工業(yè)自動化生產(chǎn)線設(shè)計

1.1概述隨著社會的進步,經(jīng)濟的發(fā)展，科技日新月異。自動化技術(shù)在社會的各行各業(yè)被廣泛的應(yīng)用,其中又以自動化生產(chǎn)線應(yīng)用最為廣泛.自動化生產(chǎn)線具有效率高，應(yīng)用靈活,工作精度高，運行平穩(wěn)等特點，并且節(jié)省了人力物力,大大提高了生產(chǎn)率.目前，自動化生產(chǎn)線在我國工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域及其他諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛并且有著十分廣闊的應(yīng)用前景。生產(chǎn)線即產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進入生產(chǎn)現(xiàn)場開始,經(jīng)過加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)活動所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則,配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。生產(chǎn)線的種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度,分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的主要產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品的工藝路線和工序勞動量比例，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某幾種產(chǎn)品的加工任務(wù)所必需的機器設(shè)備，機器設(shè)備的排列和工作地的布置等。生產(chǎn)線具有較大的靈活性，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要；在不能采用流水生產(chǎn)的條件下,組織生產(chǎn)線是一種比較先進的生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機器設(shè)備不足的企業(yè)里，采用生產(chǎn)線能取得良好的經(jīng)濟效益。1。PLCPLC即可編程控制器（ProgrammablelogicController，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用,可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLCPLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置 .它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設(shè)計。國際電工委員會（IEC）在其標(biāo)準(zhǔn)中將PLC定義為：「可程式邏輯控制器是一種數(shù)位運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可程式邏輯控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。」PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊，應(yīng)用非常廣泛。2。PLC的國內(nèi)外狀況在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集.傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器,稱Programmable，是世界上公認的第一臺PLC.限于當(dāng)時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置.為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC）.20世紀70年代中末期,可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段.上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期,年增長率一直保持為30~40％。在這時期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,PLC逐漸進入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合 ;從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元,使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易.目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應(yīng)用。