第三章--供料單元的結(jié)構(gòu)與控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第三章 供料單元的結(jié)構(gòu)與控制3.1 供料單元的結(jié)構(gòu)3.1.1 供料單元的功能供料單元是YL-335A中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖3-1所示為供料單元實(shí)物的全貌。3.1.2供料單元的結(jié)構(gòu)組成供料單元的結(jié)構(gòu)組成如圖3-2所示。其主要結(jié)構(gòu)組成為：工件推出與支撐，工件漏斗，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。1工件推出與支撐及漏斗部分該部分如圖3-3所示。用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要

2、時(shí)將料倉(cāng)中最下層的工件推出到物料臺(tái)上。它主要由大工件裝料管、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)、漫射式光電傳感器組成。該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉(cāng)中，推料缸處于料倉(cāng)的底層并且其活塞桿可從料倉(cāng)的底部通過(guò)。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而夾緊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(tái)上時(shí)，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，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(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉(cāng)底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開(kāi)次下層工件。這樣，料倉(cāng)中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。為了使氣缸

3、的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，氣缸的作用氣口都安裝了限出型氣缸截流閥。氣缸截流閥的作用是調(diào)節(jié)氣缸的動(dòng)作速度。截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(shí)十分方便。圖3-4是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸截流閥的氣缸外觀。A圖3-5是一個(gè)雙動(dòng)氣缸裝有兩個(gè)限出型氣缸節(jié)流閥的連接和調(diào)節(jié)原理示意圖，當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥A時(shí)，是調(diào)整氣缸的伸出速度，而當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥B時(shí)，是調(diào)整氣缸的縮回速度。從圖3-4上可以看到，氣缸兩端分別有縮回限位和伸出限位兩個(gè)極限位置，這兩個(gè)極限位置都分別裝有一個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，如圖3-6(a)所示。磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的基本工作原理是：當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時(shí)，傳感器

4、便會(huì)動(dòng)作，并輸出傳感器信號(hào)。若在氣缸的活塞（或活塞桿）上安裝上磁性物質(zhì)，在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個(gè)磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)，就可以用這兩個(gè)傳感器分別標(biāo)識(shí)氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。當(dāng)氣缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)到哪一端時(shí)，哪一端的磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)就動(dòng)作并發(fā)出電信號(hào)。在PLC的自動(dòng)控制中，可以利用該信號(hào)判斷推料及頂料缸的運(yùn)動(dòng)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。在傳感器上設(shè)置有LED顯示用于顯示傳感器的信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED亮；傳感器不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0”，LED不亮。傳感器（也叫做磁性開(kāi)關(guān)）的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開(kāi)磁性開(kāi)關(guān)的緊定螺栓，讓磁性開(kāi)關(guān)

5、順著氣缸滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再旋緊緊定螺栓。磁性開(kāi)關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線，使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到PLC輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到PLC輸入端子。磁性開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電路如圖3-6虛線框內(nèi)所示，為了防止實(shí)訓(xùn)時(shí)錯(cuò)誤接線損壞磁性開(kāi)關(guān)，YL-335A上所有磁性開(kāi)關(guān)的棕色引出線都串聯(lián)了電阻和二極管支路。因此，使用時(shí)若引出線極性接反，該磁性開(kāi)關(guān)不能正常工作。圖3-6 磁性開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路在底座和裝料管第4層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開(kāi)關(guān)。漫射式光電接近開(kāi)關(guān)是利用光照射到被測(cè)物體上后反射回來(lái)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(kāi)關(guān)。它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側(cè)位置，且為

