自動化生產(chǎn)線的安裝調(diào)試結(jié)業(yè)報告

1、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試報告 課程名稱_實訓(xùn)班級_小組成員_指導(dǎo)教師_完成日期_ 目錄一緒論.1二亞龍YL-335B試驗臺的基本組成和工作原理。.3三相應(yīng)站的整體介紹.7 3. 1主站的動作順序和作用.73. 2供料站的動作順序和作用.83. 3加工站的動作順序和作用.93. 4裝配站的動作順序和作用.103. 5分揀站的動作順序和作用.11 四供料站的具體介紹.124. 1氣動元件.124. 2氣動控制回路.134. 3傳感器. 13 4.4PLC i/o分配表及接線 .144. 5 PLC程序 .164.6調(diào)試與運行.18五.調(diào)試中遇到的問題和解決方法.18六心得與體會.19 緒論 現(xiàn)代化的

2、自動生產(chǎn)設(shè)備（自動生產(chǎn)線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動等機構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機地融合在一起。 可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價格比且編程簡單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝備在鋁

3、合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，構(gòu)成一個典型的自動生產(chǎn)線的機械平臺，系統(tǒng)各機構(gòu)的采用了氣動驅(qū)動、變頻器驅(qū)動和步進（伺服）電機位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS485串行通訊實現(xiàn)互連的分布式控制方式。因此，YL-335B綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識，如氣動控制技術(shù)、機械技術(shù)（機械傳動、機械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、步進電機位置控制和變頻器技術(shù)等。利用YL-335B，可以模擬一個與實際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)者得到一個非常接近于實際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實際應(yīng)用之間的距離。

4、 YL-335B采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對獨立的模塊，并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，具有較強的互換性?？筛鶕?jù)實訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進行不同的組合、安裝和調(diào)試，達到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)，十分適合教學(xué)實訓(xùn)考核或技能競賽的需要。 可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價格比且編程簡單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。 因此，本設(shè)計將組態(tài)技術(shù)與PLC技術(shù)，有機結(jié)合起來，運用組態(tài)技術(shù)，對自動生產(chǎn)線的各單元進行高仿真。達到模擬運行的

5、目的。二、亞龍YL-335B實驗臺的基本組成和工作原理2.1 YL-335B的基本組成亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實驗臺由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)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。外形如下所示。其中，每一個單元都可以是一個獨立的系統(tǒng)，同時也是一個機電一體化的系統(tǒng)。各個單元的執(zhí)行機構(gòu)基本上以氣動執(zhí)行機構(gòu)為主，但輸送單元的機械手裝置整體運動則采取步進電機驅(qū)動、精密定位的位置控制，該驅(qū)動系統(tǒng)具有長行程，多定位點的特點，是一個典型的唯一的位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動則采用了通用變頻器驅(qū)動三相異步電動機的交流傳動裝置。位置控制和變頻器技術(shù)室現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛

6、的電氣控制技術(shù)。 在YL-335B設(shè)備上應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運動位置，物體通過的狀態(tài)，物體的顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)高度自動化的前提之一。在控制方面，YL-335B 采用了基于RS485 串行通信的PLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案，即每一工作單元由一臺 PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 PLC 之間通過 RS485 串行通訊實現(xiàn)互連的分布式控制方式。用戶可根據(jù)需要選擇不同廠家的 PLC 及其所支持的 RS485 通信模式，組建成一個小型的 PLC 網(wǎng)絡(luò)。小型 PLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉的特點在小型自動生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工

7、業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中仍占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。另一方面，掌握基于 RS485 串行通信的 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為進一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等打下了良好的基礎(chǔ)。 YL-335B各單元在實訓(xùn)臺上的分布的俯視圖如下。 YL-335B的工作原理是使各工作單元通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個分布式的控制系統(tǒng)，采用西門子的S7-200系列PLC的設(shè)備。 當(dāng)工作單元自成一個獨立的系統(tǒng)時，其設(shè)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。按鈕指示燈模塊如下圖所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。模塊盒上器件包括： 指示燈（24VDC） ：黃色（HL1） 、綠色（HL2） 、紅色（H