目前,我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器.上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。3。PLC未來展望21世紀,PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破,會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。1.2目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章THJDAL—1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)產(chǎn)品簡介 5一、 產(chǎn)品圖片 5二、 產(chǎn)品概述 5三、 產(chǎn)品特點 5\o"CurrentDocument"四、 技術(shù)性能 6五、 實訓(xùn)內(nèi)容 6\o"CurrentDocument"六、 系統(tǒng)配置 9第二章THJDAL—1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)組成、工作原理、控制要求及機構(gòu)功能13\o"CurrentDocument"一、 系統(tǒng)要求 13二、 工作流程 13三、 控制要求 13四、 供料機構(gòu) 14五、 輸送機構(gòu) 15六、加工與檢測機構(gòu) 16七、裝配搬運機構(gòu) 錯誤!未定義書簽。八、成品分揀機構(gòu) 錯誤!未定義書簽。第三章THJDAL—1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)電氣、氣動控制及運行操作 17\o"CurrentDocument"一、 電氣控制電路組成 17\o"CurrentDocument"二、 氣動原理及氣動回路原理圖 18三、 自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)使用說明-—西門子 18四、 自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)使用說明—-松下 錯誤!未定義書簽。五、 自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)使用說明—-三菱 錯誤!未定義書簽。附錄一：THJDAL—1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)機構(gòu)圖和設(shè)備總裝圖 271.3第一章THJDAL-1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)產(chǎn)品簡介一、 產(chǎn)品圖片二、 產(chǎn)品概述本系統(tǒng)是一種最為典型的機電與自動化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的,它適合機電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn).它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對教學(xué)及實訓(xùn)目的進行了專門設(shè)計，強化了自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。該系統(tǒng)由五部分組成，分別為：供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)、裝配搬運機構(gòu)，完成工件上料、檢測、搬運、輸送、加工、裝配、分揀等功能。涵蓋了自動化類中機電一體化和電氣自動化專業(yè)中所涉及的PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測、氣動、步進電機驅(qū)動與調(diào)速、機械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。通過基于該實訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，能充分鍛煉操作者團隊協(xié)作能力、計劃組織能力、自動線安裝與調(diào)試能力、工程實施能力、職業(yè)素養(yǎng)、交流溝通能力、效率、成本和安全意識，引導(dǎo)高職院校自動控制類專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展方向，促進工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新,培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的自動化控制高技能人才.