6、一體化結(jié)構(gòu)。在工作時(shí)，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測(cè)光，若接近開(kāi)關(guān)前方一定距離內(nèi)沒(méi)有物體，則沒(méi)有光被反射到接收器，接近開(kāi)關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作；反之若接近開(kāi)關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要反射回來(lái)的光強(qiáng)度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光就會(huì)使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。圖3-7為漫射式光電接近開(kāi)關(guān)的工作原理示意圖。圖3-7 漫射式接近開(kāi)關(guān)的工作原理由此可見(jiàn)，若該部分機(jī)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有工件，則處于底層和第4層位置的兩個(gè)漫射式光電接近開(kāi)關(guān)均處于常態(tài)；若僅在底層起有3個(gè)工件，則底層處光電接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而第4層處光電接近開(kāi)關(guān)常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反

7、映出來(lái)。在控制程序中，就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷底座和裝料管中儲(chǔ)料的情況，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制奠定了硬件基礎(chǔ)。供料單元中，用來(lái)檢測(cè)工件不足或工件有無(wú)的漫射式光電接近開(kāi)關(guān)選用OMRON公司的E3Z-L型放大器內(nèi)置型光電開(kāi)關(guān)（細(xì)小光束型）。該光電開(kāi)關(guān)的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋鈕和顯示燈如圖3-8所示。圖3-9給出該光電開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電路原理框圖。圖3-9 E3Z-L光電開(kāi)關(guān)電路原理圖被推料缸推出的工件將落到物料臺(tái)上。物料臺(tái)面開(kāi)有小孔，物料臺(tái)下面設(shè)有一個(gè)園柱形漫射式光電接近開(kāi)關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元物料臺(tái)有無(wú)工件的信號(hào)。在輸送單元的控制程序中，就可以利用該信號(hào)

8、狀態(tài)來(lái)判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來(lái)抓取此工件。該光電開(kāi)關(guān)選用OTS41 型。2、電磁閥組閥組，就是將多個(gè)閥與消聲器、匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成，而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。供料單元的閥組只使用兩個(gè)由二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁閥，兩個(gè)閥集中安裝在匯流板上，匯流板中兩個(gè)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(shí)的噪聲。閥組的結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。本單元的兩個(gè)閥分別對(duì)頂料氣缸和推料氣缸進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。本單元所采用的電磁閥，帶手動(dòng)換向、加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開(kāi)啟（PUSH）2個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK位置時(shí)，手控開(kāi)關(guān)向下凹

9、進(jìn)去，不能進(jìn)行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信號(hào)為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號(hào)為“1”；常態(tài)時(shí)，手控開(kāi)關(guān)的信號(hào)為“0”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，可以使用手控開(kāi)關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制，以改變推料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。3.1.3 氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯控制功能是由PLC實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖3-11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(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，2B1和2B2為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1和2Y1分別為控制推料缸

10、和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。圖3-11 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖3.2 供料單元的PLC控制及編程3.2.1 PLC的I/O 接線本單元中，傳感器信號(hào)占用7個(gè)輸入點(diǎn)，留出1個(gè)點(diǎn)提供給啟/停按鈕作本地主令信號(hào)，則所需的PLC I/O點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)輸入/2點(diǎn)輸出。選用西門(mén)子S7-222主單元，共8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出，供料單元的I/O接線原理圖如圖3-12所示。圖3-12 供料單元PLC的I/O接線原理圖供料單元PLC的I/O接線是采用雙層接線端子排連接的，端子排集中連接本工作單元所有電磁閥、傳感器等器件的電氣連接線、PLC的I/O端口及直流電源。上層端子用作連接公共電源正、負(fù)極（Vcc和0

11、V），連接片的作用是將各分散端子片上層端子排進(jìn)行電氣短接，下層端子用作信號(hào)線的連接，固定端板是將各分散的組成部分進(jìn)行橫向固定，保險(xiǎn)座內(nèi)插裝有2A的保險(xiǎn)管。接線端口上的每一個(gè)端子旁都有數(shù)字標(biāo)號(hào)，以說(shuō)明端子的位地址。接線端口通過(guò)導(dǎo)軌固定在底板上。圖3-13和圖3-14分別是本單元的接線端口外觀和端子接線圖。3.2.2供料單元的本地控制和網(wǎng)絡(luò)控制1、本地控制YL-335A允許各工作單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行，但在供料單元中，主令信號(hào)輸入點(diǎn)被限制為1個(gè)，如果需要有啟動(dòng)和停止2種主令信號(hào)，只能由軟件編程實(shí)現(xiàn)。圖3-15是軟件實(shí)現(xiàn)用一個(gè)按鈕產(chǎn)生啟動(dòng)/停止信號(hào)的一個(gè)方法。圖3-15 用一個(gè)按鈕產(chǎn)生啟動(dòng)/停止信號(hào)程

