自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝站設(shè)計(jì)

1研究的目的及意義1.1研究的目的及意義機(jī)電一體化是將機(jī)械、電子與信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程整體最優(yōu)化的一種新技術(shù)。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。模塊生產(chǎn)系統(tǒng)(ModularProductionSystem)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，為我們學(xué)習(xí)掌握機(jī)電一體化技術(shù)提供了極好的訓(xùn)練平臺(tái)。我們的主要任務(wù)是剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)中各機(jī)械部分的工作原理及功能、機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式，繪制工作原理圖、主要部件圖及其裝配圖，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的氣壓傳動(dòng)過(guò)程，熟悉氣壓傳動(dòng)的基本元件和回路，繪制各工作站氣壓傳動(dòng)回路工作原理圖，在理論分析的基礎(chǔ)上能正確的選擇各組成元件。運(yùn)用可編程序控制器編程軟件，核對(duì)各站控制程序及控制端口，剖析原設(shè)計(jì)編程原理，論述控制過(guò)程。剖析模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制程序，論述該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出新的設(shè)計(jì)方案。我們通過(guò)對(duì)模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際參觀、操作、測(cè)繪、制圖、編程設(shè)計(jì)和運(yùn)行工作，同時(shí)對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，掌握模塊生產(chǎn)系統(tǒng)各部分的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計(jì)方法。模塊生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練是綜合性的系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，是機(jī)械、氣壓和電子技術(shù)各專業(yè)協(xié)同合作的結(jié)晶，也是培養(yǎng)我們團(tuán)隊(duì)精神的訓(xùn)練。1.2自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)概況該自動(dòng)化生產(chǎn)線是由獨(dú)立的六個(gè)工作站相互連接而成。它們分別是上料檢測(cè)站、搬運(yùn)站、加工檢測(cè)站、安裝站、安裝搬運(yùn)站和分類站。這六個(gè)站連接成生產(chǎn)線后可完成工件類別的檢測(cè)、加工、搬運(yùn)、安裝和分類。上料檢測(cè)站：回轉(zhuǎn)上料臺(tái)將工件依次送到檢測(cè)工位一一提升裝置將工件提升并檢測(cè)工件顏色；搬運(yùn)站：將工件從上站搬運(yùn)至下一站；加工站：用回轉(zhuǎn)臺(tái)將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換一一鉆孔單元打孔一一檢測(cè)單元檢測(cè)正、次品；安裝站：選擇要安裝工件的料倉(cāng)一一將工件從料倉(cāng)中推出一一將工件安裝到位；安裝搬運(yùn)站：正品：將上站正品工件拿起放入安裝工位一一將安裝好工件拿起放下站；次品：將上站次品工件拿起放人堆放次品處；分類站：按工件類型分類一一將工件推入庫(kù)房。工件在生產(chǎn)線上的物流加工的傳遞過(guò)程：上料檢測(cè)站將大工件按順序排好后提升傳送，搬運(yùn)站將大工件從上料檢測(cè)站搬至加工站，加工站將大工件加工并檢測(cè)被加工的工件，產(chǎn)生成品或廢品信息，通知下站，安裝搬運(yùn)站將成品送至安裝工位，安裝站再將小工件裝入大工件中，最后，由安裝搬運(yùn)站再將安裝好的工件送至分類站，分類站將工件按類送入相應(yīng)的料倉(cāng)并統(tǒng)計(jì)工件的數(shù)量和總量，如加工站有廢品產(chǎn)生，則安裝搬運(yùn)站將廢品直接送入廢品收料站。圖1自動(dòng)化生產(chǎn)線2安裝站總體方案設(shè)計(jì)2.1安裝站總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與論證安裝站功能：1.