兩套直線驅(qū)動模塊，它們相互呈90垂直安裝于鋁合金工作臺面上，共同構(gòu)成一個 X-Y 平面運動系統(tǒng)，負責(zé)對零件放入倉庫的定位如圖3.3所示。工件推料裝置：它是由推塊、雙作用直線氣缸、推塊導(dǎo)槽組成如圖3.4所示，整體導(dǎo)槽的工件，通過直線氣缸推動推塊將工件推進對應(yīng)存儲庫位內(nèi)。圖立體倉庫：如圖3.5所示。立體倉庫是由4行4列共16個方格組成的鏤空存儲鐵架，每個方格之間距離分別為40 模塊X-Y運動平面的一側(cè)，用于接

10、收工件推料裝置送出的工件。1111圖I/O轉(zhuǎn)接端口模塊：它的任務(wù)是把輸入輸出信號整合在一起，然后分別與輸入設(shè)備和輸出設(shè)備相連。PLC的控制程序使其按要求進行工作，控制面板如圖3.6所示上有5個按鈕開關(guān)，二個選擇開關(guān)和一個急停開關(guān)。帶燈按鈕，綠色 開始帶燈按鈕，黃色 復(fù)位按鈕，黃色 特殊功能按鈕兩位旋鈕，黑色 自動/手動兩位旋鈕，黑色 單站/聯(lián)網(wǎng)按鈕，紅色 停止帶燈按鈕，綠色 上電急停按鈕，紅色 急停圖312 立體存儲單元裝置的控制要求針對立體存儲單元的結(jié)構(gòu)特點，加工單元的控制要求及操作運行流程如下：（1）系統(tǒng)上電，加工單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復(fù)位燈閃爍指示。（2）按下復(fù)位按鈕，進行復(fù)位操作

11、，即復(fù)位燈熄滅，開始燈閃爍指示，單元中各執(zhí)1212位信號后停止。（3）按下開始按鈕時，開始燈常亮指示，等待工件；待檢測到工件到來時，兩個步進電機順時針旋轉(zhuǎn)，選擇倉庫的位置。（4）位置選定后，汽缸推出，完成工件入倉庫的動作。（5）返回系統(tǒng)原點，等待下一個工件。32 立體存儲單元裝置的氣動回路設(shè)計如圖3.7流閥的作用為調(diào)節(jié)氣缸的進氣還有出氣的速度，氣缸是工作件。圖進油路線：氣源-氣動二聯(lián)件兩位五通電磁換向閥左位-單項節(jié)流閥氣缸左位；回油路線：氣缸右位單項節(jié)流閥-兩位五通電磁換向閥左位-大氣131333 立體存儲單元裝置電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計立體存儲單元電氣系統(tǒng)也是主要安裝在電氣控制板上?？刂泼姘逯饕?/p>

12、電源系統(tǒng)DC24V，為PLC區(qū)和I/O轉(zhuǎn)換模塊區(qū)提供直流24V電源。同時，電源系統(tǒng)配置有電源保護、設(shè)備上電與急停等功能保護單元，以便為整個系統(tǒng)提供安全可靠的工作電源。1.檢測元件：本站的檢測元件有磁性傳感器，用于檢測氣缸伸縮到位情況；有行程開關(guān)，用于XY平面運動系統(tǒng)的橫向定位和縱向定位。NPN、PNP型晶體管輸出，輸出狀態(tài)有常開和常閉兩種形式。開關(guān)類傳感器有二線制、三線制三線制傳感器接線方法如圖3.8NPN對于三菱的PLC了，選用NPN型傳感器，低電平輸出有效。 圖 SH-2H042Ma步進電機驅(qū)動器為2/4相混合型步進電機驅(qū)動器。細分數(shù)由撥位開關(guān)設(shè)定（2、4、8）分別對應(yīng)步距角0.9度、0.

13、45度、0.225度。最大相電流輸出為1.7安培，套步進電機驅(qū)動器的接線較簡單，步進電機相應(yīng)相的接線端子（根據(jù)顏色判斷）連接到步進電機驅(qū)動器對應(yīng)端子的上即可。下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步1414機來控制變的非常的簡單?？梢宰鳛橐环N控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為 100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。本站通過輸出YO控制脈沖數(shù)，指定步進電機移動的距離也可通過PLC的輸出點控制控制步進電機旋轉(zhuǎn)的方向，本站刀具旋轉(zhuǎn)為單方向，該控制點省略。圖3. I/O元件的確

14、定工件是否到位的傳感器信號均為現(xiàn)場發(fā)出的信號，作為PLC的輸入信號；而電機、 電磁閥、報警燈、蜂鳴器、按鈕指示燈等均為被控器件，執(zhí)行PLC運算后發(fā)出的命令，作為PLC的輸出信號。15154.PLC的選型由I/O元件可知，該系統(tǒng)有11個開關(guān)量輸入信號和7個開關(guān)量輸出信號，驅(qū)動的輸出元件工作電壓為DC 24V，考慮預(yù)留一定的冗余，選用FX2N-48MR的PLC完全能滿足系統(tǒng)要求。5.I/O元件地址分配表X10X11X12X13X14X15Y4Y11Y10開始燈步進下降到位氣缸縮回到位汽缸伸出到位X3X416166. I/O端口接線圖3.4 程序設(shè)計用移位指令，在程序調(diào)試中能逐步去執(zhí)行程序有利于程序