12、序2、網(wǎng)絡(luò)控制YL-335A著重考慮采用RS485串行通信實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)控制方案，系統(tǒng)的主令信號(hào)均從連接到輸送站PLC（主站）的按鈕/指示燈模塊發(fā)出，經(jīng)輸送站PLC程序處理后，把控制要求存儲(chǔ)到其發(fā)送緩沖區(qū)，通過(guò)調(diào)用NET_EXE子程序，向各從站發(fā)送控制要求，以實(shí)現(xiàn)各站的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等等操作。供料、加工、裝配、分揀各從站單元在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信號(hào)，應(yīng)存儲(chǔ)到該單元PLC規(guī)劃好的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，等待主站單元的讀取而回饋到系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。以第二章所舉的例子為例，按表2-2的規(guī)劃，主站單元發(fā)送的控制要求，存放在供料單元VB1000處，而供料單元運(yùn)行過(guò)程中需要回饋到系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)則應(yīng)寫(xiě)入到VB

13、1010處。VB1000和VB1010的具體內(nèi)容以及控制程序如何編制，取決于系統(tǒng)工藝過(guò)程的要求，下面以YL-335A出廠例程為實(shí)例說(shuō)明。例：在網(wǎng)絡(luò)控制方式下供料單元的控制要求如下：系統(tǒng)啟動(dòng)后，供料站把待加工工件推到物料臺(tái)上，向系統(tǒng)發(fā)出物料臺(tái)有物料信號(hào)，并且推料氣缸縮回，準(zhǔn)備下一次推料。若供料站的料倉(cāng)和料槽內(nèi)沒(méi)有工件或工件不足，則向系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警或預(yù)警信號(hào)。物料臺(tái)上的工件被輸送站機(jī)械手取出后，須等待系統(tǒng)本工作周期結(jié)束，輸送站機(jī)械手裝置返回原點(diǎn)位置，才進(jìn)行下一次推出工件操作。如果在工作過(guò)程中，系統(tǒng)曾發(fā)出停止信號(hào)，則不再進(jìn)行下一次推料操作。由控制要求可知，程序應(yīng)包括兩部分，一是如何響應(yīng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止

14、指令和狀態(tài)信息的返回，二是送料過(guò)程的控制?？梢跃帉?xiě)實(shí)現(xiàn)這二個(gè)功能的子程序，在主程序中調(diào)用。1）主程序如圖3-16所示。圖3-16 主程序梯形圖2）啟動(dòng)/停止子程序圖3-17啟動(dòng)/停止子程序梯形圖3）送料子程序圖3-18 送料子程序梯形圖 主站在讀取供料站回饋信息后如何處理，將在第八章中說(shuō)明。第四章 加工單元的結(jié)構(gòu)與控制4.1 加工單元的結(jié)構(gòu)4.1.1 加工單元的功能加工單元的功能是完成把待加工工件從物料臺(tái)移送到加工區(qū)域沖壓氣缸的正下方；完成對(duì)工件的沖壓加工，然后把加工好的工件重新送回物料臺(tái)的過(guò)程。如圖4-1所示為加工單元實(shí)物的全貌4.1.2加工單元的結(jié)構(gòu)組成加工單元主要結(jié)構(gòu)組成為：物料臺(tái)及滑動(dòng)