選擇要安裝工件的料倉(cāng);將工件從料倉(cāng)中堆出；將工件安裝到位。安裝站由2個(gè)紅外傳感器、6個(gè)磁性開關(guān)、4個(gè)氣壓缸和7個(gè)電磁閥組成。安裝站上有兩個(gè)料筒，里面裝有黑、白兩種小工件，當(dāng)加工后的工件被檢測(cè)合格后，第五站將其搬運(yùn)到安裝臺(tái)上，此時(shí)第四站通過(guò)同步帶帶動(dòng)吸嘴，將小工件安裝到加工后工件鉆好的孔內(nèi)，安裝好后，恢復(fù)到原位，同時(shí)給第五站一個(gè)信號(hào)，讓機(jī)械手將安裝好的組合件搬走。安裝站機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如右:圖中所示:①裝配氣缸⑵同步帶①吸盤①物料①推料氣缸①送料氣缸2.2安裝站工作流程圖圖安裝站機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如右:圖中所示:①裝配氣缸⑵同步帶①吸盤①物料①推料氣缸①送料氣缸2.2安裝站工作流程圖圖3安裝站機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下流程圖圖示，在接收前站的信息后，根據(jù)PLC給出的控制信號(hào)，先讓汽缸一動(dòng)作，使?jié)L輪向上運(yùn)動(dòng)檢測(cè)3秒是否到位。若沒(méi)到位則報(bào)警；若是則進(jìn)行下一工作。下一工作讓汽缸三動(dòng)作使小工件處于合理抓取位。接著推料汽缸二動(dòng)作使工件位于正確位置。再接著讓汽缸一動(dòng)作下降抓取小工件（真空發(fā)生器作用吸盤吸附小工件）并送至五站進(jìn)行裝配將小工件裝入大工件中。圖4安裝站工作流程圖2.3傳動(dòng)方案論證與改進(jìn)方案一：自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動(dòng)部分是齒輪齒條一同步帶。方案二：自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動(dòng)部分是鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)一同步帶。方案三：自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝站的主要機(jī)械傳動(dòng)部分是鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)一四桿機(jī)構(gòu)。方案論證：在總體方案設(shè)計(jì)中，首先需要一個(gè)機(jī)構(gòu)將裝配氣缸推桿輸出的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)和齒輪齒條都可以實(shí)現(xiàn)此目的。各自特點(diǎn)如下：齒輪齒條，優(yōu)點(diǎn)：承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無(wú)限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高；缺點(diǎn)：若加工安裝精度差，傳動(dòng)噪音大，磨損大。鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)精度較低，容易發(fā)生繞繩、咬繩故障，安全性較差，并且占據(jù)空間比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同步帶，同步帶傳動(dòng)綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)帶齒與輪的齒槽相嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力，傳動(dòng)準(zhǔn)確，工作時(shí)無(wú)滑動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低，維護(hù)保養(yǎng)方便，不需潤(rùn)滑，維護(hù)費(fèi)用低，相對(duì)于V型帶傳送，預(yù)緊力較小，軸和軸承上所受載荷小。考慮到自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝站的實(shí)際情況，我們對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，把原來(lái)的鋼絲繩滾筒一同步帶傳動(dòng)改為齒輪齒條一同步帶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，即選用方案一的傳動(dòng)方式既可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求，也可以使結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。