工業(yè)機器人集成應(yīng)用教程 課件 任務(wù)1.5 維保工作站外圍設(shè)備元件

項目一初識工業(yè)機器人集成工作站外圍部件是工業(yè)機器人集成工作站的重要組成部分。你需要熟悉工作站各個外圍設(shè)備元件日常維護保養(yǎng)的項目及要求，能輔助項目工程師完成本工作站外圍設(shè)備元件的簡單維護，通過任務(wù)的實施掌握西門子PLC基本指令編程以及G120變頻器設(shè)置的技能點，養(yǎng)成自覺維護設(shè)備的意識，提高設(shè)備使用的能力。

【任務(wù)描述】項目一初識工業(yè)機器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

【任務(wù)目標(biāo)】項目一初識工業(yè)機器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

序號任務(wù)目標(biāo)11+X技能目標(biāo)：1.能按照維護保養(yǎng)手冊要求，進行工業(yè)機器人周邊電氣設(shè)備、軟件參數(shù)的設(shè)置和備份、線路的檢查或更換2.能根據(jù)任務(wù)需求設(shè)置電機運動速度、正反轉(zhuǎn)等參數(shù)3.能按照任務(wù)需求調(diào)試電機運動速度、正反轉(zhuǎn)等參數(shù)4.能使用PLC基本指令完成順序邏輯控制程序編寫2知識目標(biāo)1. 列舉工作站中需維護保養(yǎng)的常用外圍設(shè)備元件；2. 概述工作站各個外圍設(shè)備元件日常維護保養(yǎng)的項目及要求；3. 掌握工作站外圍設(shè)備元件的維護方法。

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序號任務(wù)目標(biāo)3技能目標(biāo)1.能對工作站外圍設(shè)備元件進行常規(guī)維護保養(yǎng)；2.能使用位指令對PLC設(shè)備進行簡單的程序維護工作；3.能根據(jù)任務(wù)需求設(shè)置G120變頻器參數(shù)進行電機運動速度的調(diào)試。4素養(yǎng)目標(biāo)通過對工作站外圍設(shè)備元件的點檢維護，養(yǎng)成自覺維護設(shè)備的意識，提高設(shè)備使用的能力。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項目具體要求1定期測試、調(diào)整①每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動的地方及時重新堅固連接；②對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓。2定期清掃①每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；②認真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；③每三個月更換電源機架下方過濾網(wǎng)。3檢修前準備①檢修前準備好工具；②為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作；③檢修前與調(diào)度和操作工聯(lián)系好，需掛好檢修牌。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項目具體要求4設(shè)備拆裝順序及方法

①停機檢修，必須兩個人以上監(jiān)護操作；②把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運行”轉(zhuǎn)到“?！蔽恢茫虎坳P(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模塊供電的電源；④把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下；⑤CPU主板及1/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；⑥安裝時以相反步驟順序進行。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項目具體要求5檢修工藝及技術(shù)要求①測量電壓時，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬能表測量；②電源機架、CPU主板都只能在主電源切斷時取下；③在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；④在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；⑤輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ(超時)燈亮；⑥拔插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產(chǎn)生靜電的物品；⑦更換元件不得帶電操作。二、物料輸送單元的維護輸送單元的控制部分主要由交流減速電機和變頻器組成。1.交流減速電機如圖1-5-1所示，交流減速電機主要由電機、減速器和制動器組成。其工作原理主要基于電磁感應(yīng)定律，通過在電磁場中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)的。

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01圖1-5-1交流減速電機1.交流減速電機交流減速電機定期維保工作要點如表1-5-2所示。

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01表1-5-2交流減速電機定期維保工作序號維保項目維保方法1清擦電機及時清除電機機座外部的灰塵、油泥2檢查電機接線及絕緣情況檢查接線盒接線螺絲是否松動、燒傷，接線部位是否有燒傷痕跡，接地線和絕緣情況是否良好，如有問題應(yīng)及時處理。3檢查各固定部分螺絲包括地腳螺絲、端蓋螺絲、軸承蓋螺絲等，將松動的螺母擰緊4檢查傳動裝置檢查皮帶輪或聯(lián)軸器有無破裂、損壞，如有問題應(yīng)及時加固、更換；軸承一般每工作3-6個月，應(yīng)該清洗一次，重新?lián)Q潤滑脂。2.變頻器在電源和電機中間加裝變頻器，電流就不會直接進入電機。當(dāng)電流進入變頻器后，整流模塊會將進入的交流電先變成直流電，然后進入電容來調(diào)整電壓，讓其穩(wěn)定，再經(jīng)過逆變器把直流電變回交流電。若想要改變電壓頻率達到控制電機轉(zhuǎn)速目的，在從逆變器輸出時就可以調(diào)整。變頻器和電機之間不止是控制關(guān)系，因為有了變頻器，電機工作更穩(wěn)定高效，而且安全節(jié)能，所以說變頻器對電機起到促進作用。變頻器的日常維護工作要點見表1-5-3所示。