15、機(jī)構(gòu)，加工（沖壓）機(jī)構(gòu)，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，底板等，加工機(jī)構(gòu)的總成如圖4-2所專心-專注-專業(yè) 1物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4-3所示。物料臺(tái)用于固定被加工件，并把工件移到加工（沖壓）機(jī)構(gòu)正下方進(jìn)行沖壓加工。它主要由手爪氣動(dòng)、手指、物料臺(tái)伸縮氣缸、線性導(dǎo)軌及滑塊、磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)、漫射式光電傳感器組成?；瑒?dòng)物料臺(tái)的工作原理：滑動(dòng)物料臺(tái)在系統(tǒng)正常工作后的初始狀態(tài)為伸縮氣缸伸出，物料臺(tái)氣動(dòng)手爪張開(kāi)的狀態(tài)，當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)把物料送到料臺(tái)上，物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后，PLC控制程序驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指將工件夾緊物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方?jīng)_壓氣缸活塞桿向下伸出沖壓工

16、件完成沖壓動(dòng)作后向上縮回物料臺(tái)重新伸出到位后氣動(dòng)手指松開(kāi)的順序完成工件加工工序，并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。為下一次工件到來(lái)加工做準(zhǔn)備。在移動(dòng)料臺(tái)上安裝一個(gè)漫射式光電開(kāi)關(guān)。若物料臺(tái)上沒(méi)有工件，則漫射式光電開(kāi)關(guān)均處于常態(tài)；若物料臺(tái)上有工件，則光電接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，表明物料臺(tái)上已有工件。該光電傳感器的輸出信號(hào)送到加工單元PLC的輸入端，用以判別物料臺(tái)上是否有工件需進(jìn)行加工；當(dāng)加工過(guò)程結(jié)束，物料臺(tái)伸出到初始位置。同時(shí)，PLC通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，把加工完成信號(hào)回饋給系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)控制。移動(dòng)料臺(tái)上安裝的漫射式光電開(kāi)關(guān)仍選用OMRON公司的E3Z-L型放大器內(nèi)置型光電開(kāi)關(guān)（細(xì)小光束型），該光電開(kāi)關(guān)的原理和結(jié)構(gòu)以及調(diào)試方

17、法在前面已經(jīng)介紹過(guò)了。移動(dòng)料臺(tái)伸出和返回到位的位置是通過(guò)調(diào)整伸縮氣缸上兩個(gè)磁性開(kāi)關(guān)位置來(lái)定位的。要求縮回位置位于加工沖頭正下方；伸出位置應(yīng)與輸送單元的抓取機(jī)械手裝置配合，確保輸送單元的抓取機(jī)械手能順利地把待加工工件放到料臺(tái)上。2、加工（沖壓）機(jī)構(gòu)加工（沖壓）機(jī)構(gòu)如圖4-4所示。加工機(jī)構(gòu)用于對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工。它主要由沖壓氣缸、沖壓頭、安裝板等組成。沖壓臺(tái)的工作原理：當(dāng)工件到達(dá)沖壓位置既伸縮氣缸活塞桿縮回到位，沖壓缸伸出對(duì)工件進(jìn)行加工，完成加工動(dòng)作后沖壓缸縮回，為下一次沖壓做準(zhǔn)備。 沖頭根據(jù)工件的要求對(duì)工件進(jìn)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(duì)沖壓缸進(jìn)行固定。加工單元機(jī)械部

18、件的裝配和調(diào)整請(qǐng)參閱“YL-335A機(jī)械裝配手冊(cè)”。3、電磁閥組加工單元的氣爪、物料臺(tái)伸縮氣缸和沖壓氣缸均用三個(gè)二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁閥控制，三個(gè)控制閥集中安裝在帶有消聲器的匯流板組成，如圖4-5所示。圖中，前面的沖壓缸控制電磁閥所配的快速接頭口徑較大，這是由于沖壓缸對(duì)氣體的壓力和流量要求比較高，沖壓缸的配套較粗氣管的緣故。圖4-5 電磁閥組這三個(gè)閥分別對(duì)沖壓氣缸、物料抬手爪氣缸和物料臺(tái)伸縮氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。電磁閥所帶手控開(kāi)關(guān)有鎖定（LOCK）和開(kāi)啟（PUSH）2種位置。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，使手控開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟位置，可以使用手控開(kāi)關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路