2.4氣壓驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)第四站主要是控制各氣缸的位置來(lái)完成工件的安裝，通電后，打開空氣壓縮機(jī)，將產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器（主要清除其中的固態(tài)雜質(zhì)，水滴，油圬等），再經(jīng)過(guò)電磁閥（雙向電磁閥、單向電磁閥）控制各氣缸的運(yùn)動(dòng)。氣缸的極限位控制主要是同過(guò)傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)控制，經(jīng)過(guò)PLC處理后輸出，完成一個(gè)機(jī)械動(dòng)作，氣缸的排氣是通過(guò)電磁閥處的排氣設(shè)備排出，在此處安排了消聲器，可以減少排氣時(shí)的噪音。這樣就完成了一個(gè)電氣回路過(guò)程。氣壓動(dòng)作傳動(dòng)回路原理示意圖（圖5）

?fol第四站-安裝站氣動(dòng)圖1_1T14-I5□4-口T+I14B14E2執(zhí)行器4Y1Td4—^iTE-必To4F〕ToIfI口4-?fol第四站-安裝站氣動(dòng)圖1_1T14-I5□4-口T+I14B14E2執(zhí)行器4Y1Td4—^iTE-必To4F〕ToIfI口4-住rE-ogTo4-Hi1Y2圖5安裝站氣動(dòng)圖各動(dòng)作過(guò)程所用傳感器原理及工作過(guò)程介紹:傳感器：安裝站主要是對(duì)氣缸的運(yùn)動(dòng)位置的控制，所用傳感器均為電感磁吸位移傳感器，型號(hào)均為D-C73。當(dāng)接通電源后，在磁性開關(guān)的感應(yīng)面將產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近此感應(yīng)面時(shí)，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來(lái)完成無(wú)接觸檢測(cè)物體的目的。工作過(guò)程：它產(chǎn)生的主要是電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)通信端子排或控制面板端子排，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳遞給PLC可編程序控制器，可編程控制器進(jìn)一步將信號(hào)傳遞給執(zhí)行連接端子排，通過(guò)它來(lái)激活驅(qū)動(dòng)部分來(lái)完成操作。傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)也可以直接傳遞給執(zhí)行連接端子排，然后激活驅(qū)動(dòng)部分來(lái)完成操作。動(dòng)作過(guò)程所用個(gè)別元件介紹：真空發(fā)生器：ZH05B（噴嘴直徑為5mm）汽缸：CDJ2B10-60-B（缸徑為10mm，行程為60mm，開關(guān)環(huán)帶安裝）CDJ2B16-60-B（缸徑為16mm，行程為60mm，開關(guān)環(huán)帶安裝）CDJ2B20-45（缸徑為20mm，行程為45mm，開關(guān)環(huán)帶安裝）電磁閥：SY3120-5LZD-M5（二位五通電磁閥）電磁換向閥的基本工作原理：通過(guò)電磁鐵控制滑閥閥芯的不同位置，以改變形油液的流動(dòng)方向。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，滑閥由彈簧保持在中間位置或初始位置（脈沖式閥除外）。2.5傳感檢測(cè)部分改進(jìn)通過(guò)觀察生產(chǎn)線系統(tǒng)的運(yùn)行工作情況，發(fā)現(xiàn)安裝站在工作中存在以下問(wèn)題：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿上的吸嘴未成功將料移走時(shí)，在下一工作循環(huán)開始后，推料氣缸未能判斷料的有無(wú)，繼續(xù)動(dòng)作，推動(dòng)推料塊向前運(yùn)動(dòng)，由于擋料塊中有料，發(fā)生卡死，使氣缸動(dòng)作無(wú)法到位，4B2傳感器接收不到信號(hào)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障。解決方案:在下圖6所示部位增加一個(gè)紅外傳感器，可以檢測(cè)擋料塊中物料的有無(wú)，并通過(guò)修改PLC程序，當(dāng)料塊中有料時(shí)，推料氣缸不動(dòng)作；當(dāng)擋料塊中無(wú)料時(shí)，推料氣缸發(fā)生動(dòng)作，從而保障系統(tǒng)正常運(yùn)行。圖6安裝站俯視圖紅外傳感器的選型：E18-D80NK-N這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過(guò)調(diào)制后發(fā)出，接收頭對(duì)反射光進(jìn)行解調(diào)輸出。有效的避免了可見光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測(cè)80厘米距離的問(wèn)題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測(cè)的最大距