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01表1-5-3變頻器日常維護項目

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01序號維保要點1檢查環(huán)境溫度是否正常2輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常3顯示的字符是否清楚，是否缺少字符4測溫儀器檢測變頻器是否過熱，是否有異味5變頻器風(fēng)扇運轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，散熱風(fēng)道是否通暢6變頻器運行中是否有故障報警顯示7交流輸入電壓是否超過最大值三、傳感器的維護傳感器通常安裝在工業(yè)環(huán)境中，容易受到灰塵、油脂、水分等污染物的侵蝕，定期清潔可以保證傳感器的正常工作，避免無謂的維修費用。傳感器日常維護工作要點見表1-5-4所示。

表1-5-4傳感器日常維護工作

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01序號維保要點1清潔方法可以采用軟毛刷擦拭或者用溫水和中性清潔劑洗滌。2檢查電纜和接線：傳感器與控制系統(tǒng)之間的連接通常通過電纜實現(xiàn)，電纜連接應(yīng)該保持緊密。同時，應(yīng)檢查電纜和接線是否存在外部損傷或磨損，如有必要應(yīng)及時更換3檢查傳感器的固定方式：傳感器的穩(wěn)定性對于保證其準確性至關(guān)重要，如有必要應(yīng)該將其固定在合適的位置四、氣動元件的維護氣動元件作為自動化控制系統(tǒng)中重要的組成部分，其工作穩(wěn)定性直接影響到整個系統(tǒng)的效率和安全。長時間使用，氣動元件會受到空氣質(zhì)量、潤滑、工作環(huán)境等因素的影響，產(chǎn)生漏氣、損壞等問題。因此，定期對氣動元件進行維護非常有必要。氣動元件的維護工作要點如表1-5-5所示。表1-5-5氣動元件的維護工作

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01序號維保項目具體要求1定期清潔使用干燥的氣體吹拂元件表面，或使用無渣無水的清洗溶劑或?qū)ｉT的清洗液，不要使用濕氣或水來清潔；在清洗過程中要注意保護氣缸的密封圈，盡可能的保持清潔狀態(tài)。2更換密封圈分清密封圈的材質(zhì)和型號，避免選錯；更換密封圈時一定要換掉所有密封圈，不要留下舊的；更換密封圈后需要對氣缸進行測試，以確保密封圈更換成功。3檢查潤滑油確認潤滑油是否達到標(biāo)準要求，如有不合格必須更換；確認潤滑油的使用期限，如果達到使用期限就需要更換；更換潤滑油時要保持清潔干燥，防止灰塵污垢等雜質(zhì)混入。4檢查電磁閥確認電磁閥的密封性能是否良好，如有漏氣必須及時更換；確認電磁閥的通流量是否正常，如通流量不夠必須清洗或更換。五、視覺檢測系統(tǒng)的維護為了延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的穩(wěn)定性，需要遵循以下保養(yǎng)規(guī)程。視覺檢測系統(tǒng)的維護方法如表1-5-6所示。表1-5-6視覺檢測系統(tǒng)的維護

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01序號維保項目具體要求1定期清潔在設(shè)備長時間運行后，會在物鏡、鏡頭、機身等部位積累灰塵和污垢。因此，需要定期清潔設(shè)備。清潔時需要使用干凈軟布或者專用擦鏡布，避免使用硬物、粗糙物刮擦設(shè)備表面。2定期檢查定期檢查設(shè)備的每個部位，包括電源、電纜、接口線、鏡片、光源等等，檢查出問題及時更換。3處理系統(tǒng)故障如果設(shè)備出現(xiàn)故障，需要及時排除問題。不要私自打開設(shè)備進行維修，應(yīng)該及時聯(lián)系設(shè)備的售后人員進行處理。一、維保工作站外圍設(shè)備元件

針對本工作的外圍設(shè)備元件進行維護保養(yǎng)，并完成表1-5-7所示的點檢項目，并在表中記錄各項目的檢查情況。表1-5-7工作站外圍設(shè)備元件點檢表

