自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試(西門子-S7-200-SMART系列)課件項(xiàng)目五-裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試

1、 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（西門子 S7-200 SMART系列）項(xiàng)目五、裝配單元的安裝與調(diào)試2主講人：XXX所在院系： XX學(xué)院XX系020 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（西門子 S7-200 項(xiàng)目目標(biāo)： 掌握Kinco 3S57Q步進(jìn)電機(jī)基本控制原理及電氣接線，通過設(shè)置步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的DIP開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)按指定功能運(yùn)行。 掌握S7-200 SMART PLC運(yùn)動控制向?qū)ЫM態(tài)方法，能編制實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)定位控制的PLC程序。 能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成裝配單元的安裝、接線、編程與調(diào)試，能解決安裝與運(yùn)行過程中出現(xiàn)的常見問題。項(xiàng)目描述： 裝配單元與原裝配單元功能相同，均起著芯件裝配的作用。不同之處在于，裝配采

2、用了步進(jìn)電機(jī)+減速機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸。本項(xiàng)目主要考慮在完成機(jī)械安裝，電氣接線，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過機(jī)電聯(lián)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作目標(biāo)：上電回零后，當(dāng)進(jìn)料口檢測有待裝配工件，旋轉(zhuǎn)盤載待裝配工件旋轉(zhuǎn)180，由落料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)落料裝配，然后旋轉(zhuǎn)盤再旋回進(jìn)料口處，等待下一單元取走已裝配好工件。根據(jù)實(shí)際安裝與調(diào)試工作過程，本項(xiàng)目設(shè)置了2個(gè)工作任務(wù)。通過完成這2個(gè)工作任務(wù)，使學(xué)習(xí)者掌握裝配單元的機(jī)械安裝、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制、氣路的連接與調(diào)試、PLC程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試等。目標(biāo) 項(xiàng)目目標(biāo)：目標(biāo)項(xiàng)目五準(zhǔn)備知識任務(wù)一 裝配單元的安裝和調(diào)試任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)目 錄CONTENTS010203項(xiàng)目五準(zhǔn)備知識任務(wù)一 裝

3、配單元的安裝和調(diào)試任務(wù)二 裝配單準(zhǔn)備知識1裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器簡介行星齒輪減速機(jī)運(yùn)動軸控制功能準(zhǔn)備知識1裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器簡介行星準(zhǔn)備知識一、裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 裝配單元主要由供料機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)裝配機(jī)構(gòu)組成。供料機(jī)構(gòu)包括管型料倉和落料機(jī)構(gòu)兩部分。旋轉(zhuǎn)裝配機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)盤、固定盤、行星齒輪減速機(jī)-步進(jìn)電機(jī)組件等組成。準(zhǔn)備知識一、裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 裝配單元主準(zhǔn)備知識二、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器簡介（1）步進(jìn)電機(jī)的工作原理1.步進(jìn)電動機(jī)簡介準(zhǔn)備知識二、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器簡介（1）步進(jìn)電機(jī)的工作原理1.準(zhǔn)備知識（2）步進(jìn)電機(jī)的使用裝配單元所選用的三相步進(jìn)電機(jī)為

4、Kinco 的3S57Q-04056，主要技術(shù)參數(shù)如表：準(zhǔn)備知識（2）步進(jìn)電機(jī)的使用裝配單元所選用的三相步進(jìn)電機(jī)為準(zhǔn)備知識2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動裝置 選用驅(qū)動器Kinco 3M458與步進(jìn)電機(jī)Kinco 3S57Q-04056匹配，其外觀如圖5-6所示。(2) Kinco 3M458三相步進(jìn)驅(qū)動器的使用（1）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器主要功能 3S57Q-04056/3M458 與SMART CPU接線圖準(zhǔn)備知識2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動裝置 選用驅(qū)動器Kinco 3M準(zhǔn)備知識 DIP 開關(guān)功能說明 在3M458 驅(qū)動器的側(cè)面連接端子中間有一個(gè)紅色的八位DIP功能設(shè)定開關(guān)，可以用來設(shè)定驅(qū)動器的工作方式和工作參數(shù)，包括