離也有不同；白色物體最遠(yuǎn)，黑色物體最近）。檢測(cè)物料的距離可以根據(jù)要求通過(guò)尾部的電位器旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以適用于自動(dòng)化生產(chǎn)線。檢測(cè)到目標(biāo)是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出，輸出外加一個(gè)1K歐姆左右上拉電阻即可連接到IO口上。其特點(diǎn)是：數(shù)字量輸出，不需要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，可直接接單片機(jī)的IO口，通過(guò)后面的可調(diào)電位器調(diào)整距離（3-80cm有效）。尺寸:直徑：17mm，傳感器長(zhǎng)度：45mm，引線長(zhǎng)度：45cm。伸圖7紅外傳感器3機(jī)構(gòu)硬件設(shè)計(jì)尺寸:直徑：17mm，傳感器長(zhǎng)度：45mm，引線長(zhǎng)度：45cm。伸圖7紅外傳感器3.1安裝站機(jī)械部分改進(jìn)設(shè)計(jì)控制傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的原機(jī)構(gòu)為鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)，由于其轉(zhuǎn)動(dòng)需要?dú)飧滋嵘麄€(gè)機(jī)械部分來(lái)實(shí)現(xiàn)，功耗大，傳動(dòng)精度較低，容易發(fā)生繞繩、咬繩故障，安全性較差，并且占據(jù)空間比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。經(jīng)過(guò)小組討論，決定將鋼絲繩滾筒機(jī)構(gòu)改進(jìn)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：消耗功率低，承載力大，安全性好，體積小，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無(wú)限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高。齒條的主要特點(diǎn)：由于齒條齒廓為直線，所以齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且等于齒廓的傾斜角，此角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為20°。與齒頂線平行的任一條直線上具有相同的齒距和模數(shù)。與齒頂線平行且齒厚等于齒槽寬的直線稱為分度線（中線），它是計(jì)算齒條尺寸的基準(zhǔn)線。結(jié)合實(shí)物測(cè)繪數(shù)據(jù)，我們給定模數(shù)m=2,齒輪齒數(shù)z=16，齒條齒寬b2=13mm，齒條高度H=10mm，計(jì)算見表1。

表1齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算:項(xiàng)目名稱計(jì)算公式及代號(hào)轉(zhuǎn)180。齒輪齒條數(shù)值齒輪齒數(shù)z116模數(shù)m2mm螺旋角P0?；君X廓壓力角a20=齒頂高系數(shù)h*1頂隙系數(shù)C*0.25齒輪變位系數(shù)x10.418齒寬齒輪bi10mm齒條b213mm齒條長(zhǎng)度L80mm項(xiàng)目名稱計(jì)算公式及代號(hào)轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值齒輪分度圓直徑d=mz/cosp32mm齒頂高齒輪h=(h*+x)m2.836mm齒條h=h*m2mm齒根高齒輪h=(h*+c*—x)m1.664mm齒條h=(h*+c*)m2.5mm齒高齒輪h=h+h4.5mm齒條齒輪中心到齒條中心距〃dH=r+xm2i16.8mm齒距p=兀m6.283mm齒條齒數(shù)z2=—+0.5n143.2安裝站機(jī)械部分三維圖圖8機(jī)械部分三維圖4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1PLC選型本模塊的六個(gè)工作站都是采用PLC進(jìn)行控制，而且PLC的型號(hào)均為S7-200,S7-200是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①極高的可靠性；②極豐富的指令集；③易于掌握；④便捷的操作；⑤豐富的內(nèi)置集成功能；⑥實(shí)時(shí)特性；⑦強(qiáng)勁的通訊能力；⑧豐富的擴(kuò)展模塊。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)

