自動化生產(chǎn)線安裝與調試（鐘蘇麗 第2版）課件全套 項目1-11 自動化生產(chǎn)線的組成與功能- S7-300工作站網(wǎng)絡組態(tài)

自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線的組成與功能自動化生產(chǎn)線的基本組成自動化生產(chǎn)線的基本組成YL-335B自動化生產(chǎn)線的基本組成YL-335B自動化生產(chǎn)線的基本功能自動化生產(chǎn)線的基本組成（一）自動化生產(chǎn)線的基本組成1、定義

自動線：利用輸送裝置將自動機、輔助設備按產(chǎn)品的生產(chǎn)順序組合，并以一定的節(jié)拍完成生產(chǎn)，物品由一端不斷送入，生產(chǎn)材料在相應工位加入，經(jīng)過各工序的加工后，產(chǎn)品從末端輸出。這種生產(chǎn)設備的組合系統(tǒng)稱為自動線。

自動生產(chǎn)線：在生產(chǎn)流水線的基礎上，再配以必要的自動檢測、控制、調整補償裝置及自動供送料裝置，使物品在無需人工直接參與操作情況下自動完成供送、生產(chǎn)的全過程，并取得各機組間的平衡協(xié)調，這種工作系統(tǒng)就稱為自動生產(chǎn)線。自動化生產(chǎn)線的基本組成2、組成圖1-1自動化生產(chǎn)線的基本組成自動生產(chǎn)線主要由基本設備、運輸貯存裝置和控制系統(tǒng)三大部分組成，如圖1一1所示。自動化生產(chǎn)線的基本組成（二）YL-335B自動化生產(chǎn)線的基本組成亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓考核裝備圖1-2YL-335B外觀實物圖亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓考核裝備由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成。其外觀如圖1-2所示。自動化生產(chǎn)線的基本組成（三）YL-335B自動化生產(chǎn)線的基本功能1、YL-335B各工作單元在實訓臺上的分布圖1-3YL-335B的結構俯視圖自動化生產(chǎn)線的基本組成2、供料單元的基本功能圖1-4供料單元實物的全貌

供料單元是YL-335B中的起始單元，在整個系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。其功能是按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動地推出到物料臺上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖1-4所示為供料單元實物的全貌。自動化生產(chǎn)線的基本組成3、加工單元的基本功能圖1-5加工單元實物的全貌

將物料臺上的工件（工件由輸送單元的抓取機械手裝置送來）送到?jīng)_壓機構下面，完成一次沖壓加工動作，然后再送回到物料臺上，待輸送單元的抓取機械手裝置取出。如圖1-5所示為加工單元實物的全貌。自動化生產(chǎn)線的基本組成4、裝配單元的基本功能圖1-6裝配單元總裝實物圖

將該單元料倉內的黑色、白色或金屬小圓柱工件嵌入到已加工的工件中，完成裝配過程。裝配單元總裝實物圖如圖1-6所示。自動化生產(chǎn)線的基本組成5、分揀單元的基本功能圖1-7分揀單元實物全貌

將上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色的工件分揀到不同的料槽中。如圖1-7所示為分揀單元實物的全貌。自動化生產(chǎn)線的基本組成6、輸送單元的基本功能圖1-8輸送單元實物全貌

該單元通過直線運動傳動機構驅動抓取機械手裝置到指定單元的物料臺上精確定位，并在該物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下，實現(xiàn)傳送工件的功能。輸送單元的外觀如圖1-8所示。謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線的組成與功能YL-335B的控制系統(tǒng)YL-335B工作單元的結構特點YL-335B的控制系統(tǒng)人機界面供電電源YL-335B的控制系統(tǒng)（一）YL-335B工作單元的結構特點

YL-335B設備中的各工作單元的結構特點是機械裝置和電氣控制部分的相對分離。每一個工作單元機械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的PLC裝置則安裝在工作臺兩側的抽屜板上。工作單元機械裝置與PLC裝置之間的信息交換的解決方案是：機械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側的接線端口上，PLC的I/O引出線則連接到PLC側的接線端口上。兩個接線端口間通過多芯信號電纜互連。由圖1-9和圖1-10所示分別是裝置側的接線端口和PLC側的接線端口。裝置側的接線端口的接線端子采用三層端子結構，上層端子用以連接DC24V電源的+24V端，底層端子用以連接DC24V電源的0V端，中間層端子用以連接各路信號線。YL-335B的控制系統(tǒng)

圖1-9裝置側接線端口圖1-10PLC側接線端口

PLC側的接線端口的接線端子采用兩層端子結構，上層端子用以連接各路信號線,其端子號與裝置側的接線端口的接線端子相對應。底層端子用以連接DC24V電源的+24V端和0V端。裝置側的接線端口和PLC側的接線端口之間通過專用電纜連接。其中25針接頭電纜連接PLC的輸入信號，15針接頭電纜連接PLC的輸出信號。（二）YL-335B的控制系統(tǒng)

YL-335B的每一工作單元都可自成一個獨立的系統(tǒng)，同時也可以通過網(wǎng)絡互連構成一個分布式的控制系統(tǒng)。當工作單元自成一個獨立的系統(tǒng)時，其設備運行的主令信號以及運行過程中的狀態(tài)顯示信號來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖1-11所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。YL-335B的控制系統(tǒng)圖1-11按鈕指示燈模塊

模塊盒上器件包括：①指示燈（DC24V）：黃色（HL1）、綠色（HL2）、紅色（HL3）各一只。②主令器件：綠色常開按鈕SB1一只，紅色常開按鈕SB2一只，選擇開關SA（一對轉換觸點），急停按鈕QS（一個常閉觸點）。當各工作單元通過網(wǎng)絡互連構成一個分布式的控制系統(tǒng)時，YL-335B的標準配置是采用PPI協(xié)議的通信方式。設備出廠的控制方案如圖1-12所示。圖1-12YL-335B的PPI網(wǎng)絡YL-335B的控制系統(tǒng)各工作站PLC配置如下：（1）輸送單元：S7-226DC/DC/DC主單元，共24點輸入，16點晶體管輸出。（2）供料單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共4點輸入，10點繼電器輸出。（3）加工單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點輸入，10點繼電器輸出。（4）裝配單元：S7-226AC/DC/RLY主單元，共24點輸入，16點繼電器輸出。（5）分揀單元：S7-224XPAC/DC/RLY主單元，共14點輸入，10點繼電器輸出。CPU224AC/DC/RLY，其含義為交流輸入電源，提供24V直流給外部元件（如傳感器等），繼電器方式輸出，14點輸入，10點輸出；CPU226DC/DC/DC型，其含義為直流24V輸入電源，提供24V直流給外部元件（如傳感器等），半導體元件直流方式輸出，24點輸入，16點輸出。YL-335B的控制系統(tǒng)（三）人機界面

系統(tǒng)運行的主令信號（復位、啟動、停止等）通過觸摸屏人機界面給出。同時，人機界面上也顯示系統(tǒng)運行的各種狀態(tài)信息。人機界面是在操作人員和機器設備之間做雙向溝通的橋梁。使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設備目前的工作狀況，使操作變得簡單、直觀、形象、生動，并且可以減少操作上的失誤，即使是操作新手也可以很輕松的操作整個機器設備。使用人機界面還可以使機器的配線標準化、簡單化，同時也能減少PLC控制器所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)的成本，同時由于面板控制的小型化及高性能，相對地提高了整套設備的附加價值。YL-335B的控制系統(tǒng)