5、細(xì)分設(shè)置、靜態(tài)電流設(shè)置和運(yùn)行電流設(shè)置。準(zhǔn)備知識 DIP 開關(guān)功能說明 在3M458 驅(qū)動準(zhǔn)備知識3.步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)計(jì)算被控對象旋轉(zhuǎn)的角度、PLC輸出的脈沖數(shù)，以及步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)，三者之間關(guān)系如下：由式（5-1）和式（5-2）可得： 公式中：P1表示PLC輸出的脈沖數(shù)；R表示步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度；P表示步進(jìn)細(xì)分?jǐn)?shù)；i表示減速機(jī)的減速比，R1表示被控對象旋轉(zhuǎn)角度。（式5-1）（式5-2）（式5-3）準(zhǔn)備知識3.步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)計(jì)算被控對象旋轉(zhuǎn)的角度、PLC準(zhǔn)備知識三、行星齒輪減速機(jī) 行星齒輪減速機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的減速機(jī)，大多安裝在步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)輸出端。它的主要傳動結(jié)構(gòu)為：一個(gè)太陽輪、若干個(gè)行

6、星輪、一個(gè)齒輪圈，其中行星輪由行星架的固定軸支撐，允許行星輪在支撐軸上轉(zhuǎn)動。準(zhǔn)備知識三、行星齒輪減速機(jī) 行星齒輪減速機(jī)是一種應(yīng)用準(zhǔn)備知識 減速機(jī)中：行星輪與太陽輪、齒輪圈總是處于嚙合狀態(tài)，其中，將齒輪圈固定，以太陽輪為主動件，行星架為從動件時(shí)，可獲得較大減速比。 太陽輪作為輸入元件，一般與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)相聯(lián)接，而行星架作為輸出元件，一般與輸出軸相聯(lián)接。 裝配單元中采用了SKISIA(歐得克)的圓法蘭盤式行星齒輪減速機(jī)，型號PLH60-7-S2-P2。該減速機(jī)減速比為7。準(zhǔn)備知識 減速機(jī)中：行星輪與太陽輪、齒輪圈總準(zhǔn)備知識四、運(yùn)動軸控制功能1.運(yùn)動控制向?qū)ЫM態(tài)YL-335B自動線中，當(dāng)采用運(yùn)

7、動軸0，是通過固定組合Q0.0+ Q0.2實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)動與方向控制的。其中，Q0.0用于脈沖輸出，Q0.2用于方向控制。（1）軸及其基本屬性組態(tài)單擊STEP 7-Micro/WIN SMART“工具”菜單功能區(qū)的“向?qū)А眳^(qū)域中的“運(yùn)動”按鈕，打開運(yùn)動控制向?qū)В聪旅娌襟E設(shè)置運(yùn)動控制的參數(shù)。1）組態(tài)軸的選擇：準(zhǔn)備知識四、運(yùn)動軸控制功能1.運(yùn)動控制向?qū)ЫM態(tài)YL-335B準(zhǔn)備知識2）測量系統(tǒng)組態(tài)3）方向控制組態(tài)準(zhǔn)備知識2）測量系統(tǒng)組態(tài)3）方向控制組態(tài)準(zhǔn)備知識（2）輸入組態(tài) 輸入組態(tài)主要包括：正極限LMT+、負(fù)極限LMT-、參考點(diǎn)開關(guān)輸入RPS、零脈沖ZP、以及STP及TRIG輸入信號。 參考點(diǎn)RPS