三、 產(chǎn)品特點該裝置融機械部件安裝與調(diào)試、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、電氣控制電路的安裝和PLC編程、機電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試于一體滿足實訓(xùn)教學(xué)、工程培訓(xùn)及職業(yè)競賽的需要;該實訓(xùn)考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子均采用安全型插座,使用帶安全插頭的導(dǎo)線進行電路連接;各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠.四、 技術(shù)性能輸入電源：三相四線（或三相五線）P80V±10%50Hz工作環(huán)境:溫度-10°C~40°C相對濕度W85%（25°C）海拔V4000m裝置容量：W1.5kVA外形尺寸：240cmX120cmX130cm安全保護：具有漏電壓、漏電流保護,安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)五、 實訓(xùn)內(nèi)容（一）實訓(xùn)項目傳感器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)該系統(tǒng)所使用的傳感器數(shù)量達四十多個,有電容式的、電感式的、光電式以及電磁式的，每一個都有著各自的特性、發(fā)揮著不同的作用，使系統(tǒng)得以可靠工作。學(xué)員可通過了解工作中各類傳感器的工作特性來加強對這些傳感器的感性認識,再結(jié)合拆裝式技能實訓(xùn)，可使學(xué)員快速掌握所學(xué)知識。氣動應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)該裝置上使用了大量的SMC氣動元件，包括多種電控氣動閥、多種氣動缸、氣動夾爪、真空吸盤、真空發(fā)生器、過濾減速閥等。在學(xué)習(xí)這些氣動元件時,我們不但可以單獨學(xué)習(xí)每一種分離元件，而且還可以在學(xué)習(xí)時了解各種氣動元件之間以及氣動元件與其它元件之間是如何配合起來進行協(xié)調(diào)工作的。PLC編程實訓(xùn)自動線中五個機構(gòu)由兩套PLC控制器單獨控制，這使得自動化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)可以分成若干完全獨立的工作機構(gòu)，使十幾個學(xué)生可以同時進行學(xué)習(xí)，而且每個學(xué)員都有動手的機會。在該設(shè)備上學(xué)員不但可以學(xué)習(xí)PLC的各種技術(shù)，而且可以學(xué)習(xí)綜合科技環(huán)境下PLC的多種應(yīng)用?為靈活學(xué)習(xí)和掌握PLC的各方面知識提供了條件。電氣控制電路實訓(xùn)自動化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)五個工作機構(gòu)其電控部分全部按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣進行設(shè)計，并且以附件方式提供全部設(shè)計圖紙和說明書。學(xué)員在該設(shè)備上可學(xué)習(xí)電路原理圖分析、PLC各I/O地址查對和設(shè)備電路連線方法。機械系統(tǒng)安裝與調(diào)試實訓(xùn)自動化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)上的五個工作機構(gòu)可讓各組學(xué)員將機械部分全部的或部分的拆去，再按要求將其重新組裝,并且調(diào)試至系統(tǒng)可正常、可靠地工作。這對提高在校學(xué)生動手能力有極大幫助。系統(tǒng)維護和故障檢測技術(shù)實訓(xùn)設(shè)備日常維護的內(nèi)容和方法，以及系統(tǒng)常見故障分析、排除的方法。（二）工作任務(wù)自動線機構(gòu)安裝提供的設(shè)備功能部件和元器件裝配工業(yè)自動生產(chǎn)線；＞供料機構(gòu)的安裝與調(diào)整＞輸送機構(gòu)安裝與調(diào)整＞加工機構(gòu)安裝與調(diào)整＞成品分揀機構(gòu)安裝與調(diào)整＞裝配機構(gòu)安裝與調(diào)整＞自動生產(chǎn)線設(shè)備系統(tǒng)安裝與調(diào)整氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試通過配置的氣缸、電磁閥和磁性開關(guān)等氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的工作任務(wù)；＞氣動方向控制回路的安裝＞氣動速度控制回路的安裝＞擺動控制回路的安裝＞氣動順序控制回路的安裝＞氣動機械手裝置的安裝＞氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試電氣控制電路的安裝和PLC編程通過配置的PLC、變頻器、步進電機、指令開關(guān)和傳感器等，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)工作任務(wù);＞電