8、L3）各一個。 主令器件：綠色常開按鈕 SB1 一個 紅色常開按鈕 SB2 一個 選擇開關(guān) SA（一對轉(zhuǎn)換觸點） 急停按鈕 QS（一個常閉觸點） 各工作站PLC 配置如下： 輸送單元：S7-226 DC/DC/DC 主單元，共24 點輸入，16 點晶體管輸出。供料單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點輸入和 10 點繼電器輸出。加工單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點輸入和 10 點繼電器輸出。裝配單元：S7-226 AC/DC/RLY 主單元，共 24 點輸入，16 點繼電器輸出。分揀單元：S7-224 XP AC/DC/RLY主單元，共 14

9、點輸入和 10 點繼電器輸出。3 相應(yīng)站的介紹3.1主站輸送單元工藝功能是：驅(qū)動其抓取機械手裝置精確定位到指定單元的物料臺，在物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點然后放下的功能。 YL335B 出廠配置時，輸送單元在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中擔(dān)任著主站的角色，它接收來自觸摸屏的系統(tǒng)主令信號，讀取網(wǎng)絡(luò)上各從站的狀態(tài)信息，加以綜合后，向各從站發(fā)送控制要求，協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。 輸送單元由抓取機械手裝置、直線運動傳動組件、拖鏈裝置、PLC 模塊和接線端口以及按鈕/指示燈模塊等部件組成。下圖是安裝在工作臺面上的輸送單元裝置側(cè)部分。 具體構(gòu)成如下： 氣動手爪：用于在各個工作站物料臺上抓取/放下工件。由一個二位

10、五通雙向電控閥控制。 伸縮氣缸：用于驅(qū)動手臂伸出縮回。由一個二位五通單向電控閥控制。 回轉(zhuǎn)氣缸：用于驅(qū)動手臂正反向 90 度旋轉(zhuǎn)，由一個二位五通單向電控閥控制。 提升氣缸：用于驅(qū)動整個機械手提升與下降。由一個二位五通單向電控閥控制。 傳動組件由直線導(dǎo)軌底板、伺服電機及伺服放大器、同步輪、同步帶、直線導(dǎo)軌、滑動溜板、拖鏈和原點接近開關(guān)、左、右極限開關(guān)組成。 3.2供料站供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：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(jié)構(gòu)組成如下圖所示。 該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且

11、其活塞桿可從料倉的底部通過。當(dāng)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上時，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上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，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(zhǔn)備。 3.3加工站加工單元的功能是完成把待加工工件從物料臺移送到加工區(qū)域沖壓氣缸的正下方；完成對工件的沖壓加工，然后把加工好的工件重新送回物料臺的過程。 加工單元裝置側(cè)主要結(jié)構(gòu)組成為：加工臺及滑動機

12、構(gòu)，加工（沖壓）機構(gòu)，電磁閥組，接線端口，底板等。其中，該單元機械結(jié)構(gòu)總成如下圖所示。 工作原理：滑動加工臺在系統(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(dāng)輸送機構(gòu)把物料送到料臺上，物料檢測傳感器檢測到工件后， PLC 控制程序驅(qū)動氣動手指將工件夾緊加工臺回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方?jīng)_壓氣缸活塞桿向下伸出沖壓工件完成沖壓動作后向上縮回加工臺重新伸出到位后氣動手指松開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。為下一次工件到來加工做準(zhǔn)備。3.4裝配站裝配單元的功能是完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到放置在裝配料斗的待裝配工件中的裝配過程。 裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包

13、括：管形料倉，供料機構(gòu)，廻轉(zhuǎn)物料臺，機械手，待裝配工件的定位機構(gòu)，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(gòu)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，機械裝配圖如下圖所示： 工作過程：PLC 驅(qū)動與豎直移動氣缸相連的電磁換向閥動作，由豎直移動帶導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動氣動手指向下移動，到位后，氣動手指驅(qū)動手爪夾緊物料，并將夾緊信號通過磁性開關(guān)傳送給 PLC， 在 PLC 控制下， 豎直移動氣缸復(fù)位， 被夾緊的物料隨氣動手指一并提起，離開當(dāng)廻轉(zhuǎn)物料臺的料盤，提升到最高位后，水平移動氣缸在與之對應(yīng)的換向閥的驅(qū)動下，活塞桿伸出