施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)oS7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用，CPU221?226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。此次課程設(shè)計(jì)采用了CPU226，該機(jī)集成24輸入點(diǎn)，16輸出點(diǎn)，共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。13K圖9CPU226的外形圖字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，圖9CPU226的外形圖4.2I/O地址定義在PLC接線及其編程中需要定義I/O地址，這樣可以清晰簡(jiǎn)單的完成一系列所期望的工作臺(tái)運(yùn)作。本工作站的公共I/O地址定義如下表1，安裝站I/O地址定義如下表3。表2公共I/O地址定義地址定義I1.0開始I1.1復(fù)位I1.2特殊I1.3手/自I1.4單/聯(lián)I1.5停止I1.6繼電器8I2.0?I2.4為通訊口Q1.2?Q1.6為通訊口Q1.2，Q1.3，Q1.4，Q1.6對(duì)應(yīng)后站的I2.0，I2.1，I2.2，I2.3Q1.5對(duì)應(yīng)前站I2.4Q1.2大工件顏色Q1.3小工件顏色Q1.4廢品Q0.0?Q0.6PLC動(dòng)作輸入Q0.7開始燈Q1.0復(fù)位燈B28停止燈

表3安裝站I/O地址定義地址定義I0.0機(jī)械臂安裝到位I0.1機(jī)械臂復(fù)位到位I0.2裝料缸后退到位I0.3裝料缸前進(jìn)到位I0.5推料縮進(jìn)到位I0.6推料伸出到位Q0.0機(jī)械臂安裝Q0.1機(jī)械臂復(fù)位Q0.2料桶縮進(jìn)Q0.3料桶伸出Q0.5抽真空Q0.6推料伸出4.3電路設(shè)計(jì)4.3.1控制面板控制面板有五個(gè)按鈕開關(guān)、二個(gè)選擇開關(guān)、一個(gè)急停開關(guān)和四個(gè)顯示燈。（1）表4按鈕按鈕編號(hào)功能含義1開始2復(fù)位3特殊功能按鈕4（兩位旋鈕）自動(dòng)/手動(dòng)5（兩位旋鈕）單站/聯(lián)網(wǎng)6（兩位旋鈕）停止/報(bào)警7上電8急停（2）表5顯示燈按鈕顯示燈綠色顯示燈1黃色顯示燈紅色顯示燈綠色顯示燈2功能含義開始指示復(fù)位指示停止指示上電指示4.3.2按鈕電路按鈕電路如圖10所示。開始『心聯(lián)11.011意停D13D14圖10按鈕電路圖停止B17上電R29B1711-5°_R16°4.3.3顯示燈電路顯示燈電路如圖11所示。上電停止燈I圖11顯示燈電路開始燈G10+24vB26Q074.3.4控制面板電路控制面板電路如圖12所示。B17BL6n,p皂停止□*■□COillOO*DO*單/嘲手/白麟購(gòu)mB1&撕極圖12控制面板電路圖4.3.5傳感器電路安裝站有六個(gè)傳感器，六個(gè)電磁換向閥，一個(gè)紅外傳感器。磁性開關(guān):接線圖中的10.0，I0.1，I0.2，I0.3，I0.5，I0.6接的磁性開關(guān)，磁性開關(guān)的型號(hào)為D-C73，接線原理如圖13所示。電阻+紅-"W—*——O發(fā)心晚'W-—極管■?圖13D-C73接線原理圖D-C73參數(shù)見表6。

表6D-Z73參數(shù)名稱D—Z73用途繼電器、程序控制器負(fù)載電壓24VDC100VAC負(fù)載電流5mA~40mA5mA~0mA泄漏電流0mA內(nèi)部電壓降<2.4V指示燈接通時(shí)發(fā)光二極管亮安裝形式軌道安裝響應(yīng)時(shí)間<1.2ms絕緣電阻500VDC時(shí)，>50MQ絕緣耐壓1500VAC，1min不擊穿環(huán)境溫度-10°C?+60°C保護(hù)構(gòu)造IEC規(guī)格IP67，防浸（JISC0920）以及防油構(gòu)造4.3.6氣缸電路Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3輸出控制的是電磁換向閥，電磁換向閥控制氣缸I,其接線原理圖如圖14所示。圖14氣缸I的接線原理圖圖15氣缸II的接線原理圖Q0.5,Q0.6輸出控制的是電磁換向閥，電磁換向閥控制氣缸II，其接線原理圖如圖15所示。

4.3.7真空發(fā)生器真空發(fā)生器的工作原理是利用噴管噴射壓縮空氣，在噴管出口形成射流，產(chǎn)生卷吸流動(dòng)，在卷吸作用下，使得噴管出口周圍的空氣不斷地被抽吸走，使吸腹腔內(nèi)的壓力降至大氣壓之下，形成一定真空度。本實(shí)驗(yàn)選用型號(hào)為ZH05B型真空發(fā)生器。原理圖和實(shí)物圖見圖16和圖17。圖16真空發(fā)生器原理圖圖17ZH05B型真空發(fā)生器圖16真空發(fā)生器原理圖圖17ZH05B型真空發(fā)生器4.3.8安裝站電氣圖執(zhí)行器!■■■通信端子排叫口10.■|IF131415I”ovoDala執(zhí)行器!■■■通信端子排叫口10.■|IF131415I”ovoDala□3□d□5□6o7av旬阪接線端子豐TI>0>〔>0寸C1J/\寸「>寸C1J<EN>寸nJ<?...■■■■寸1.1r?供電端子排F0第四站-安裝站電氣圖圖18安裝站電氣圖