YL-335B采用了昆侖通態(tài)（MCGS）TPC7062KS觸摸屏作為它的人機界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU為核心（主頻400MHz）的高性能嵌入式一體化工控機。該產(chǎn)品設計采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096），同時還預裝了微軟嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)WinCE.NET（中文版）和MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運行版）。YL-335B的控制系統(tǒng)（三）供電電源

外部供電電源為三相五線制AC380V/220V，如圖1-13所示為供電電源模塊一次回路原理圖。總電源開關選用DZ47LE-32/C32型三相四線漏電開關。系統(tǒng)各主要負載通過自動開關單獨供電。其中，變頻器電源通過DZ47C16/3P三相斷路器（自動開關）供電；各工作站PLC均采用DZ47C5/2P單相斷路器（自動開關）供電。此外，系統(tǒng)配置4臺DC24V6A開關穩(wěn)壓電源分別用作供料、加工和分揀單元及輸送單元的直流電源。YL-335B的控制系統(tǒng)YL-335B的控制系統(tǒng)圖1-13供電電源模塊一次回路原理圖YL-335B的控制系統(tǒng)圖1-14配電箱設備安裝圖謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目一自動化生產(chǎn)線的組成與功能YL-335B的氣動系統(tǒng)氣動系統(tǒng)組成氣源裝置氣動三聯(lián)件氣動輔助元件YL-335B的氣動系統(tǒng)（一）氣動系統(tǒng)組成

氣壓傳動是指以壓縮空氣作為工作介質傳遞動力和實現(xiàn)控制的一門技術，它包含傳動技術和控制技術兩個方面的內容。氣壓傳動具有防火、防爆、節(jié)能、高效、無污染等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中的得到了廣泛應用。YL-335B中使用的執(zhí)行機構主要是氣缸，所以啟動系統(tǒng)是YL-335B自動化生產(chǎn)線的重要組成部分。氣動系統(tǒng)功能是實現(xiàn)氣壓的傳遞、分配和控制即輸送系統(tǒng)，組成如圖1-15所示。YL-335B的氣動系統(tǒng)圖1-15氣動系統(tǒng)組成YL-335B的氣動系統(tǒng)（1）氣源壓縮空氣的發(fā)生及存貯、凈化的輔助裝置。它為系統(tǒng)提供合乎質量要求的壓縮空氣。（2）氣壓輔件氣動系統(tǒng)中的輔助元件，如消聲器、管道、接頭等。（3）氣壓控制元件控制氣體壓力、流量及運動方向的元件；能完成一定邏輯功能的元件；感測、轉換、處理氣動信號的元器件。（4）氣壓執(zhí)行元件控制氣體壓力、流量及運動方向的元件；能完成一定邏輯功能的元件；感測、轉換、處理氣動信號的元器件。YL-335B的氣動系統(tǒng)（二）氣源裝置氣源裝置為氣動系統(tǒng)提供滿足一定質量要求的壓縮空氣，是氣動系統(tǒng)的重要組成部分。氣動系統(tǒng)對壓縮空氣的主要要求：具有一定壓力和流量，并具有一定的凈化程度。氣源裝置由以下四部分組成：氣壓發(fā)生裝置——空氣壓縮機、凈化、貯存壓縮空氣的裝置和設備、管道系統(tǒng)、氣動三大件。空氣壓縮機將機械能轉化為氣體的壓力能，供氣動機械使用。壓縮空氣要具有一定壓力和足夠的流量，具有一定的凈化程度。壓縮空氣凈化設備包括后冷卻器、油水分離器、貯氣罐、干燥器。YL-335B的氣動系統(tǒng)

后冷卻器：將空氣壓縮機排出具有140℃～170℃的壓縮空氣降至40℃～50℃，壓縮空氣中的油霧和水氣亦凝析出來。冷卻方式有水冷和氣冷式兩種。

油水分離器：主要利用回轉離心、撞擊、水浴等方法使水滴、油滴及其他雜質顆粒從壓縮空氣中分離出來。貯氣罐：主要作用是貯存一定數(shù)量的壓縮空氣，減少氣流脈動，減弱氣流脈動引起的管道振動，進一步分離壓縮空氣的水分和油分。干燥器

作用是進一步除去壓縮空氣中含有的水分、油分、顆粒雜質等，使壓縮空氣干燥，用于對氣源質量要求較高的氣動裝置、氣動儀表等。主要采用吸附、離心、機械降水及冷凍等方法。YL-335B的氣動系統(tǒng)（三）氣動三聯(lián)件

氣動系統(tǒng)的氣動三聯(lián)件是氣動元件及氣動系統(tǒng)使用壓縮空氣的質量最后保證。如圖1-16所示，主要由分水濾氣器、減壓閥、油霧器組成。①分水濾氣器主要是除去空氣中的灰塵、雜質，并將空氣中的水分分離出來。②減壓閥主要功能是起減壓和穩(wěn)壓作用。③油霧器主要功能是使?jié)櫥挽F化后，隨壓縮空氣一起進入需要潤滑的部件。圖1-16氣動三聯(lián)件及圖形符號YL-335B的氣動系統(tǒng)

YL-335B的氣源處理組件及其回路原理圖分別如圖1-17所示。在使用時，應注意經(jīng)常檢查過濾器中凝結水的水位，在超過最高標線以前，必須排放，以免被重新吸入。氣源處理組件的氣路入口處安裝一個快速氣路開關，用于啟/閉氣源，當把氣路開關向左拔出時，氣路接通氣源，反之把氣路開關向右推入時氣路關閉。圖1-17YL-335B氣源處理組件注意：氣源處理組件輸入氣源來自空氣壓縮機，所提供的壓力為0.6～1.0MPa,輸出壓力為0～0.8MPa可調。輸出的壓縮空氣通過快速三通接頭和氣管輸送到各工作單元。YL-335B的氣動系統(tǒng)（四）氣動輔助元件1、油霧器油霧器原理及圖形符號

油霧器是一種特殊的注油裝置。它以空氣為動力，使?jié)櫥挽F化后，注入空氣流中，并隨空氣進入需要潤滑的部件，達到潤滑的目的。

主要指氣動油霧器、消聲器、轉換器、放大器、氣管、管接頭、顯示器等輔助性元件。YL-335B的氣動系統(tǒng)（四）氣動輔助元件2、消聲器消聲器的實物圖及圖形符號

消聲器的工作原理是通過阻尼或增加排氣面積來降低排氣速度和功率，從而降低噪聲的。其結構形式有吸收型消聲器、膨脹干涉型消聲器和膨脹干涉吸收型消聲器。YL-335B的氣動系統(tǒng)（四）氣動輔助元件3、轉換器

主要包括氣-電轉換器及電-氣轉換器。如：壓力繼電器、電磁換向閥。4、管件與管路系統(tǒng)快速管接頭原理及實物圖

管子可分為硬管和軟管兩種。一些固定不動的、不需要經(jīng)常裝拆的地方，使用硬管。連接運動部件和臨時使用、希望裝拆方便的管路應使用軟管。硬管有鐵管、銅管、黃銅管、紫銅管和硬塑料管等；軟管常用的是紫銅管和尼龍管。。謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目二供料單元安裝與調試供料單元的結構與工作過程供料單元的結構供料單元的工作過程供料單元的結構與工作過程（一）供料單元的結構