【任務(wù)實施】項目一初識工業(yè)機器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

02圖1-5-5變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序序號點檢項目點檢內(nèi)容實施要領(lǐng)判斷標(biāo)準情況記錄1減速電機清擦電機清潔無污垢

電機接線端子目視、螺絲刀是否松動、燒傷

固定螺絲螺絲刀是否松動

傳動裝置目視、手測有無破裂、損壞、是否順滑

2變頻器運行溫度手測是否過熱

運行數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)是否正常

顯示字符操作顯示是否完整

冷卻風(fēng)扇手測是否正常工作，有無異響

故障報警觀察是否顯示

一、維保工作站外圍設(shè)備元件

針對本工作的外圍設(shè)備元件進行維護保養(yǎng)，并完成表1-5-7所示的點檢項目，并在表中記錄各項目的檢查情況。表1-5-7工作站外圍設(shè)備元件點檢表

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02圖1-5-5變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序序號點檢項目點檢內(nèi)容實施要領(lǐng)判斷標(biāo)準情況記錄3傳感器傳感器外觀清潔無污垢

電纜和接線目視有無外皮損傷和磨損

工作狀態(tài)校準有無信號反饋

4氣動元件密封性聽力有無漏氣

氣缸動作手測氣缸伸縮是否順滑

電磁閥動作操作通電是否正常動作

5視覺檢測系統(tǒng)鏡頭清潔清潔無污垢

工作狀態(tài)操作是否正常工作，光照是否充足

二、維保PLC設(shè)備的軟件程序1.認識西門子PLC的位指令

西門子PLC在編程時常用的基本指令有位指令、定時器指令、計數(shù)器指令、比較指令、數(shù)學(xué)函數(shù)常用指令、字邏輯運算指令等。其中位指令反應(yīng)和改變開關(guān)量信號狀態(tài)，在PLC的維護調(diào)試中使用廣泛。

位邏輯運算指令，簡稱位指令，包含基本位指令（觸點和線圈等）、置位和復(fù)位指令等。本任務(wù)只需要用到S7-1200系列PLC的位指令，部分位指令具體見表1-5-8。表1-5-8部分位指令

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02序號指令符號指令名稱功能說明1動合觸點（常開觸點）當(dāng)操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時，動合觸點將閉合2動斷觸點（常閉觸點）當(dāng)操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時，動斷觸點將斷開3

邏輯取反對邏輯運算結(jié)果的信號狀態(tài)取反；如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“1”，則指令輸出的信號狀態(tài)為“0；如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“0”，則輸出的信號狀態(tài)為“1”二、維保PLC設(shè)備的軟件程序1.認識西門子PLC的位指令表1-5-8部分位指令

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02序號指令符號指令名稱功能說明4線圈可以使用“賦值”指令來置位指定操作數(shù)的位；如果輸入線圈的信號狀態(tài)為“1”，則將指定的信號狀態(tài)置位為“1”。如果線圈輸入的信號狀態(tài)為“0”，則指定的位將復(fù)位為“0”5賦值取反將邏輯運算的結(jié)果取反，然后將其賦值給指定操作數(shù)；線圈輸入為“1”時，復(fù)位操作數(shù)；線圈輸入為“0”時，操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”6置位輸出將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”7復(fù)位輸出將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)復(fù)位為“0”二、維保PLC設(shè)備的軟件程序2.識讀并編寫PLC控制程序（1）應(yīng)用觸點指令與線圈指令如圖1-5-2所示的程序，使用觸點指令及線圈指令實現(xiàn)電機的啟動、保持和停止功能。

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02圖1-5-2觸點指令與線圈指令應(yīng)用二、維保PLC設(shè)備的軟件程序2.識讀并編寫PLC控制程序（2）應(yīng)用置位指令與復(fù)位指令置位輸出指令與復(fù)位輸出指令最主要的特點是有記憶和保持功能，被置位或復(fù)位的操作數(shù)只能通過復(fù)位指令或置位指令還原。如圖1-5-3中，當(dāng)I0.0的常開觸點閉合，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)并保持該狀態(tài)。即使I0.0的常開觸點斷開，Q0.0也仍然保持1狀態(tài)。I0.1的常開觸點閉合時，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)并保持該狀態(tài)，即使I0.1的常開觸點斷開，Q0.0也仍然保持為0狀態(tài)。