8、輸入，本項(xiàng)目中選擇I0.0，如圖5-16所示。同時(shí)須選擇激活參考點(diǎn)的電平狀態(tài)，上限為高電平有效，下限為低電平有效。準(zhǔn)備知識（2）輸入組態(tài) 輸入組態(tài)主要包括：正極限LM準(zhǔn)備知識（3）輸出組態(tài)輸出組態(tài)主要包括：DIS、電機(jī)速度、JOG、電機(jī)時(shí)間、急停時(shí)間、反沖補(bǔ)償?shù)取?）電機(jī)速度組態(tài)準(zhǔn)備知識（3）輸出組態(tài)輸出組態(tài)主要包括：DIS、電機(jī)速度、J準(zhǔn)備知識2）電機(jī)時(shí)間組態(tài)定義軸的加速時(shí)間，默認(rèn)值為1000ms。定義軸的減速時(shí)間，默認(rèn)值為1000ms。準(zhǔn)備知識2）電機(jī)時(shí)間組態(tài)定義軸的加速時(shí)間，默認(rèn)值為1000準(zhǔn)備知識（4）參考點(diǎn)（RP）組態(tài)1）尋參速度及方向組態(tài)準(zhǔn)備知識（4）參考點(diǎn)（RP）組態(tài)1）尋參速度

9、及方向組態(tài)準(zhǔn)備知識2）尋參搜索順序組態(tài)模式1：將RP定位在左右極限之間，RPS區(qū)域的一側(cè)。模式2：將RP定位在RPS輸入有效區(qū)的中心。裝配中，查找原點(diǎn)時(shí)，選擇了模式2。準(zhǔn)備知識2）尋參搜索順序組態(tài)模式1：將RP定位在左右極限之間準(zhǔn)備知識（5）組件選擇及I/O映射向?qū)渲媒Y(jié)束后，在指令清單中如果不想選擇某項(xiàng)或某幾項(xiàng)，可將圖5-21中右側(cè)復(fù)選框中的勾去掉，最后在生成子程序時(shí)就不會出現(xiàn)上述指令，從而可減小向?qū)д加肰存儲區(qū)的空間。準(zhǔn)備知識（5）組件選擇及I/O映射向?qū)渲媒Y(jié)束后，在指令清單準(zhǔn)備知識使用運(yùn)動控制向?qū)ЫM態(tài)完成后，生成的映射I/O表如圖5-22所示。用戶可以在此查看組態(tài)的功能分別對應(yīng)到哪些輸

10、入/輸出點(diǎn)，并據(jù)此安排程序與實(shí)際接線。準(zhǔn)備知識使用運(yùn)動控制向?qū)ЫM態(tài)完成后，生成的映射I/O表如圖5準(zhǔn)備知識2.運(yùn)動控制指令 運(yùn)動向?qū)ЫM態(tài)完成后，向?qū)樗x的配置最多生成11個(gè)子例程。這些子例程，可以作為指令在程序中被直接調(diào)用。準(zhǔn)備知識2.運(yùn)動控制指令 運(yùn)動向?qū)ЫM態(tài)完成后，向?qū)?zhǔn)備知識（1）AXIS0_CTRL(2) AXIS0_RSEEK(3) AXIS0_GOT0(4)調(diào)用基本原則 AXIS0_CTRL指令使用SM0.0的常開點(diǎn)調(diào)用，且在所有運(yùn)動指令之前調(diào)用。 要使用絕對定位功能，必須首先使用AXIS0_RSEEK指令建立零位置。 要實(shí)現(xiàn)按照指定速度運(yùn)動到指定位置（絕對運(yùn)動）或運(yùn)動指定距離

11、（相對運(yùn)動），請使用AXIS0_GOT0指令。 調(diào)用指令塊時(shí)，除了AXIS0_CTRL需要一直調(diào)用，其他指令塊不能同時(shí)激活，同一個(gè)掃描周期只有一個(gè)指令塊可以激活，如果多個(gè)指令塊在同一掃描周期激活則會導(dǎo)致報(bào)錯。要確認(rèn)一個(gè)指令的功能是否完成，可以使用指令塊Done位的上升沿來判斷。以AXISx_GOTO為例：EN激活后，若START參數(shù)未激活，Done位為“1”。若START參數(shù)激活，Done位為“0”，直到激活的運(yùn)動控制功能完成，Done位才由“0”變?yōu)椤?”。準(zhǔn)備知識（1）AXIS0_CTRL(2) AXIS0_RSE任務(wù)一 裝配單元的安裝與調(diào)試2工作任務(wù)機(jī)械和氣路的安裝與調(diào)整任務(wù)一 裝配單元