供料單元的主要結構包括工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動/停止按鈕，走線槽、底板等。其中，機械部分結構組成如圖2-1所示。其中，管形料倉和工件推出裝置用于儲存工件原料，并在需要時將料倉中最下層的工件推出到出料臺上。它主要由管形料倉、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應接近開關、漫射式光電傳感器組成。圖2-1供料單元的主要結構組成供料單元的結構與工作過程（二）供料單元的工作過程工件垂直疊放在料倉中，推料氣缸處于料倉的底層，并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當退料氣缸活塞桿在退回位置時，它與最下層工件處于同一水平位置，而頂料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上時，首先使頂料氣缸的活塞桿推出，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上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使頂料氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準備。供料單元的結構與工作過程在底座和管形料倉第4層工件位置，分別安裝一個漫射式光電開關。它們的功能是檢測料倉中有無儲料或儲料是否足夠。若該部分機構內沒有工件，則處于底層和第4層位置的兩個漫射式光電接近開關均處于常態(tài)；若僅在底層起有3個工件，則底層處光電接近開關動作,而第4層處光電接近開關常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了，系統(tǒng)處于料不足狀態(tài)。這樣，料倉中有無儲料或儲料是否足夠，就可用這兩個光電接近開關的信號狀態(tài)反映出來。推料缸把工件推出到出料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設有一個圓柱形漫射式光電接近開關，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺有無工件的信號。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號狀態(tài)來判斷是否需要驅動機械手裝置來抓取此工件。（二）供料單元的工作過程謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目二供料單元安裝與調試氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用氣缸節(jié)流閥電磁換向閥供料單元氣動控制回路氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用（一）氣缸1、氣缸氣缸的分類氣缸是氣動系統(tǒng)中將氣體壓力能轉換成機械能并完成做功動作的元件。氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動兩種類型。做往復直線運動的氣缸又可分為單作用氣缸、雙作用氣缸、膜片式氣缸和沖擊氣缸4種。（1）單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。（2）雙作用氣缸：從活塞兩側交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。（3）膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封性能好，但行程短。（4）沖擊氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉換為活塞高速（10～20米/秒）運動的動能，借以做功。（5）無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱。氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-2供料操作示意圖在圖2-2供料操作示意圖中，我們可以觀察到供料單元中使用的氣缸是標準的雙作用直線氣缸。（一）氣缸2、標準雙作用直線氣缸的結構和原理氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用標準氣缸是指氣缸的功能和規(guī)格是普遍使用的、結構容易制造的、制造廠通常作為通用產(chǎn)品供應市場的氣缸。雙作用氣缸是指活塞的往復運動均由壓縮空氣來推動。圖2-3所示是標準雙作用直線氣缸的半剖面圖。圖中氣缸的兩個端蓋上都設有進排氣通口，從無桿側端蓋氣口進氣時,推動活塞向前運動；反之，從桿側端蓋氣口進氣時，推動活塞向后運動。（一）氣缸2、標準雙作用直線氣缸的結構和原理氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-3雙作用氣缸結構示意圖雙作用氣缸具有結構簡單，輸出力穩(wěn)定，行程可根據(jù)需要選擇的優(yōu)點，但由于是利用壓縮空氣交替作用于活塞上實現(xiàn)伸縮運動的，回縮時壓縮空氣的有效作用面積較小，所以產(chǎn)生的力要小于伸出時產(chǎn)生的推力。氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用（二）節(jié)流閥為了使氣缸的動作平穩(wěn)可靠，應對氣缸的運動速度加以控制，常用的方法是使用單向節(jié)閥來實現(xiàn)。單向節(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動速度，所以也稱為速度控制閥。流量控制閥就是通過改變閥的通流截面積來實現(xiàn)流量控制的元件。流量控制閥包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥和快速排氣閥等。單向節(jié)流閥實物及結構原理圖如圖2-4所示。氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-4單向節(jié)流閥結構與原理示意圖（二）節(jié)流閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用

圖

2-5

所示給出了在雙作用氣缸裝上兩個單向節(jié)流閥的連接示意圖，這種連接方式稱為排氣節(jié)流方式。即當壓縮空氣從

A端進氣、從B端排氣時，單向節(jié)流閥A的單向閥開啟，向氣缸無桿腔快速充氣；由于單向節(jié)流閥B的單向閥關閉，有桿腔的氣體只能經(jīng)節(jié)流閥排氣，調節(jié)節(jié)流閥B的開度，便可改變氣缸伸出時的運動速度。反之，調節(jié)節(jié)流閥A的開度則可改變氣缸縮回時的運動速度。這種控制方式，活塞運行穩(wěn)定，是最常用的方式。圖2-5節(jié)流閥連接和調整原理示意圖（二）節(jié)流閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-6安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸節(jié)流閥上帶有氣管的快速接頭，只要將合適外徑的氣管往快速接頭上一插就可以將管連接好了，使用時十分方便。圖2-6所示是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸節(jié)流閥的氣缸外觀。（二）節(jié)流閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用（三）電磁換向閥氣體流動方向的改變則由能改變氣體流動方向或通斷的控制閥即方向控制閥加以控制。在自動控制中，方向控制閥常采用電磁控制方式實現(xiàn)方向控制，稱為電磁換向閥。電磁換向閥是利用其電磁線圈通電時，靜鐵芯對動鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥芯切換，達到改變氣流方向的目的。換向閥的“位”指的是為了改變氣體方向，閥芯相對于閥體所具有的不同的工作位置；“通”的含義則指換向閥與系統(tǒng)相連的通口，有幾個通口即為幾通。換向閥的結構原理及圖形符號如圖2-7所示。氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-7換向閥的結構原理及圖形符號（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-8單電控電磁換向閥的工作原理

圖2-8中，只有兩個工作位置，具有供氣口P、工作口A和排氣口R，故為二位三通閥。（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-9雙電控二位五通電磁換向閥結構原理圖圖2-9是雙電控先導式二位五通電磁換向閥結構原理圖。當左線圈通電，1口與4口通，2口與3口通；當右線圈通電，1口與2口通，4口與5口通。（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用圖2-10部分單電控電磁換向閥的圖形符號圖2-10所示分別給出二位三通、二位四通和二位五通單控電磁換向閥的圖形符號，圖形中有幾個方格就是幾位，方格中的“┯”和“┷”符號表示各接口互不相通。（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用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工作口和二個排氣口以及一個供氣口，故使用的電磁閥均為二位五通電磁閥。供料單元用了兩個二位五通的單電控電磁閥。這兩個電磁閥帶有手動換向和加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2個位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK位置時，手控開關向下凹進去，不能進行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信號為“1”，等同于該側的電磁信號為“1”；常態(tài)時，手控開關的信號為“0”在進行設備調試時，可以使用手控開關對閥進行控制，從而實現(xiàn)對相應氣路的控制，以改變推料缸等執(zhí)行機構的控制，達到調試的目的。（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用兩個電磁閥是集中安裝在匯流板上的。匯流板中兩個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的噪聲。這種將多個閥與消聲器、匯流板等集中在一起構成的一組控制閥的集成稱為閥組，而每個閥的功能是彼此獨立的。閥組的結構如圖2-11所示。圖2-11電磁閥組（三）電磁換向閥氣動系統(tǒng)在供料單元中的應用（四）供料單元氣動控制回路氣動控制回路是本工作單元的執(zhí)行機構，該執(zhí)行機構的控制邏輯與控制功能是由PLC實現(xiàn)的。氣動控制回路的工作原理如圖2-12所示。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極限工作位置的磁感應接近開關，2B1和2B2為安裝在推料缸的兩個極限工作位置的磁感應接近開關。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，這兩個氣缸的初始位置均設定在縮回狀態(tài)。圖2-12供料單元氣動控制回路工作原理圖謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目二供料單元安裝與調試傳感器在供料單元中的應用磁性開關電感式接近開關