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫＞電動機變頻調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫＞步進電機驅(qū)動電路的連接與程序編寫＞氣動方向控制程序編寫＞氣動順序動作控制程序編寫＞氣動機械手控制程序編寫連接＞自動生產(chǎn)線控制程序編寫自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試通過配置的供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)、裝配機構(gòu),可進行機構(gòu)重組，完成自動生產(chǎn)線的安裝、接線、編程、調(diào)試；通過考核或技能競賽，可考察的職業(yè)能力＞自動線組成、結(jié)構(gòu)與連接＞控制系統(tǒng)及應(yīng)用＞氣動原理與控制技術(shù)應(yīng)用＞PLC與編程方法＞變頻器控制技術(shù)應(yīng)用＞運動控制技術(shù)應(yīng)用＞安轉(zhuǎn)、連接、故障診斷與調(diào)試

六、 系統(tǒng)配置該系統(tǒng)由型材實訓(xùn)臺、供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、裝配搬運機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)、電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器模塊、各種傳感器、警示燈、電磁閥和I/O接口板等組成，完成工件上料、檢測、搬運、輸送、加工、裝配、分揀等功能。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式設(shè)計，學(xué)生可以對各零件、部件、單元、直至整體機構(gòu)進行零部件拆裝、調(diào)試、運行。表1：基本配置表序號名稱規(guī)格數(shù)量單位備注1工作臺1200mmX800mm2張2PLC模塊西門子2臺三種品牌3變頻器模塊西門子1臺選配，詳見表2三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）14電源模塊個、熔斷器3只、單相三極電源插座2個、安全插座5只。1塊開關(guān)電源（24V/6A、12V/5A）各1組、轉(zhuǎn)換開關(guān)2只、復(fù)位按鈕紅、黃、綠各15按鈕模塊只、自鎖按鈕紅、黃、綠各1只、24V指示燈紅黃綠各2只、急停按鈕1只、蜂鳴器1只.1塊井式工件庫1只、工件鎖緊定位裝置、工件庫、工件推出裝置6供料機構(gòu)工件推出直線氣缸1只、調(diào)壓過濾器1只、電磁閥1只、磁性開關(guān)2只、光電傳感器1個、安裝支架1個。1套7輸送機構(gòu)輸送帶底座1只、直線移動帶1條、輸1套直線移動

裝置、工件取送裝置送輪2只、光電傳感器1只、步進電機及驅(qū)動器各一只（三相/5A）.機械手安裝基架1只、工件取送機械手1只、擺臺（旋轉(zhuǎn)氣缸）1只、雙導(dǎo)桿氣缸（薄型氣缸）1只、單出桿氣缸1只、氣動手指1只、調(diào)壓過濾器1只、緩沖器2只、行程開關(guān)2只、磁性開關(guān)7只、電磁閥4裝置、工件取送裝置導(dǎo)軌1套、直流減速電機1臺、搬運裝置1臺、雙導(dǎo)桿氣缸（薄型氣缸）1只、8加工與檢單出桿直線氣缸1只、工件夾緊氣缸11只、調(diào)壓過濾器1只、電感式傳感器1只、顏色傳感器1只、磁性開關(guān)6只、安裝支架1只。測機構(gòu)工件搬運套裝置、成品分揀裝置皮帶輸送套線、成品分揀裝置輸送帶底座1只、皮帶輸送線1條、輸送輪2只、光電傳感器3只、電感式傳成品分揀感器1只、電容式傳感器皮帶輸送套線、成品分揀裝置1機構(gòu) 步電動機1臺、成品分揀料槽2只單出桿氣缸2只、調(diào)壓過濾器1只、磁性開關(guān)4只.10接線端子排接線端子排及安全型插座1套11①32白色工件（空心）15只12工件①32黑色工件（空心）15只13①18白色工件15只14①18黑色工件15只

15①32白色工件（實心）15只16①32黑色工件（實心）15只17①32金屬工件（實心）15只18物料盒藍色物料盒2只19電源線單相三芯電源線4根20安全型導(dǎo)3＃安全型導(dǎo)線250根21線4#安全型導(dǎo)線12根22導(dǎo)線架滑輪式,可自由移動1個23①6、橙色10米24PU氣管①4、橙色5米25①4、黑色5米26PLC編程電纜松下、西門子、三菱1根27PLC編程松下、西門子、三菱1套 DEMO版軟件工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，28配套工具鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀,1電烙鐵,驗電筆，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（8把）套29配套光盤使用手冊、程序等1套