12、的安裝與調(diào)試2工作任務(wù)機(jī)械和氣路的安裝與任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試一、工作任務(wù)二、機(jī)械和氣路的安裝與調(diào)整（1）機(jī)械部分安裝步驟一、安裝工作單元支撐組件步驟二、安裝電機(jī)組件、原點(diǎn)開關(guān)于固定盤上步驟三、電機(jī)固定盤組件安裝到支撐架上任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試一、工作任務(wù)二、機(jī)械和氣路的安任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟四、安裝落料操作組件步驟五、落料組件安裝到支撐架上步驟六、安裝供料料倉組件任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟四、安裝落料操作組件步驟五任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟七、安裝旋轉(zhuǎn)盤組件步驟八、安裝端子排、驅(qū)動器及走線槽等安裝過程中，需要注意： 預(yù)留螺栓的放置一定要足夠，以免造成組件之

13、間不能完成安裝。 建議先進(jìn)行裝配，但不要一次擰緊各固定螺栓，待相互位置基本確定后，再依次進(jìn)行調(diào)整固定。 為使芯件準(zhǔn)確落料，旋轉(zhuǎn)盤上的定位孔與料倉應(yīng)滿足一定的同軸度要求，所以建議使用校驗(yàn)棒。任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟七、安裝旋轉(zhuǎn)盤組件步驟八、任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)3工作任務(wù)PLC控制電路的設(shè)計(jì)和電路接線步進(jìn)驅(qū)動器設(shè)置編寫和調(diào)試PLC控制程序任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)3工作任務(wù)PLC控制電路的任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)一、工作任務(wù) 裝配單元單站運(yùn)行時(shí)，控制要求為： 設(shè)備加電和氣源接通后，旋轉(zhuǎn)盤首先回原點(diǎn)。在回零過程中，“準(zhǔn)備就緒”指示燈HL1以1 Hz 頻率閃爍。若各氣

14、缸都在初始位置，且旋轉(zhuǎn)盤在原點(diǎn)位置，料倉有足夠的小圓柱芯件，旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)料定位孔里沒有待裝配工件，則系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，HL1指示燈常亮。 設(shè)備準(zhǔn)備就緒后，按下起動按鈕SB1，則系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，“系統(tǒng)運(yùn)行”指示燈HL2點(diǎn)亮，“準(zhǔn)備就緒”HL1燈熄滅。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若前入料口放有待裝配工件，則旋轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180，載待裝配工件于落料機(jī)構(gòu)正下方，然后落料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)芯件落料裝配。裝配完畢后，旋轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180，載已裝配工件至前入料口。 按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)完成當(dāng)前工作周期后停止運(yùn)行，同時(shí)“系統(tǒng)運(yùn)行”HL2熄滅。 若在工作過程中按下急停按鈕QS，則系統(tǒng)立即停止運(yùn)行，急停解除后系統(tǒng)從急停前的斷點(diǎn)開始繼續(xù)運(yùn)行。 若在運(yùn)行中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但HL1指示燈以1Hz頻率閃爍，HL2指示燈保持常亮；若料倉內(nèi)沒有芯件，則HL1和HL2同時(shí)以2 Hz頻率閃爍。任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)一、工作任務(wù) 裝配單元任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)二、PLC控制電路的設(shè)計(jì)和電路接線任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)二、PLC控制電路的設(shè)計(jì)和任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實(shí)訓(xùn)三、步進(jìn)驅(qū)動器設(shè)置四、編寫和調(diào)試PLC控制程序（1）系統(tǒng)啟?？刂疲?）主順序控制過程 主要包括上電初始化、檢查系統(tǒng)是否準(zhǔn)備就緒，