漫射式光電接近開關傳感器在供料單元中的應用

YL-335B各工作單元所使用的傳感器都是接近傳感器，它利用傳感器對所接近的物體具有的敏感特性來識別物體的接近，并輸出相應開關信號，因此，接近傳感器通常也稱為接近開關。接近傳感器有多種檢測方式，包括利用電磁感應引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕捉檢測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利用磁石和引導開關的方式、利用光電效應和光電轉換器件作為檢測元件等等。供料單元用到的傳感器主要有：磁性開關、電感傳感器、漫射式光電接近開關。如圖2-12所示。圖2-12供料單元中使用的傳感器實物圖傳感器在供料單元中的應用（一）磁性開關1、磁性開關的原理YL-335B所使用的氣缸都是帶磁性開關的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導磁性弱、隔磁性強的材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體的活塞上安裝一個永久磁鐵的磁環(huán)，這樣就提供了一個反映氣缸活塞位置的磁場。而安裝在氣缸外側的磁性開關則是用來檢測氣缸活塞位置，即檢測活塞的運動行程的。有觸點式的磁性開關用舌簧開關作磁場檢測元件。舌簧開關成型于合成樹脂塊內，并且一般還有動作指示燈、過電壓保護電路也塑封在內。圖2-13所示是帶磁性開關氣缸的工作原理圖。圖2-13帶磁性開關氣缸的工作原理圖

當氣缸中隨活塞移動的磁環(huán)靠近開關時，舌簧開關的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點閉合；當磁環(huán)移開開關后，簧片失磁，觸點斷開。當觸點閉合或斷開時發(fā)出電控信號，在PLC的自動控制中，可以利用該信號判斷推料及頂料缸的運動狀態(tài)或所處的位置，以確定工件是否被推出或氣缸是否返回。傳感器在供料單元中的應用（一）磁性開關傳感器在供料單元中的應用在磁性開關上設置的LED顯示用于顯示其信號狀態(tài)，供調試時使用。磁性開關動作時，輸出信號“1”，LED亮；磁性開關不動作時，輸出信號“0”，LED不亮。磁性開關的安裝位置可以調整，調整方法是松開它的緊固定位螺栓，讓磁性開關順著氣缸滑動，到達指定位置后，再旋緊固定螺栓。其在供料單元的實際位置如圖2-14所示。磁性開關磁性開關

圖2-14磁性開關在供料單元中的實際位置2、磁性開關的安裝（一）磁性開關傳感器在供料單元中的應用磁性開關有藍色和棕色2根引出線，使用時藍色引出線應連接到直流電源負極，棕色引出線應連接到PLC輸入端，PLC輸入端子公共端接到直流電源正極。磁性開關的內部電路如圖2-15中虛線框內所示。串聯(lián)電阻限制電流大小，保護接點不被燒毀；串聯(lián)二極管保證在電源極性接反時保護內部電路。圖2-15磁性開關內部電路3、磁性開關的接線（一）磁性開關傳感器在供料單元中的應用（1）安裝時，不得讓開關受過大的沖擊力，如將開關打入、拋扔等，會損壞開關；（2）不能讓磁性開關處于水或冷卻液中使用；（3）絕對不要用于有爆炸性、可燃性氣體的環(huán)境中；（4）周圍有強磁場、大電流（如電焊機等）的環(huán)境中應選用耐強磁場的磁性開關；（5）不要把連接導線和動力線（如電動機等）、高壓線并在一起；4、磁性開關使用時的注意事項（一）磁性開關傳感器在供料單元中的應用（6）磁性開關周圍不要有切削末、焊渣等鐵粉存在，若堆積在開關上，會使開關的磁力減弱、甚至失效；（7）在溫度循環(huán)變化較大的環(huán)境中不得使用；（8）磁性開關的配線不能直接接到電源上，必須串接負載；（9）負載電壓和最大負載電流都不要超過磁性開關的最大允許容量，否則其壽命會大大降低；（10）從安全考慮，兩磁性開關的間距應比最大磁滯距離大3mm。4、磁性開關使用時的注意事項（一）磁性開關傳感器在供料單元中的應用（二）電感式接近開關1、電感式接近開關的原理電感式接近開關是利用電渦流效應制造的傳感器。電渦流效應是指，當金屬物體處于一個交變的磁場中，在金屬內部會產(chǎn)生交變的電渦流，該渦流又會反作用于產(chǎn)生它的磁場這樣一種物理效應。（二）電感式接近開關圖2-16電感式傳感器原理框圖

電感式接近傳感器工作原理框圖如圖2-16所示。以高頻振蕩器（LC振蕩器）中的電感線圈作為檢測元件，當被測金屬物體接近電感線圈時產(chǎn)生了渦流效應，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號調理電路（包括檢波、放大、整形、輸出等電路）將該變化轉換成開關量輸出，從而達到檢測目的。傳感器在供料單元中的應用1、電感式接近開關的原理（二）電感式接近開關傳感器在供料單元中的應用供料單元中，為了檢測待加工工件是否金屬材料，在供料管底座側面安裝了一個電感式傳感器，如圖2-17所示。圖2-17供料單元上的電感式傳感器2、電感式接近開關的安裝（二）電感式接近開關傳感器在供料單元中的應用在接近開關的選用和安裝中，必須認真考慮檢測距離、設定距離，保證生產(chǎn)線上的傳感器可靠動作。安裝距離注意說明如圖2-18所示。圖2-18安裝距離注意說明3、電感式接近開關安裝時的注意事項（二）電感式接近開關傳感器在供料單元中的應用（三）漫射式光電接近開關1、光電式接近開關“光電傳感器”是利用光的各種性質，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。其中輸出形式為開關量的傳感器為光電式接近開關。光電式接近開關主要由光發(fā)射器和光接收器構成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射，到達光接收器的量將會發(fā)生變化。圖2-19光電式接近開關