30型材電腦桌天煌1臺31計算機主流品牌機1臺學(xué)校自備32空氣壓縮機WY5.2-雙頭、功率:300W、0。6?1。2MPa1臺靜音33氣動接頭氣動快插式三通接頭EPE65只表2:PLC及變頻器選配表（三選一）序號名稱型號及規(guī)格數(shù)量備注1松下PLC主機FP—XL60R（AC/DC/繼電器）1臺FP—XC60T（AC/DC/晶體管）1臺松下變頻器BFV00074,三相AC380V輸入，0。75KW1臺2西門子PLC主機CPU226CN（AC/DC/繼電器）+EM222CN1臺CPU226CN（DC/DC/晶體管）+EM222CN1臺西門子變頻器MM420,三相AC380V輸入，0。75KW1臺3三菱PLC主機FX2N-48MR（AC/DC/繼電器）1臺FX2N-48MT（AC/DC/晶體管）1臺三菱變頻器FR—E740，三相AC380V輸入，0。75KW1臺1?4第二章THJDAL-1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)組成、工作原理、控制要求及機構(gòu)功能一、 系統(tǒng)要求模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)由型材實訓(xùn)臺、供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、裝配搬運機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)、電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器模塊、步進電機、警示燈、各種傳感器、氣動電磁閥、I/O接口板、大小工件和氣動系統(tǒng)等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式設(shè)計，學(xué)生可以組裝、接線、編程和調(diào)試由供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、裝配機構(gòu)和成品分揀機構(gòu)組成的自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)設(shè)備.二、 工作流程三、 控制要求供料機構(gòu)當(dāng)光電傳感器A檢測到井式工件庫中有工件時，按動“啟動”按鈕SB5，延時0.5秒單桿氣缸A動作將工件推出，磁性傳感器1—1輸出到位信號后，單桿氣缸退回若光電傳感器A檢測工件庫中沒有工件時，報警裝置發(fā)出告警聲音，放入工件后告警聲音自動停止。輸送機構(gòu)輸送機構(gòu)由直線移動裝置和氣動機械手組成，當(dāng)工件被推到輸送帶（臺）上，單桿氣缸A退回，磁性傳感器1-2輸出到位信號后,步進電機驅(qū)動器接收PLC的脈沖控制信號，驅(qū)動三相步進電機運行，帶動輸送帶（臺）傳輸工件至收料裝置，光電傳感器B檢測工件到位后，延時0.5秒輸送帶（臺）停止傳動。當(dāng)工件到位后，雙導(dǎo)桿氣缸前伸，磁性傳感器2-1檢測到位后，前臂單桿氣缸B下降，磁性傳感器2—3檢測到位后，延時0。5秒氣動手指A抓取工件，磁性傳感器2—5檢測到夾緊信號后;前臂單桿氣缸B上升，磁性傳感器2—4檢測到位后，雙導(dǎo)桿氣缸縮回，磁性傳感器2-2檢測到位后；氣動機械手擺臺向右擺動，行程開關(guān)A檢測擺臺到位后，雙導(dǎo)桿氣缸前伸，磁性傳感器2-1檢測到位后，前臂單桿氣缸B下降，磁性傳感器2—3檢測到位后，氣動手指A將工件放入待料位，前臂單桿氣缸B上升，磁性傳感器2-4檢測到位后，雙導(dǎo)桿氣缸縮回，磁性傳感器2—2檢測到位后，氣動機械手擺臺向左擺動，行程開關(guān)B檢測擺臺到位后，等待下一個工件到位，重復(fù)上面的動作。加工與檢測機構(gòu)（設(shè)有待料工位、加工工位、檢測工位、中轉(zhuǎn)工位）系統(tǒng)啟動后，工件搬運裝置開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)電感傳感器A檢測到有工位時,工件搬運裝置停止、等待工件，輸送機構(gòu)氣動手指A將工件放入待料工位后，工件搬運裝置開始轉(zhuǎn)動，將工件搬運至加工工位，當(dāng)電感傳感器A檢測到下一工位時，工件搬運裝置停止；工件夾緊裝置(單桿氣缸C)夾緊工件，磁性傳感器3-1檢測到位后，薄型雙導(dǎo)桿氣缸下移帶動主軸電機對工件進行鉆孔,磁性傳感器3—3檢測到位后，工件鉆孔完成；薄型雙導(dǎo)桿氣缸上移帶動主軸電機Ml回位，磁性傳感器3-4檢測到位后，工件夾緊裝置(單桿氣缸C)松開，磁性傳感器3—2檢測到位后，工件加工完成；在工件夾緊裝置(單桿氣缸C)夾緊工件同時，檢測工位單桿氣缸D下降，檢測鉆孔深度，磁性傳感器3—5檢測到位后，單桿氣缸D上升，磁性傳感器3—6檢測到位后，工件檢測完成；中轉(zhuǎn)工位裝有顏色傳感器,將檢測到的工件顏色信號傳送給下一個PLC控制系統(tǒng)。啟動、暫停、復(fù)位、警示點動“啟動”按鈕SB5后系統(tǒng)自動復(fù)位，警示綠燈亮、放入工件后自動線開始運行，不得人為干預(yù)執(zhí)行機構(gòu),以免影響設(shè)備正常運行.按“暫停”按鈕SB6，所有部件均暫停運行，同時暫停紅燈亮自動線在運行過程中，若出現(xiàn)異常情況點動“復(fù)位”按鈕SB4，這時系統(tǒng)全部回到初始位置，同時要把自動線上各工位的工件取出后，再重新啟動。