19、的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制，以改變沖壓缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。4.1.3 氣動(dòng)控制回路本工作單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖4-6所示。1B1和1B2為安裝在沖壓氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，2B1和2B2為安裝在物料臺(tái)伸縮氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，3B1為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制沖壓氣缸、物料臺(tái)伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。圖4-6 加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖從圖4-6可以看到，當(dāng)氣源接通時(shí)，料臺(tái)伸出氣缸的初始狀態(tài)是在伸出位置。這一點(diǎn)，在進(jìn)行氣路安裝時(shí)應(yīng)予注意。4.2 加工單元的PLC控制及

20、編程4.2.1 PLC的I/O 接線本單元中，傳感器信號(hào)占用6個(gè)輸入點(diǎn)，留出2個(gè)點(diǎn)提供給提供給急停按鈕和啟/停按鈕作本地主令信號(hào)，則所需的PLC I/O點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)輸入/3點(diǎn)輸出，選用西門(mén)子S7-222 AC/DC/RLY主單元，共8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出，加工單元的I/O接線原理圖如圖4-7所示，接線端口的端子接線圖則如圖4-8所示。圖4-7 加工單元PLC的I/O接線原理圖4.2.2加工單元的編程要點(diǎn)1、在YL-335的加工單元中，提供一個(gè)啟動(dòng)/停止按鈕和一個(gè)急停按鈕。與供料單元同樣，如果需要有啟動(dòng)和停止2種主令信號(hào)，只能由軟件編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方法在第三章中已經(jīng)闡述，這里不再重復(fù)。本單元的急停

21、按鈕是當(dāng)本單元出現(xiàn)緊急情況下提供的局部急停信號(hào)，一旦發(fā)生，本單元所有機(jī)構(gòu)應(yīng)立即停止運(yùn)行，直到急停解除為止；同時(shí)，急停狀態(tài)信號(hào)應(yīng)回饋到系統(tǒng)，以便協(xié)調(diào)處理。2、加工單元的工藝過(guò)程也是一個(gè)順序控制：物料臺(tái)的物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后，按照，機(jī)械手指夾緊工件物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方?jīng)_壓氣缸向下伸出沖壓工件完成沖壓動(dòng)作后向上縮回物料臺(tái)重新伸出到位后機(jī)械手指松開(kāi)的順序完成工件加工工序，并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。下面給出YL-335A出廠例程中加工單元程序清單供讀者在實(shí)訓(xùn)時(shí)參考。主程序如圖4-9 所示，它只是在每一掃描周期(SM0.0 ON)調(diào)用2個(gè)子程序，一個(gè)是啟動(dòng)/停止子程序，其功能是在讀取主站發(fā)

22、送來(lái)的控制命令以及把本站狀態(tài)信號(hào)寫(xiě)到通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。另一個(gè)子程序則是完成加工工藝控制功能。圖4-9 加工站主程序梯形圖啟動(dòng)/停止子程序如圖4-10所示圖4-10 啟動(dòng)/停止子程序梯形圖第六章 分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制6.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)6.1.1 分揀單元的功能分揀單元是YL-335A中的最末單元，完成對(duì)上一單元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開(kāi)始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。如圖6-1所示分揀單元實(shí)物的全貌。圖6-1分揀單元實(shí)物的全貌6.1.2 分揀單元的結(jié)構(gòu)組成分揀單元的結(jié)構(gòu)組成如圖6