光接收器的敏感元件將檢測出這種變化，并轉換為電氣信號，輸出電信號傳送到PLC中。大多接近開關使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍色來判斷顏色）和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同，光電式接近開關可分為對射式、反射式和漫射式3種，如圖2-19所示。傳感器在供料單元中的應用傳感器在供料單元中的應用漫射式光電開關是利用光照射到被測物體上后反射回來的光線而工作的，由于物體反射的光線為漫射光，故稱為漫射式光電接近開關。它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側位置，且為一體化結構。在工作時，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測光，若接近開關前方一定距離內沒有物體，則沒有光被反射到接收器，接近開關處于常態(tài)而不動作；反之，若接近開關的前方一定距離內出現(xiàn)物體，只要反射回來的光強度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光就會使接近開關動作而改變輸出的狀態(tài)。供料單元中，用來檢測工件不足或工件有無的漫射式光電接近開關選用神視OMRON公司的CX-441（E3Z-L61）型放大器內置型光電開關（細小光束型，NPN型晶體管集電極開路輸出）。（三）漫射式光電接近開關2、漫射式光電開關傳感器在供料單元中的應用該光電開關的外形和頂端面上的調節(jié)旋鈕與顯示燈如圖2-20所示。圖中動作選擇開關的功能是選擇受光動作(Light)或遮光動作(Drag)模式。即當此開關按順時針方向充分旋轉時（L側），則進入檢測-ON模式；當此開關按逆時針方向充分旋轉時（D側），則進入檢測-OFF模式。圖2-20CX-441（E3Z-L61）光電開關的外形和調節(jié)旋鈕、顯示燈（三）漫射式光電接近開關3、光電開關的調試傳感器在供料單元中的應用距離設定旋鈕是5周回轉調節(jié)器。調整距離時注意逐步輕微旋轉，否則若充分旋轉距離調節(jié)器會空轉。調整的方法是，首先按逆時針方向將距離調節(jié)器充分旋到最小檢測距離（E3Z-L61約20mm），然后根據(jù)要求距離放置檢測物體，按順時針方向逐步旋轉距離調節(jié)器，找到傳感器進入檢測條件的點；拉開檢測物體距離，按順時針方向進一步旋轉距離調節(jié)器，找到傳感器再次進入檢測狀態(tài)，一旦進入，向后旋轉距離調節(jié)器直到傳感器回到非檢測狀態(tài)的點。兩點之間的中點為穩(wěn)定檢測物體的最佳位置。（三）漫射式光電接近開關3、光電開關的調試傳感器在供料單元中的應用光電開關的內部電路原理框圖如圖2-21所示。該光電開關是NPN型三線制傳感器，輸出三根線：棕色、藍色與黑色。棕色線接24V電源正極，藍色線接24V電源負極，黑色線是信號輸出線，接PLC輸入端子。PLC輸入端子公共端接24V電源正極。圖2-21給出該光電開關的內部電路原理框圖。圖2-21CX-441（E3Z-L61）光電開關電路原理圖（三）漫射式光電接近開關4、NPN型光電開關的接線傳感器在供料單元中的應用用來檢測物料臺上有無物料的光電開關是一個圓柱形漫射式光電接近開關，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在。該光電開關選用SICK公司產(chǎn)品MHT15-N2317型，其外形如圖2-22所示。圖2-22MHT15-N2317光電開關外形（三）漫射式光電接近開關5、圓柱形漫射式光電接近開關傳感器在供料單元中的應用部分接近開關的圖形符號如圖2-23所示。圖中(a)(b)(c)三種情況均使用NPN型三極管集電極開路輸出。如果是使用PNP型的，正負極性應反過來。圖2-23接近開關的圖形符號（三）漫射式光電接近開關6、接近開關的圖形符號傳感器在供料單元中的應用（1）適當?shù)臋z測距離(超過檢測距離及在不感應區(qū)域中)；（2）選擇合適的輸出類型(Lighton或Darkon)；（3）根據(jù)被測物的大小選擇合適的光點(光纖)；（4）環(huán)境光及安裝位置(避免并排同向安裝)的影響；（5）被檢測物顏色的影響：紅色光源對綠色和黑色不敏感；藍色光源對綠色和紅色和黑色不敏感；綠色光源對紅色和黑色不敏感。（三）漫射式光電接近開關7、光電開關使用中應注意的事項謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試學習情境二：供料單元安裝與調試項目實施020301供料單元拆裝PLC控制系統(tǒng)設計調試與運行供料單元的拆裝（一）拆卸的注意事項

供料單元的拆裝是將供料單元拆開成組件和零件的形式，然后再組裝成原樣。安裝內容包括機械部分的裝配、氣路的連接和調整和電氣接線。拆卸注意的事項如下：（1）拆裝所需的工具的準備；（2）供料的各個組件的認識；（3）拆卸、安裝的工作流程文檔；（4）在拆卸的時候對各個部件進行明確排號；（5）拆卸完畢后對供料單元的部件檢查以及清潔處理；（6）檢查完畢后，按照拆卸的時候的排號以及工藝流程的結合完成安裝。供料單元的拆裝（二）安裝步驟和方法1、機械部分安裝

首先把供料站各零件組合成整體安裝時的組件，然后把組件進行組裝。所組合成的組件包括：鋁合金型材支撐架組件、出料臺及料倉底座組件、推料機構組件。如圖2-24所示。供料單元的拆裝

（1）首先把傳感器支架安裝在落料支撐板下方料口方向朝前，與擋料板方向一致，然后裝二個傳感器支架架上。注意支撐架的橫架方向是在后面，螺絲先不要擰緊板后再固定緊。（2）安裝二個氣缸在氣缸支撐板上，裝節(jié)流閥、推料頭、在固定落料板支架。圖2-24供料單元組件（二）安裝步驟和方法1、機械部分安裝供料單元的拆裝

（3）把以上整體安裝到底板上，固定于工作臺上，在工作臺第四道、第十道槽口安裝螺絲固定。（4）安裝大工件裝料箱（俗稱料筒或料倉），安裝光電傳感器、金屬傳感器和磁性開關。圖2-24供料單元組件（二）安裝步驟和方法1、機械部分安裝供料單元的拆裝

各組件裝配好后，用螺栓把它們連接為總體，再用橡皮錘把裝料管敲入料倉底座。然后將連接好供料站機械部分以及電磁閥組、PLC和接線端子排固定在底板上，最后固定底板完成供料站的安裝。圖2-24供料單元組件（二）安裝步驟和方法1、機械部分安裝供料單元的拆裝在安裝過程中應注意：（1）裝配鋁合金型材支撐架時，注意調整好各條邊的平行及垂直度，鎖緊螺栓。（2）氣缸安裝板和鋁合金型材支撐架的連接，是靠預先在特定位置的鋁型材“T”型槽中放置預留與之相配的螺母，因此在對該部分的鋁合金型材進行連接時，一定要在相應的位置放置相應的螺母。如果沒有放置螺母或沒有放置足夠多的螺母，將造成無法安裝或安裝不可靠。（3）機械機構固定在底板上的時候，需要將底板移動到操作臺的邊緣，螺栓從底板的反面擰入，將底板和機械機構部分的支撐型材連接起來。（二）安裝步驟和方法1、機械部分安裝供料單元的拆裝

連接步驟：從匯流排開始，按供料單元氣動控制回路原理圖連接電磁閥、氣缸。連接時注意氣管走向應按序排布，均勻美觀，不能交叉、打折；氣管要在快速接頭中插緊，不能夠有漏氣現(xiàn)象。（二）安裝步驟和方法2、氣路連接和調試供料單元的拆裝

氣路調試包括：（1）用電磁閥上的手動換向加鎖鈕驗證頂料氣缸和推料氣缸的初始位置和動作位置是否正確。（2）調整氣缸節(jié)流閥以控制活塞桿的往復運動速度，伸出速度以不推倒工件為準。（3）電氣接線與調試電氣接線包括，在工作單元裝置側完成各傳感器、電磁閥、電源端子等引線到裝置側接線端口之間的接線；在PLC側進行電源連接、I/O點接線等。（二）安裝步驟和方法2、氣路連接和調試供料單元的拆裝電氣接線包括，在工作單元裝置側完成各傳感器、電磁閥、電源端子等引線到裝置側接線端口之間的接線；在PLC側進行電源連接、I/O點接線等。接線時應注意，裝置側接線端口中，輸入信號端子的上層端子（+24V）只能作為傳感器的正電源端，切勿用于電磁閥等執(zhí)行元件的負載。電磁閥等執(zhí)行元件的正電源端和0V端應連接到輸出信號端子下層端子的相應端子上。裝置側接線完成后，應用扎帶綁扎，力求整齊美觀。