突然斷電的處理突然斷電，設(shè)備停止工作.電源恢復(fù)后，將自動線上的工件取出后，再重新啟動.四、 供料機構(gòu)主要組成與功能由井式工件庫、單桿氣缸、光電傳感器、工作定位裝置、工件、工件鎖緊裝置、工件推出裝置、磁性傳感器、調(diào)壓過濾器、電控閥、安裝支架等組成主要完成將工件依次送至直線移動裝置上，沒有工件時，報警裝置發(fā)出告警聲音，放入工件后告警聲音自動停止光電傳感器A：物料檢測為光電漫反射型傳感器，工件庫中有物料時為PLC提供一個輸入信號。磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將細LC發(fā)出一個到位信號。(磁性傳感器接線時注意藍色接“一”，棕色接“PLC輸入端”)。單桿氣缸A：由單向氣動電控閥控制。當(dāng)氣動電控閥得電，氣缸伸出，同時將物料送至直線移動裝置.調(diào)壓過濾器：對輸入系統(tǒng)的氣源進行過濾，將調(diào)節(jié)旋鈕提起后，通過旋轉(zhuǎn)可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣壓大小，順時針旋轉(zhuǎn)，氣壓增大。(5)安裝支架：用于安裝送料氣缸及井式工件庫。2.主要技術(shù)指標(biāo):(1)控制電源：直流24V/6A(2)PLC控制器(松下或西門子或三菱)(3)電磁閥：4V110—06-DC24V(4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式(5)磁性傳感器：24V、D—C73(6)單桿氣缸A：CDJ2B10-45-B(7)光電傳感器A：SB03-1K(8)調(diào)壓過濾器:AFR—2000M(配有壓力表O~lMPa)五、 輸送機構(gòu)主要組成與功能由輸送帶、步進電機及驅(qū)動模塊(三相、5A)、光電傳感器B、氣動機械手、氣動手指A、雙導(dǎo)桿氣缸、擺臺、行程開關(guān)、單桿氣缸、磁性傳感器、緩沖器、多種類型電磁閥組成主要完成將工件輸送到收料位置；氣動機械手通過手臂前伸，前臂下降，氣動手指夾緊工件，前臂上升，手臂縮回，手臂擺臺右擺，手臂前伸，前臂下降，手爪松開將工件放到待料工位，機械手返回原位，等待下一個工件到位,重復(fù)上面的動作.三相步進電機：用于驅(qū)動輸送帶轉(zhuǎn)動，將物料輸送到收料裝置。擺臺：采用旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)計，由雙向電控氣閥控制機械的左、右擺動雙導(dǎo)桿氣缸(薄型氣缸)：控制機械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣動手指:完成工件的抓取動作，由雙向電控閥控制，手爪夾緊時磁性傳感器有信號輸出，磁性開關(guān)指示燈亮。行程開關(guān):機械手臂左擺或右擺到位后,行程開關(guān)有信號輸出。(接線注意棕色接“+"、藍色接“-"、黑色接輸出)。緩沖器:旋轉(zhuǎn)氣缸高速左擺和右擺到位時，起緩沖作用.輸送帶:用于將工件輸送到收料裝置，便于氣動手指夾取主要技術(shù)指標(biāo)控制電源：直流24V/6APLC控制器(松下或西門子或三菱)三相步進電機:57BYG350CL—SAKSML050步進電機驅(qū)動器:3ND860電磁閥：4V110—06、4V120—06、4V130-06調(diào)速閥：出氣節(jié)流式磁性傳感器：D-A73、D—Y59B氣缸：CDJ2KB16-45-A、CXSM15—100、CDRB1BW30—180S氣動手指：MHZ2—10D電感式傳感器：LE4—1K光電傳感器B：SB03-1K1.4.1六、加工與檢測機構(gòu)1。主要技術(shù)指標(biāo)控制電源：直流24V/6APLC控制器(松下或西門子或三菱)直流減速電機：TG—3824300—900K電磁閥:4V110—06調(diào)速閥:出氣節(jié)流式磁性開關(guān):D-C73、D-Z73氣缸：CDJ2B10—45-B、MGP16M-75、CDJ2B10—15—B電感傳感器：LB08-1K顏色傳感器:E3S—VS1E4主要組成與功能由工件搬運裝置、導(dǎo)軌、直線氣缸、薄型雙導(dǎo)桿氣缸、工作夾緊裝置、加工電機、單桿氣缸、電感傳感器、磁性傳感器、顏色傳感器、電磁閥及安裝支架組成。主要完成工位搬運，工件打孔，孔深度檢測，加工檢測完成，將工件搬運到中轉(zhuǎn)工位，在中轉(zhuǎn)工位通過顏色傳感器檢測，并將工件的顏色信息傳送給下個PLC.單桿氣缸D：單桿氣缸D進行深度測量，單向電控氣閥控制。當(dāng)電控氣閥得電，氣缸升出，檢測打孔深度。薄型雙導(dǎo)桿氣缸：加工電機鉆頭軸的上升與下降有薄型雙導(dǎo)桿氣缸控制，氣缸動作由單向電控氣閥控制。工件夾緊裝置：由單桿氣缸C推動頂桿機構(gòu)，實現(xiàn)對工件的夾緊。電感傳感器：轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到位檢測，在工位到位后傳感器信號輸出。(接線注意棕色接“+”、藍色接“-"、黑色接輸出)。顏色傳感器:用于檢測工件的顏色信號，當(dāng)工件為白色，傳感器有信號輸出(。接線注意棕色接“+”、藍色接“-”、黑色接輸出).