23、-2所示。其主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，底板等。傳送和分揀機(jī)構(gòu)如圖6-3所示。傳送已經(jīng)加工、裝配好的工件，在光纖傳感器檢測(cè)到并進(jìn)行分揀。它主要由傳送帶、物料槽、推料（分揀）氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應(yīng)接近式傳感器組成。 傳送帶是把機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)加工好的工件進(jìn)行傳輸，輸送至分揀區(qū)。導(dǎo)向件是用糾偏機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)的工件。兩條物料槽分別用于存放加工好的黑色工件和白色工件。傳送和分揀的工作原理：本站的功能是完成從裝配站送來(lái)的裝配好的工件進(jìn)行分揀。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并為入料口漫射式光電傳感器檢測(cè)到時(shí)，將信號(hào)傳輸給PLC，通過(guò)

24、PLC的程序啟動(dòng)變頻器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作，把工件帶進(jìn)分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則檢測(cè)白色物料的光纖傳感器動(dòng)作，作為1號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到1號(hào)槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，檢測(cè)黑色的光纖傳感器作為2號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到2號(hào)槽里。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束。在每個(gè)料槽的對(duì)面都裝有推料（分揀）氣缸，把分揀出的工件推到對(duì)號(hào)的料槽中。在兩個(gè)推料（分揀）氣缸的前極限位置分別裝有磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，在PLC的自動(dòng)控制可根據(jù)該信號(hào)來(lái)判別分揀氣缸當(dāng)前所處位置。當(dāng)推料（分揀）氣缸將物料推出時(shí)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作輸出信號(hào)為“1”，反之，輸出信號(hào)為“0”。在安裝和調(diào)試傳送、分揀機(jī)構(gòu)時(shí)須

25、注意：分揀單元的兩個(gè)氣缸安裝時(shí)需注意：一是安裝位置，應(yīng)使工件從料槽中間被推入；二是要注意安裝水平，否則有可能推翻工件。為了準(zhǔn)確且平穩(wěn)地把工件從滑槽中間推出，需要仔細(xì)地調(diào)整兩個(gè)分揀氣缸的位置和氣缸活塞桿的伸出速度，調(diào)整方法在前面已經(jīng)敘述過(guò)了。在傳送帶入料口位置裝有漫射式光電傳感器，用以檢測(cè)是否有工件輸送過(guò)來(lái)進(jìn)行分揀。有工件時(shí)，漫射式光電傳感器將信號(hào)傳輸給PLC，用戶PLC程序輸出啟動(dòng)變頻器信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)三相減速電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，將工件輸送至分揀區(qū)。該光電開(kāi)關(guān)靈敏度的調(diào)整以能在傳送帶上方檢測(cè)到工件為準(zhǔn)，過(guò)高的靈敏度會(huì)引入干擾。在傳送帶上方分別裝有兩個(gè)光纖傳感器如圖6-4所示，光纖傳感器由光纖檢測(cè)頭、光纖

26、放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測(cè)頭是分離的兩個(gè)部分，光纖檢測(cè)頭的尾端部分分成兩條光纖，使用時(shí)分別插入放大器的兩個(gè)光纖孔。放大器的安裝示意如圖6-5所示 光纖傳感器也是光電傳感器的一種，相對(duì)于傳統(tǒng)電量型傳感器（熱電偶、熱電阻、壓阻式、振弦式、磁電式），光纖傳感器具有下述優(yōu)點(diǎn)：抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境，傳輸距離遠(yuǎn)，使用壽命長(zhǎng)，此外，由于光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方。光纖式光電接近開(kāi)關(guān)的放大器的靈敏度調(diào)節(jié)范圍較大。當(dāng)光纖傳感器靈敏度調(diào)得較小時(shí)，反射性較差的黑色物體，光電探測(cè)器無(wú)法接收到反射信號(hào)；而反射性較好的白色物體，光電探測(cè)器就可以接收到反射信號(hào)。反之，若調(diào)高光纖傳感器