（二）安裝步驟和方法3、電氣接線與調試供料單元的拆裝

PLC側的接線，包括電源接線，PLC的I/O點和PLC側接線端口之間的連線，PLC的I/O點與按鈕指示燈模塊的端子之間的連線。具體接線要求與工作任務有關。電氣接線的工藝應符合國家職業(yè)標準的規(guī)定，例如，導線連接到端子時，采用壓緊端子壓接方法；連接線須有符合規(guī)定的標號；每一端子連接的導線不超過2根等等。（二）安裝步驟和方法3、電氣接線與調試供料單元的拆裝3、電氣接線與調試表2-1供料單元裝置側的接線端口信號端子的分配表輸入端口中間層輸出端口中間層端子號設備符號信號線端子號設備符號信號線21B1頂料到位21Y頂料電磁閥31B2頂料復位32Y推料電磁閥42B1推料到位

52B2推料復位

6SC1出料臺物料檢測

7SC2物料不足檢測

8SC3物料有無檢測

9SC4金屬材料檢測

10#～17#端子沒有連接4#～14#端子沒有連接供料單元裝置側的接線端口上各電磁閥和傳感器的引線安排如表2-1所示。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（一）工作任務描述

本項目只考慮供料單元作為獨立設備運行時的情況，單元工作的主令信號和工作狀態(tài)顯示信號來自PLC旁邊的按鈕/指示燈模塊。并且，按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關SA應置于“單站方式”位置。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（一）工作任務描述1、具體的控制要求

（1）設備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個氣缸均處于縮回位置，且料倉內有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。（2）若設備準備好，按下啟動按鈕，工作單元啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。啟動后，若出料臺上沒有工件，則應把工件推到出料臺上。出料臺上的工件被人工取出后，若沒有停止信號，則進行下一次推出工件操作。

供料單元的PLC控制系統(tǒng)（一）工作任務描述1、具體的控制要求

（3）若在運行中按下停止按鈕，則在完成本工作周期任務后，各工作單元停止工作，HL2指示燈熄滅。（4）若在運行中料倉內工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以1Hz的頻率閃爍，“設備運行”指示燈HL2保持常亮。若料倉內沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以2Hz頻率閃爍。工作站在完成本周期任務后停止。除非向料倉補充足夠的工件，工作站不能再啟動。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（一）工作任務描述2、工作任務

（1）規(guī)劃PLC的I/O分配及接線端子分配。

（2）進行系統(tǒng)安裝接線。（3）按控制要求編制PLC程序。（4）進行調試與運行。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（二）PLC的I/O接線

根據(jù)工作單元裝置的I/O信號分配（表2-2）和工作任務的要求，供料單元PLC選用S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。PLC的I/O信號分配如表2-2所示，接線原理圖則見圖2-25。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（二）PLC的I/O接線

表2-2供料單元I/O信號分配表輸入信號輸出信號序號輸入端子信號名稱序號輸出端子信號名稱1I0.0頂料氣缸伸出到位1Q0.0頂料電磁閥2I0.1頂料氣缸縮回到位2Q0.1推料電磁閥3I0.2推料氣缸伸出到位3Q0.7正常工作指示燈4I0.3推料氣缸縮回到位4Q1.0運行指示燈5I0.4出料臺物料檢測

6I0.5供料不足檢測

7I0.6缺料檢測

8I0.7金屬工件檢測

9I1.2停止按鈕

10I1.3啟動按鈕

11I1.4急停按鈕

12I1.5單站/全線

供料單元的PLC控制系統(tǒng)（二）PLC的I/O接線

圖2-25供料單元PLC的I/O接線原理圖供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計1、編程思路

（1）程序結構有兩個子程序，一個是系統(tǒng)狀態(tài)顯示，另一個是供料控制。主程序在每一掃描周期都調用系統(tǒng)狀態(tài)顯示子程序，僅當在運行狀態(tài)已經(jīng)建立才可能調用供料控制子程序。（2）PLC上電后應首先進入初始狀態(tài)檢查階段，確認系統(tǒng)已經(jīng)準備就緒后，才允許投入運行，這樣可及時發(fā)現(xiàn)存在問題，避免出現(xiàn)事故。例如，若兩個氣缸在上電和氣源接入時不在初始位置，這是氣路連接錯誤的緣故，顯然在這種情況下不允許系統(tǒng)投入運行。通常的PLC控制系統(tǒng)往往有這種常規(guī)的要求。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計1、編程思路

（3）供料單元運行的主要過程是供料控制，它是一個步進順序控制過程。（4）如果沒有停止要求，順控過程將周而復始地不斷循環(huán)。常見的順序控制系統(tǒng)正常停止時要求是接收到停止指令后，系統(tǒng)在完成本工作周期任務即返回到初始步后才停止下來。（5）當料倉中最后一個工件被推出后，將發(fā)生缺料報警。推料氣缸復位到位，亦即完成本工作周期任務即返回到初始狀態(tài)步后，也應停止下來。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計2、供料控制順序功能圖圖2-26供料控制子程序流程圖

供料控制子程序的步進順序流程則如下圖2-26所示。圖中，初始步M20.0在主程序中，

當系統(tǒng)準備就緒且接收到啟動脈沖時被置位。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序圖2-27主程序梯形圖供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序供料單元的PLC控制系統(tǒng)（三）供料單元單站控制程序設計3、供料單元單站運行控制程序圖2-28供料控制子程序梯形圖供料單元的PLC控制系統(tǒng)（四）調試與運行

（1）調整氣動部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理、恰當，氣缸的動作速度是否合適。

（2）檢查磁性開關的安裝位置是否到位，磁性開關工作是否正常。（3）檢查I/O接線是否正確。（4）檢查光電傳感器安裝是否合理，靈敏度是否合適，保證檢測的可靠性。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（四）調試與運行

（5）放入工件，運行程序，觀察加工單元動作是否滿足任務要求。（6）調試各種可能出現(xiàn)的情況，比如在任何情況下都有可能加入工件，系統(tǒng)都要能可靠工作。（7）優(yōu)化程序。供料單元的PLC控制系統(tǒng)（五）問題與思考

（1）總結與學會檢查氣動連線、傳感器接線、I/O檢測及故障排除方法。（2）如果在加工過程中出現(xiàn)意外情況如何處理。（3）思考如果采用網(wǎng)絡控制如何實現(xiàn)？（4）思考加工單元各種可能會出現(xiàn)的問題。謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目三加工單元安裝與調試加工單元的結構與工作過程加工單元的結構加工單元的工作過程加工單元的結構與工作過程（一）加工單元的結構

加工單元裝置側主要結構包括加工臺及滑動機構、沖壓機構、電磁閥組、接線端口、底板等。其機械結構總成如圖3-1所示。圖3-1加工單元機械結構總成加工單元的結構與工作過程（一）加工單元的結構1、加工臺及滑動機構