15、的調(diào)試、修改和故障排除。流程圖如圖3.11所示：1717圖18191920202121第4章 41 見圖3.7的作用是將工件推進對應(yīng)存儲庫位內(nèi)。在立體存儲單元控制氣動連接后，為了確保執(zhí)行元件能滿足工作需要而良好運行，需要對氣動回路進行調(diào)試，具體的調(diào)試步驟如下：（1）接通氣源前，先用手輕輕拉拔各快速接頭處的氣管，確認各管路中不存在氣管各執(zhí)行元件突然動作產(chǎn)生較大沖擊，導(dǎo)致設(shè)備或人員傷害事故發(fā)生。（2）打開氣泵，接通氣源，將氣源處理裝置的壓力調(diào)節(jié)手柄向上提起，順時針或逆時針慢慢轉(zhuǎn)動壓力調(diào)節(jié)手柄，觀察壓力表，待壓力表氣壓指在0.5Mpa左右時，壓下壓力調(diào)節(jié)手柄鎖緊。切忌過度的轉(zhuǎn)動壓力調(diào)節(jié)手柄，以防其損

16、壞和壓力突然升高。（3）檢查氣動回路的氣密性，觀察氣路中是否存在漏氣，若有出現(xiàn)漏氣的情況，根管或氣動元件；若是沒有插好氣管導(dǎo)致漏氣，重新插好氣管即可。遵守氣動安全操作規(guī)范情況下，打開氣源后，手動強制驅(qū)動電磁閥，即依次按下各換向閥的手動按鈕，確認各氣缸動作是否符合要求，若不符合，作相應(yīng)的調(diào)整。42 4.2.1 輸入輸出的確認立體存儲單元共有一個氣缸，與其對應(yīng)的換向閥連接，手動調(diào)試檢查氣缸的位置信號所對應(yīng)的PLC出，X4 指示燈亮，當(dāng)松開左側(cè)兩位五通單電控電磁閥的手動按鈕，推料氣缸縮回，打孔縮回到位X4指示燈亮，由此可知，推料氣缸推出對應(yīng)的PLC輸入地址為PLC輸入地址為輸出接線的確定：如圖4.1

17、運行該程序，當(dāng)X10接通時，看到的結(jié)果是X軸向電機正向轉(zhuǎn)動，當(dāng)X11按鈕按下時，Y軸向電機反向轉(zhuǎn)動。將Y0改成Y1，Y2改成Y3，輸入PLC，用上面的方法測試Y向電機的運轉(zhuǎn)。2222圖4.14.2.2 程序的編寫和下載1.編寫程序根據(jù)控制要求編寫PLCPLC程序輸入計算機并檢查是否有誤。2.下載程序2與從站3PLC處于STOP狀態(tài)。按照程序控制要求編寫程序，完成后寫入PLC中。4.2.3整體聯(lián)機調(diào)試1.調(diào)試步驟（1）系統(tǒng)上電，加工單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復(fù)位燈閃爍指示。（2）按下復(fù)位按鈕，開始燈閃爍指示進行復(fù)位操作，即氣缸回縮回狀態(tài)，步進電機反轉(zhuǎn)到停止時，橫向步進電機不轉(zhuǎn)，縱向步進電機上升

18、至第二個單元格。（3）按下開始按鈕時，開始燈常亮指示，等待工件；待檢測到工件到來時。（4）XY平面運動系統(tǒng)選擇倉庫。（5）將工件推入倉庫內(nèi)。（6）完成工件推入倉庫后，步進電機將回到復(fù)位后狀態(tài)，等待新一輪的起動信號。（7）檢測到工件時，重新選擇倉庫并把工件推入倉庫內(nèi)。2.在調(diào)試中出現(xiàn)的問題和解決方法M0沒有置位；解決方法：修改程序，將M0加上，寫入系統(tǒng)。23232424 平面運動系統(tǒng)沒有對倉庫進行準確定位，而是停留在兩倉庫中間的位置；解決方法：在不改變其他程序的情況下，修改脈沖發(fā)出的時間T1。2525這個學(xué)期開設(shè)了PLC 停課實訓(xùn)的課程，跟以前所有開設(shè)的課程有很大的區(qū)別，這夠的空間讓我們完成此次的實訓(xùn)，這讓我覺得壓力減輕不少。編程，感覺自己編的不錯，就慢慢的熟練起來。這次實訓(xùn)有兩個實訓(xùn)項目，老師一一給整理整理好好寫報告。真正讓自己參與本次實訓(xùn)的話就會發(fā)現(xiàn)本次實訓(xùn)樂趣無窮，收獲多。通過這次的實訓(xùn)，讓我受益匪淺。不僅學(xué)會使用FESTO 軟件來設(shè)計氣壓系統(tǒng)圖，還學(xué)會了使用GX