加工電機:采用直流電機旋轉(zhuǎn)，模擬鉆頭軸轉(zhuǎn)動,完成工件的打孔。搬運裝置：裝置上設(shè)有四個工位,分別為:待料工位、加工工位、檢測工位、中轉(zhuǎn)工位，工件的工位轉(zhuǎn)換，由電感傳感器定位直流減速電機控制.匚5第三章THJDAL—1型模塊式工業(yè)自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)電氣、氣動控制及運行操作一、 電氣控制電路組成本系統(tǒng)電氣控制部分集電源控制模塊、按鈕模塊、可編程控制器模塊、變頻器模塊等于一體?系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計，各個模塊均為通用模塊，可以互換擴展性強，提供的PLC實訓(xùn)內(nèi)容全面、豐富，鍛煉學(xué)生的實際動手能力，整個實訓(xùn)過程簡單、明了、易懂、易學(xué).在本系統(tǒng)上，所有電氣元件均連接到接線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插孔連接到各個模塊，提高實訓(xùn)考核裝置的安全性。二、 氣動原理及氣動回路原理圖氣動執(zhí)行元件部分：單桿氣缸、薄型氣缸、氣動手指、導(dǎo)桿氣缸、雙導(dǎo)桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸。2.氣動控制元件部分：單控電磁閥、雙控電磁閥。氣缸示意圖注:氣缸的正確運動使物料到達相應(yīng)的位置，只要交換進出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運動，氣缸兩側(cè)的磁性開關(guān)可以識別氣缸是否已經(jīng)運動到位.雙向電磁閥示意圖注：雙向電控閥用來控制氣缸進氣和出氣，從而實現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運動.單向電磁閥示意圖注：單向電控閥用來控制氣缸單向運動，實現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運動。與雙向電控閥區(qū)別在雙向電控閥初始位置是任意的可以控制兩個位置，而單控初始位置是固定的只能控制一個方向氣動手指控制示意圖注:上圖中手爪夾緊由單向電控氣閥控制，當(dāng)電控氣閥得電,手爪夾緊，當(dāng)電控氣閥斷電后，手爪張開.氣動回路原理圖一（詳見下頁）圖一三、 自動化生產(chǎn)線實訓(xùn)系統(tǒng)使用說明——西門子（一）安全須知1.在進行安裝、接線等操作時，請務(wù)必在切斷電源后進行，以避免發(fā)生事故。在進行配線時,請勿將配線屑或?qū)щ娢锫淙肟删幊炭刂破骰蜃冾l器內(nèi)。請勿將異常電壓接入PLC或變頻器電源輸入端，以避免損壞PLC或變頻器請勿將AC電源接于PLC或變頻器輸入/輸出端子上，以避免燒壞PLC或變頻器，請仔細檢查接線是否有誤。在變頻器輸出端子（U、V、W）處不要連接交流電源，以避免受傷及火災(zāi)，請仔細檢查接線是否有誤。當(dāng)變頻器通電或正在運行時，請勿打開變頻器前蓋板，否則危險。在插拔通信電纜時，請務(wù)必確認PLC輸入電源處于斷開狀態(tài)（二）實訓(xùn)模塊電源模塊:三相四線380V交流電源經(jīng)三相電源總開關(guān)后給系統(tǒng)供電，設(shè)有保險絲，具有漏電和短路保護功能，提供單相雙聯(lián)暗插座，可以給外部設(shè)備、模塊供電，并提供單、三相交流電源，同時配有安全連接導(dǎo)線。按鈕模塊：提供紅、黃、綠三種指示燈（DC24V）,復(fù)位、自鎖按鈕，急停開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)、蜂鳴器。提供24V/6A、12V/5A直流電源，為外部設(shè)備提供直流電源。變頻器模塊:采用西門子MM420變頻器，三相380V供電，輸出功率0。75KW.集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板;具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制;集成3路數(shù)字量輸入/I路繼電器輸出，1路模擬量輸入/1路模擬量輸出；具備過電壓、欠電壓保護；變頻器、電機過熱保護；短路保護等。提供調(diào)速電位器，所有接口均采用安全插連接.PLC模塊：一站采用西門子CPU226DC/DC/DC晶體管主機，集成數(shù)字量I/O（24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出）、兩個RS—485通信口、2相高速脈沖發(fā)生器，最大脈沖頻率10KHZ，+EM222（8路數(shù)字量輸出）。二站采用CPU226AC/DC/RELAY繼電器（24路數(shù)字量輸入/16路數(shù)字量輸出）、兩個RS-485通信口、+EM222（8路數(shù)字量輸出），在每個PLC的輸入端均有開關(guān)，PLC主機的輸入/輸出接口均連到面板上，方便用戶使用。（三） 端子接線圖供料機構(gòu)、輸送機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)端子接線圖:（四） 西門子PLC電氣控制原理圖1.第一站：一號西門子PLCS7—200CPU226（晶體管輸出）（五） 西門子I/O地址分配及功能說明1.第一站:一號西門子PLC：CPU226（晶體管輸出）+EM222序號PLC名稱功能說明序號PLC地址名稱功能說明