14、，移動到氣缸前端位置后，豎直移動氣缸再次被驅(qū)動下移，移動到最下端位置，氣動手指松開，經(jīng)短暫延時，豎直移動氣缸和水平移動氣缸縮回，機械手恢復(fù)初始狀態(tài)。 3.5分揀站分揀單元是完成對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始送入分揀區(qū)進行分揀。 分揀單元主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機構(gòu)，傳動帶驅(qū)動機構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，PLC 模塊，按鈕/指示燈模塊及底板等。其中，機械部分的裝配總成如下圖。 傳送和分揀的工作原理：當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口漫射式光電傳感器

15、檢測到時，將信號傳輸給 PLC，通過 PLC 的程序啟動變頻器，電機運轉(zhuǎn)驅(qū)動傳送帶工作，把工件帶進分揀區(qū)，如果進入分揀區(qū)工件為白色，則檢測白色物料的光纖傳感器動作，作為 1 號槽推料氣缸啟動信號，將白色料推到 1 號槽里，如果進入分揀區(qū)工件為黑色，檢測黑色的光纖傳感器作為 2 號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到 2 號槽里。自動生產(chǎn)線的加工結(jié)束。 四供料站的具體介紹4.1氣動元件供料站氣動控制回路采用標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸作為執(zhí)行元件為了使氣缸的動作平穩(wěn)可靠，使用單向節(jié)流閥單對氣缸的運動速度加以控制，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，也稱為速度控制閥。單電控

16、電磁換向閥、電磁閥組。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。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(gòu)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。4.2 氣動控制回路氣動控制回路是本工作單元的執(zhí)行機構(gòu)，該執(zhí)行機構(gòu)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2-1所示。 氣

17、動控制回路的工作原理2-1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(yīng)接近開關(guān)，2B1和2B2為安裝在推料缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。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(shè)定在縮回狀態(tài)。4.3傳感器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(yīng)開關(guān)信號。1、磁性開關(guān)YL-335B 所使用的氣缸都是帶磁性開關(guān)的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導(dǎo)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

18、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(cè)的磁性開關(guān)則是用來檢測氣缸活塞位置，即檢測活塞的運動行程的。 在磁性開關(guān)上設(shè)置的 LED 顯示用于顯示其信號狀態(tài)，供調(diào)試時使用。磁性開關(guān)動作時，輸出信號“1” ，LED亮；磁性開關(guān)不動作時，輸出信號“0” ，LED不亮。磁性開關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開它的緊固定位螺栓，讓磁性開關(guān)著氣缸滑動，到達指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開關(guān)有藍色和棕色2根引出線， 使用時藍色引出線應(yīng)連接到 PLC 輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到PLC 輸入端。2、漫射式光電接近開關(guān)漫射式光電接近開關(guān)供料單元中，用來檢測工件不足或工件有無的漫射

19、式光電接近開關(guān)選用神視（OMRON）公司的 CX-441（E3Z-L61）型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細小光束型，NPN 型晶體管集電極開路輸出），。該光電開關(guān)的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋鈕與顯示燈如圖2-2所示。CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)的外形和調(diào)節(jié)旋鈕、顯示燈。圖 2-24.4 PLC的i/o接線根據(jù)工作單元裝置的I/O 信號分配（表2-3）和工作任務(wù)的要求，供料單元PLC 選用S7-224 AC/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2-4所示，接線原理圖則見圖2-5。 表 2-3 供料單元裝置側(cè)的接線端口信號端子的分配 圖2-4 供料單元PLC的 I/O分配表 圖2-5 供料單元PLC的接線圖4.5 PLC程序圖4.6調(diào)試與運行（1）調(diào)整氣動部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理，氣缸的動作速度是否合理。（2）檢