27、靈敏度，則即使對(duì)反射性較差的黑色物體，光電探測(cè)器也可以接收到反射信號(hào)。從而可以通過(guò)調(diào)節(jié)靈敏度判別黑白兩種顏色物體，將兩種物料區(qū)分開(kāi)，從而完成自動(dòng)分揀工序。圖6-6給出了放大器單元的俯視圖，調(diào)節(jié)其中部的8旋轉(zhuǎn)靈敏度高速旋鈕就能進(jìn)行放大器靈敏度調(diào)節(jié)（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)靈敏度增大）。調(diào)節(jié)時(shí)，會(huì)看到“入光量顯示燈”發(fā)光的變化。當(dāng)探測(cè)器檢測(cè)到物料時(shí)，“動(dòng)作顯示燈”會(huì)亮，提示檢測(cè)到物料。E3Z-NA11型光纖傳感器電路框圖如圖6-7所示，接線時(shí)請(qǐng)注意根據(jù)導(dǎo)線顏色判斷電源極性和信號(hào)輸出線，本單元使用的是褐色、黑色、和藍(lán)色線。圖6-7 E3Z-NA11型光纖傳感器電路框圖2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖6-8所示。采用的三相

28、減速電機(jī)，用于拖動(dòng)傳送帶從而輸送物料。它主要由電機(jī)支架、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器等組成。三相電機(jī)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部分，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢由變頻器來(lái)控制（變頻器具體操作見(jiàn)6.2.2），其作用是帶傳送帶從而輸送物料。電機(jī)支架用于固定電動(dòng)機(jī)。聯(lián)軸器由于把電動(dòng)機(jī)的軸和輸送帶主動(dòng)輪的軸聯(lián)接起來(lái)，從而組成一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在安裝和調(diào)整時(shí)，要注意電動(dòng)機(jī)的軸和輸送帶主動(dòng)輪的軸必須要保持在同一直線上。3.電磁閥組 分揀單元的電磁閥組只使用了兩個(gè)由二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這兩個(gè)閥分別對(duì)白料推動(dòng)氣缸和黑料推動(dòng)氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。所采用的電磁閥所帶手控開(kāi)關(guān)有鎖定（LOCK）和開(kāi)啟

29、（PUSH）2種位置。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，使手控開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟位置，可以使用手控開(kāi)關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制，以改變推料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。6.1.3 氣動(dòng)控制回路本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖6-9所示。圖中1A和2A分別為分揀一氣缸和分揀二氣缸。1B1為安裝在分揀一氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)，2B1為安裝在分揀二氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1和2Y1分別為控制分揀一氣缸和分揀二氣缸的電磁閥的電磁控制端。圖6-9 分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖6.2 分揀單元的PLC控制及編程6.2.1 PLC的I/O 接線本單元中，傳感器信號(hào)占用5個(gè)輸入

30、點(diǎn)，留出2個(gè)點(diǎn)提供給急停按鈕和啟/停按鈕作本地主令信號(hào)，共需7點(diǎn)輸入；輸出點(diǎn)數(shù)為4個(gè)，其中2個(gè)輸出點(diǎn)提供給變頻器使用。選用西門(mén)子S7-222 AC/DC/RLY主單元，共8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出，供料單元的I/O接線原理圖如圖6-8所示。如果用戶希望增加變頻器的控制點(diǎn)數(shù)，可重新組態(tài)，更改輸出端子的接線，即把Q0.4和Q0.5分配給分揀氣缸電磁閥，而把Q0.0Q0.2分配給變頻器的5、6、7號(hào)控制端子用。圖6-10 分揀單元PLC的I/O接線原理圖分揀單元與前述幾個(gè)單元電氣接線方法有所不同，該單元的變頻器模塊是安裝在抽屜式模塊放置架上的。因此，該單元PLC輸出到變頻器控制端子的控制線，須首先通過(guò)接線端口連接到實(shí)訓(xùn)臺(tái)面上的接線端子排上，然后用安全導(dǎo)線插接到變頻器模塊上。同樣，變頻器的驅(qū)動(dòng)輸出線也須首先用安全導(dǎo)線插接到實(shí)訓(xùn)