地址110。0磁性傳感器1-1供料回位限位1Q0.0步進電機驅(qū)動PUL+步進電機脈沖PUL+210。1磁性傳感器1-2供料推出限位2Q0.1步進電機驅(qū)動DIR+步進電機方向DIR+310。2光電傳感器A供料檢測3Q0°2單桿氣缸A供料氣缸410.3光電傳感器B到位檢測4Q0.3擺臺氣缸A1機械手左擺510.4磁性傳感器2-5機械手夾緊5Q0.4擺臺氣缸A2機械手右擺610。5磁性傳感器2-4機械手上限位6Q0.5雙導(dǎo)桿氣缸A1機械手后退710。6磁性傳感器2—3機械手下限位7Q0。6雙導(dǎo)桿氣缸A2機械手前伸810。7磁性傳感器2-2機械手后限位8Q0°7氣動手指A1機械手松開9I1.0磁性傳感器2-1機械手前限位9Q1°0氣動手指A2機械手夾緊1011.1行程開關(guān)B機械手左限位10Q1.1單桿氣缸B機械手下降1111.2行程開關(guān)A機械手右限位11Q1.2雙導(dǎo)桿氣缸加工下降12I1.3磁性傳感器3-2夾緊后限位12Q1°3單桿氣缸C工件夾緊

1311。4磁性傳感器3-1夾緊前限位13Q1°4單桿氣缸D檢測下降1411.5磁性傳感器3—4加工上限位14Q1。5M2搬運裝置電機1511.6磁性傳感器3—3加工下限位15Q1.6M1主軸電機1611。7磁性傳感器3—6檢測上限位16Q1.7警示燈A1暫停紅燈1712。0磁性傳感器3-5檢測下限位17Q2.0警示燈A2運行綠燈1812。1電感傳感器A轉(zhuǎn)動到位18Q2.1警示燈A3報警聲19I2.2顏色傳感器顏色檢測19Q2°22012.3SB5啟動按鈕20Q2.32112。4SB6暫停按鈕21Q2°42212。5SB4復(fù)位按鈕22Q2O52312。623Q2O6送2號12.6顏色信號輸出2412.7收2號Q2.72號完成信號24Q2.7送2號12。71號完成信號六）西門子變頻器參數(shù)設(shè)置及操作1.變頻器操作面板說明

顯示/按鈕功能功能的說明狀態(tài)顯示LCD顯示變頻器當(dāng)前的設(shè)定值。起動變頻器按此鍵起動變頻器?缺省值運行時此鍵是被封鎖的?為了使此鍵的操應(yīng)設(shè)定P0700=l。停止變頻器OFF1:按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車。缺省值運行時此鍵被封鎖;為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=l。OFF2：按此鍵兩次（或一次,但時間較長）電動機將在慣性作用下自由停車此功能總是“使能”的.改變電動機的轉(zhuǎn)動方向按此鍵可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。電動機的反向用負號（一）表示或用閃爍的小數(shù)點表示?缺省值運行時此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=l。電動機點動在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電動機起動，并按預(yù)設(shè)定的點動頻率運行。釋放此鍵時，變頻器停車。如果變頻器/電動機正在運行，按此鍵將不起作用.功能變頻器運行過程中，在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運行中，從任何一個參數(shù)開始）：1。直③一站各負載的正端與PLC的輸出端相連，各負載的負端全部連接至24V直流電源的負端。用d表示-單位：V）輸出電流（A）輸出頻率（Hz）輸出電壓（用o表示-單位：V）.由P0005選定的數(shù)值（如果P0005選擇顯示上述參數(shù)中的任

何一個(34,或5),這里將不再顯示)。訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)。增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值.減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。2.基本操作面板功能說明下面的圖表說明如何改變參數(shù)P0004的數(shù)值。修改下標(biāo)參數(shù)數(shù)值的步驟見下面列出的P0719例圖。按照這個圖表中說明的類似方法可以用'BOP'設(shè)定任何一個參數(shù)。改變P0004-參數(shù)過濾功能3端子接線操作說明端子的功能端子號端子功能 相關(guān)參1頻率設(shè)定電源(+10V)2頻率設(shè)定電源(0V)3模擬信號輸入端AIN+P07004模擬信號輸入端AIN-P07005多功能數(shù)字輸入端DIN1P07016多功能數(shù)字輸入端DIN2P07027多功能數(shù)字輸入端DIN3P07038多功能數(shù)字電源+24V

9多功能數(shù)字電源0V10輸出繼電器RL1BP0