加工臺及滑動機構如圖3-2所示。加工臺用于固定被加工件，并把工件移到?jīng)_壓機構正下方進行沖壓加工。它主要由氣動手爪、手指、加工臺伸縮氣缸、線性導軌及滑塊、磁感應接近開關、漫射式光電傳感器組成。圖3-2加工臺及滑動機構加工單元的結構與工作過程（一）加工單元的結構2、加工臺上的傳感器（1）在加工臺上安裝一個E3Z-L61型放大器內置型漫射式光電開關。若加工臺上沒有工件，則漫射式光電開關均處于常態(tài)；若加工臺上有工件，則光電接近開關動作，表明加工臺上已有工件。該光電傳感器的輸出信號送到加工單元PLC的輸入端，用以判別加工臺上是否有工件需進行加工；當加工過程結束，加工臺伸出到初始位置，PLC通過通信網(wǎng)絡，把加工完成信號回饋給系統(tǒng)，以協(xié)調控制。加工單元的結構與工作過程（一）加工單元的結構2、加工臺上的傳感器

（2）加工臺伸出和縮回到位的位置是通過調整伸縮氣缸上兩個磁性開關位置來定位的。要求縮回位置位于加工沖頭正下方，伸出位置應與輸送單元的抓取機械手裝置配合動作，確保輸送單元的抓取機械手能順利地把待加工工件放到料臺上。加工單元的結構與工作過程3、沖壓機構的結構

沖壓機構如圖3-3所示，用于對工件進行沖壓加工。它主要由沖壓氣缸、沖壓頭、安裝板等組成。沖壓頭根據(jù)工件的要求對工件進行沖壓加工，沖頭安裝在沖壓缸頭部。安裝板用于安裝沖壓缸，對沖壓缸進行固定。圖3-3加工（沖壓）機構（一）加工單元的結構加工單元的結構與工作過程4、沖壓機構的工作過程

當工件到達沖壓位置時，即加工臺伸縮氣缸活塞桿縮回到位，沖壓氣缸伸出對工件進行沖壓加工，完成加工動作后沖壓氣缸縮回，為下一次沖壓做準備。（一）加工單元的結構加工單元的結構與工作過程（二）加工單元的工作過程

加工臺在系統(tǒng)正常工作后的初始狀態(tài)為伸縮氣缸伸出，加工臺氣動手指張開的狀態(tài)。當輸送機構把物料送到加工臺上，物料檢測傳感器檢測到工件后，PLC控制程序驅動氣動手指將工件夾緊→加工臺縮回至加工區(qū)域沖壓氣缸下方→沖壓氣缸活塞桿向下伸出沖壓工件→完成沖壓動作后沖壓氣缸向上縮回→加工臺重新伸出→到位后氣動手指松開。按照此順序完成工件加工工序，并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號。為下一次工件加工做準備。謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目三加工單元安裝與調試加工單元相關的知識點直線導軌加工單元的氣動元件加工單元相關的知識點（一）直線導軌1、直線導軌概念

直線導軌又稱線軌、滑軌、線性導軌、線性滑軌，用于直線往復運動場合，且可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。其作用是用來支撐和引導運動部件，按給定的方向做往復直線運動。依按摩擦性質而定，直線運動導軌可以分為滑動摩擦導軌、滾動摩擦導軌、彈性摩擦導軌、流體摩擦導軌等種類。加工單元相關的知識點（一）直線導軌2、直線導軌作用

直線導軌主要是用在精度要求比較高的機械結構上，直線導軌的移動元件和固定元件之間不用中間介質，而用滾動鋼球。它由鋼珠在滑塊與導軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負載平臺能沿著導軌以高精度作線性運動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導引的1/50，使之能達到很高的定位精度。加工單元相關的知識點（一）直線導軌3、直線導軌結構

直線導軌系統(tǒng)包括兩部分：導軌與滑塊。導軌是固定元件，其基本功能如同軸承環(huán)，安裝鋼球的支架，形狀為“v”字形。支架包裹著導軌的頂部和兩側面。為了支撐機床的工作部件，一套直線導軌至少有四個支架。用于支撐大型的工作部件，支架的數(shù)量可以多于四個。加工單元相關的知識點（一）直線導軌3、直線導軌結構

滑塊是工作部件，使運動由曲線轉變?yōu)橹本€。機床的工作部件移動時，鋼球就在支架溝槽中循環(huán)流動，把支架的磨損量分攤到各個鋼球上，從而延長直線導軌的使用壽命。為了消除支架與導軌之間的間隙，預加負載能提高導軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預加負荷的獲得．是在導軌和支架之間安裝超尺寸的鋼球。工作時間過長，鋼球開始磨損，作用在鋼球上的預加負載開始減弱，導致機床工作部件運動精度的降低。如果要保持初始精度，必須更換導軌支架，甚至更換導軌。如果導軌系統(tǒng)已有預加負載作用。系統(tǒng)精度已喪失，唯一的方法是更換滾動元件。加工單元相關的知識點（一）直線導軌4、直線導軌分類

直線導軌副通常按照滾珠在導軌和滑塊之間的接觸牙型進行分類，主要有兩列式和四列式兩種。YL-335A上均選用普通級精度的兩列式直線導軌副，其接觸角在運動中能保持不變，剛性也比較穩(wěn)定。圖3-4（a）給出導軌副的截面示意圖，圖（b）裝配好的直線導軌副。圖3-4兩列式直線導軌副加工單元相關的知識點（一）直線導軌5、安裝直線導軌副注意事項（1）要小心輕拿輕放，避免磕碰以影響導軌副的直線精度；（2）不要將滑塊拆離導軌或超過行程又推回去；（3）加工單元移動料臺滑動機構由兩個直線導軌副和導軌安裝構成，安裝滑動機構時要注意調整兩直線導軌的平行。加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件1、薄型氣缸

加工單元所使用氣動執(zhí)行元件包括標準直線氣缸、薄型氣缸和氣動手指，下面只介紹前面尚未提及的薄型氣缸和氣動手指。

薄型氣缸屬于省空間氣缸類，即氣缸的軸向或徑向尺寸比標準氣缸有較大減小的氣缸。具有結構緊湊、重量輕、占用空間小等優(yōu)點。圖3-5是薄型氣缸的一些實例圖，圖3-6是薄型氣缸內部結構圖。加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件1、薄型氣缸圖3-5薄型氣缸的實例圖加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件1、薄型氣缸圖3-6薄型氣缸內部結構圖1活塞桿2前蓋3C形孔用扣環(huán)4軸心密封圈5DU干軸承6O型圈7活塞8磁鐵9活塞密封圈10耐磨環(huán)11磁鐵座12防撞墊13后蓋14缸體加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件1、薄型氣缸

薄型氣缸的特點是：缸筒與無桿側端蓋壓鑄成一體，桿蓋用彈性擋圈固定，缸體為方形。這種氣缸通常用于固定夾具和搬運中固定工件等。在YL-335B的加工單元中，薄型氣缸用于沖壓，這主要是考慮該氣缸行程短的特點。加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件2、氣動手指（氣爪）

氣爪用于抓取、夾緊工件。氣爪通常有滑動導軌型、支點開閉型和回轉驅動型等工作方式。YL-335B的加工單元所使用的是滑動導軌型氣動手指，如圖3-7(a)所示。其工作原理可從其中剖面圖(b)和(c)看出。加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件2、氣動手指（氣爪）圖3-7氣動手指實物和工作原理加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件3、氣動控制回路