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02圖1-5-3置位與復(fù)位指令應(yīng)用三、設(shè)置G120變頻器參數(shù)

在許多應(yīng)用中，電機只需在通電后以固定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，或在不同的固定轉(zhuǎn)速之間切換，如輸送帶。通過設(shè)置變頻器參數(shù)可以達到簡單修改調(diào)試輸送帶的目的。本任務(wù)以工作站使用到的G120變頻器為例，通過設(shè)置參數(shù)來進行電機正反轉(zhuǎn)及速度的切換。具體實施如下：1.預(yù)定義接口宏G120為滿足不同的接口定義提供了多種預(yù)定義接口宏，利用預(yù)定義接口宏可以方便地設(shè)置變頻器的命令源和設(shè)定值源。如表1-5-9所示，變頻器CU240E-2控制單元可定義以下宏程序。

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02宏編號宏功能1雙線制控制，有兩個固定轉(zhuǎn)速2單方向兩個固定轉(zhuǎn)速，帶安全功能3單方向四個固定轉(zhuǎn)速8電動電位器(MOP)，帶安全功能9電動電位器(MOP)13端子啟動模擬量給定，帶安全功能15模擬給定和電動電位器（MOP）切換12雙線制控制1，模擬量調(diào)速（默認）17雙線制控制2，模擬量調(diào)速18雙線制控制3，模擬量調(diào)速19三線制控制1，模擬量調(diào)速20三線制控制2，模擬量調(diào)速21現(xiàn)場總線USS通訊表1-5-9變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序其中，宏程序1為雙限制控制，有兩個固定轉(zhuǎn)速。其設(shè)置的效果：DI0接通為正轉(zhuǎn)，DI1接通為反轉(zhuǎn)，DI4接通時轉(zhuǎn)速為固定速度3，端子DI5接通時轉(zhuǎn)速為固定速度4，DI4、DI5接通時變頻器將以固定速度3+4運行，宏程序1端子功能配置如圖1-5-4所示。

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02圖1-5-4宏程序1端子功能配置根據(jù)使用需要，我們將選擇使用“宏程序1”，此時可通過變頻器參數(shù)P0015修改宏，具體步驟如下：（1）設(shè)置P0010=1；（2）修改P0015=1；（3）設(shè)置P0010=0。注意:只有在設(shè)置P0010=1時才能更改P0015參數(shù)。2.設(shè)置宏程序1參數(shù)宏程序1自動設(shè)置參數(shù)如下表1-5-10.所示，系統(tǒng)已自動配置，若無變化則無需更改此參數(shù)。表1-5-10宏程序1自動設(shè)置參數(shù)

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02參數(shù)號參數(shù)值說明參數(shù)組P840[0]r3333.0由2線制信號啟動變頻器CDS0P1113[0]r3333.1由2線制信號反轉(zhuǎn)CDS0P3330[0]r722.0數(shù)字量輸入DI0作為2線制-正轉(zhuǎn)啟動命令CDS0P3331[0]r722.1數(shù)字量輸入DI1作為2線制-反轉(zhuǎn)啟動命令CDS0P2103[0]r722.2數(shù)字量輸入DI2作為故障復(fù)位命令CDS0P1022[0]r722.4數(shù)字量輸入DI4作為固定轉(zhuǎn)速1選擇CDS0P1023[0]r722.5數(shù)字量輸入DI5作為固定轉(zhuǎn)速2選擇CDS0P1070[0]r1024轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值作為主設(shè)定值CDS03.設(shè)置電機固定轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)置宏程序1，除了其本身的自動設(shè)置參數(shù)以外，還需要手動設(shè)置電機固定轉(zhuǎn)速參數(shù)，如下表1-5-11所列。本次任務(wù)將P1003設(shè)置為200，P1004設(shè)置為500。表1-5-11固定轉(zhuǎn)速設(shè)置參數(shù)

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02參數(shù)號參數(shù)值說明參數(shù)組P1003[0]0.0固定轉(zhuǎn)速1rpmP1004[0]0.0固定轉(zhuǎn)速2rpm4.實施效果完成參數(shù)設(shè)置后，根據(jù)表1-5-12（“√”為DI接通狀態(tài)，“×”為DI斷開狀態(tài)），對運行結(jié)果進行對照檢查。表1-5-12變頻器DI接通狀態(tài)及運行效果

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02DI0DI1DI3DI4效果××××電機不轉(zhuǎn)√×××電機不轉(zhuǎn)√×√×電機正轉(zhuǎn)200rpm√××