加工單元的氣動控制元件均采用二位五通單電控電磁換向閥，各電磁閥均帶有手動換向和加鎖鈕。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。氣動控制回路的工作原理如圖3-8所示。1B1和1B2為安裝在沖壓氣缸的兩個極限工作位置的磁感應接近開關，2B1和2B2為安裝在加工臺伸縮氣缸的兩個極限工作位置的磁感應接近開關，3B1為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應接近開關。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制沖壓氣缸、加工臺伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。加工單元相關的知識點（二）加工單元的氣動元件3、氣動控制回路圖3-8加工單元氣動控制回路工作原理圖謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試單元三加工單元安裝與調試項目實施加工單元的拆裝PLC控制系統(tǒng)設計系統(tǒng)運行與調試加工單元的拆裝（一）安裝步驟和方法

加工單元的裝配過程包括兩部分，一是加工機構組件裝配，二是滑動加工臺組件裝配，然后進行總裝。圖3-9是加工機構組件裝配圖，圖3-10是滑動加工臺組件裝配圖，最后圖3-11是整個加工單元的組裝。加工單元的拆裝（一）安裝步驟和方法圖3-9加工機構組件裝配圖加工單元的拆裝（一）安裝步驟和方法圖3-10加工臺機械裝配過程加工單元的拆裝（一）安裝步驟和方法圖3-11加工單元組裝圖

在完成以上各組件的裝配后，首先將物料夾緊及運動送料部分和整個安裝底板連接固定，再將鋁合金支撐架安裝在大底板上，最后將加工組件部分固定在鋁合金支撐架上，完成該單元的裝配。加工單元的拆裝（二）安裝時的注意事項（1）調整兩直線導軌的平行時，要一邊移動安裝在兩導軌上的安裝板，一邊擰緊固定導軌的螺栓。

（2）如果加工組件部分的沖壓頭和加工臺上的工件的的中心沒有對正，可以通過調整推料氣缸旋入兩導軌連接板的深度來進行校正。加工單元的拆裝（三）問題與思考

（1）按上述方法裝配完成后，直線導軌的運動依舊不是特別順暢，應該對物料夾緊及運動送料部分做何調整？（2）安裝完成后，但運行時間不長便造成物料夾緊及運動送料部分的直線氣缸密封損傷或損壞，試想由哪些原因造成？加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（一）工作任務描述1、具體的控制要求

只考慮作為獨立設備運行時的情況，加工單元的按鈕/指示燈模塊上的工作方式選擇開關應置于“單站方式”位置。

（1）初始狀態(tài)設備上電和氣源接通后，滑動加工臺伸縮氣缸處于伸出位置，加工臺氣動手爪松開的狀態(tài)，沖壓氣缸處于縮回位置，急停按鈕沒有按下。若設備在上述初始狀態(tài)，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設備已準備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（一）工作任務描述1、具體的控制要求

（2）若設備已準備好，按下啟動按鈕，設備啟動，“設備運行”指示燈HL2常亮。當待加工工件送到加工臺上并被檢出后，設備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動作后返回待料位置的工件加工工序。（3）如果沒有停止信號輸入，當再有待加工工件送到加工臺上時，加工單元又開始下一周期工作。（4）在工作過程中，若按下停止按鈕，加工單元在完成本周期的動作后停止工作。HL2指示燈熄滅。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（一）工作任務描述2、工作任務

（1）規(guī)劃PLC的I/O分配及接線端子分配；（2）進行系統(tǒng)安裝接線和氣路連接；（3）編制PLC程序；（4）進行調試與運行。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（二）PLC的I/O接線1、裝置側接線端口分配表3-1加工單元裝置側的接線端口信號端子的分配輸入端口中間層輸出端口中間層端子號設備符號信號線端子號設備符號信號線2SC1加工臺物料檢測23Y夾緊電磁閥31B工件夾緊檢測3

42B1加工臺伸出到位42Y伸縮電磁閥52B2加工臺縮回到位51Y沖壓電磁閥63B1加工壓頭上限

73B2加工壓頭下限

8#~17#端子沒有連接6#~14#端子沒有連接加工單元裝置側接線端口信號分配如表3-1所示。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（二）PLC的I/O接線2、加工單元I/O分配加工單元選用S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。PLC的I/O信號表如表3-2所示，接線原理圖如圖3-12所示。表3-2加工單元PLC的I/O分配表輸入信號輸出信號序號輸入端子信號名稱序號輸出端子信號名稱1I0.0加工臺物料檢測1Q0.0夾緊電磁閥2I0.1工件夾緊檢測2Q0.2料臺伸縮電磁閥3I0.2加工臺伸出到位3Q0.3加工沖壓電磁閥4I0.3加工臺縮回到位4Q0.7正常工作指示燈5I0.4加工壓頭上限5Q1.0運行指示燈6I0.5加工壓頭下限

7I1.2停止按鈕

8I1.3啟動按鈕

9I1.4急停按鈕

10I1.5單站/全線

加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（二）PLC的I/O接線圖3-12加工單元PLC的I/O接線原理圖加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計1、編程思路

加工單元主程序流程與供料單元類似，也是PLC上電后應首先進入初始狀態(tài)自檢階段，確認系統(tǒng)已經(jīng)準備就緒后，才允許接收啟動信號投入運行。但加工單元工作任務中增加了急停功能。為此，調用加工控制子程序的條件應該是“單元在運行狀態(tài)”和“急停按鈕未按”兩者同時成立。如圖3-13所示。圖3-13加工控制子程序調用加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計1、編程思路圖3-14加工單元加工過程順序功能圖

這樣，當在運行過程中按下急停按鈕時，立即停止調用加工控制子程序，但急停前當前步的狀態(tài)位仍在置位狀態(tài)，急停復位后，就能從斷點開始繼續(xù)運行。加工過程也是一個順序控制，其順序功能圖如圖3-14所示。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(主程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(主程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(主程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(主程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(主程序)圖3-15加工單元主程序加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(子程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序(子程序)加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計2、控制程序圖3-16加工單元加工控制子程序加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計3、系統(tǒng)調試與運行

（1）調整氣動部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理、恰當，氣缸的動作速度是否合適；（2）檢查磁性開關的安裝位置是否到位，磁性開關工作是否正常；（3）檢查I/O接線是否正確；（4）檢查光電傳感器安裝是否合理，靈敏度是否合適，保證檢測的可靠性；（5）放入工件，運行程序，觀察加工單元動作是否滿足任務要求；（6）調試各種可能出現(xiàn)的情況，比如在任何情況下都有可能加入工件，系統(tǒng)都要能可靠工作；（7）優(yōu)化程序。加工單元PLC控制系統(tǒng)設計（三）加工單元單站控制程序設計4、問題與思考

（1）總結與學會檢查氣動連線、傳感器接線、I/O檢測及故障排除方法。（2）如果在加工過程中出現(xiàn)意外情況如何處理。（3）思考如果采用網(wǎng)絡控制如何實現(xiàn)？（4）思考加工單元各種可能會出現(xiàn)的問題。謝謝！自動化生產(chǎn)線安裝與調試項目四裝配單元安裝與調試裝配單元的結構與工作過程0201

裝配單元的結構裝配單元的工作過程一、裝配單元的結構裝配單元的結構組成包括：管形料倉，供料機構，廻轉物料臺，機械手，待裝配工件的定位機構，氣動系統(tǒng)及其閥組，信號采集及其自動控制系統(tǒng)，以及用于電器連接的端子排組件，整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號燈和用于其他機構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，機械裝配圖如圖4-1所示。

一、裝配單元的結構圖

4-1裝配單元機械裝配圖一、裝配單元的結構1、管形料倉管形料倉用來存儲裝配用的金屬、黑色和白色小圓柱零件。它由塑料圓管和中空底座構成。