從上站向下站控制面板輸入信號(hào)通信端子排輸出信號(hào)Cion控制面板一端子排■>PLC可編程-控制器，電源傳感器C4從上站向下站控制面板輸入信號(hào)通信端子排輸出信號(hào)Cion控制面板一端子排■>PLC可編程-控制器，電源傳感器C4執(zhí)行連接*端子排*驅(qū)動(dòng)部分4.4安裝站接線端子圖4.4.1電源及電源供電端子排供電：交流AC220V，市電，送入PLC可便程序控制器和開關(guān)電源；控制電源：直流DC24V，開關(guān)電源，送入PLC、各端子排、控制面板、傳感器、驅(qū)動(dòng)和伺服電路。F124VpowerInpu七24.VN*FL匚F124VpowerInpu七24.VN*FL匚czn24-X/NAPLCcco-PLCOLJ-tconPLCciij-tccnPLCOL-rtccnPO⑵。)111DV101QV-PO(14>MKLZ4VNA2WNA22+3E4-424-52+62+7nVaDV9DV10DY1:1DV12enputcpot^sjE4VNAPLCcamTilXVTOi24VE4VE4E4VC4P0<n,42)□VpowerInputOVC40VC4(￡2,的｝OVCOO連接控制面板各按鈕控制信號(hào)及指示燈，C為24針連接插頭，連接控制面板各按鈕控制信號(hào)及指示燈，TI1為信號(hào)輸入端子，TO1為信號(hào)輸出端子。_3LG11?__3LG11?_己【1二__qA■1L-7.J11己叩~E+-di-」《_■[iV1:.tiVF4的]<FVIZOVn區(qū)PVPN1--00PTT——1)PN201PN14]]PN302PN15---一iaPHD3PM1813FN5--一04-N：；.■-PN05PN1915PN7DbFN1ISPN3D7PNE617pll——PN214V而1匚1-初批PN2S-一T41/PN1]-一初WPNE3OV-l.rI'/圖21控制面板連接端子排4.4.3執(zhí)行部分接線端子排連接PLC編程器與傳感器和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。C4連接PLC可編程控制器；TI4傳感器輸入信號(hào)端子；TO4輸出電磁閥和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制信號(hào)。IIkkLi:15234□IIkkLi:15234□67891CIL云ITD4PNI一一一DDPN1330PN———QiFTdl[1PM3-—一PN4一03PM——04F'NFr——05PN706PN8-一一07PN9-一丑仰PN1O-一-E4VPN1L——-S4VPN1S-E4Vpni——rePN16——13PN17——14PN19——15PN19——KPN2017PN2h4VPN22——AVPN23-一一0VP限?！?VQin-14讀瞧】口KOE+瑜出戕態(tài)Y0E4Cio-o^CIU-I3諉數(shù)據(jù)DL使3滴出狀態(tài)￥駝目Cio-o3CID-I2讀救據(jù)un^022讀數(shù)據(jù)HQV022Cio-o2CI0-I1讀女狀態(tài)W21Clo-o1CIl-IO讀入狀態(tài)^020必讀數(shù)據(jù)況W20Clo-oOK019'<018i01a11IVOL7TI1-I6二電K016四W16TH-I5停止和15VOL5TT1-14草站股站W(wǎng)L4TH-I3手動(dòng)自動(dòng)^013-停止指示VOL3-To-o3TH-I2特珠羽能知旎-U特殊功能指示VOL2To-o2TH-11復(fù)位W1L豆位指示VOL：.To-o1TH-I0開始犯坯-刑筮指錄W10To1oDS<009HWO?^008WOBiQOZC4-19佃2推出至他皿尤I推出YOOtC^-o7C4-1S4卸推入至］位拓］51-抽真空W05C^-06淬放V004C4-&5C4-163B2神出至<003仲出V003C4-o4C^-15至；輔蛭］位<oo￡[?mrooeM-口314一田垣安裝復(fù)位安魅回復(fù)VOOLC4-o2C4-131印安好他KOOU逾WOOC4-o1圖23PLCI/O端子5安裝站控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1主控PLC介紹實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整個(gè)工作流程是通過(guò)一系列PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由電腦界面往PLC中輸入，S7-200是用梯型圖的方式來(lái)完成編程。PLC是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的控制器，具有很高的抗干擾性和可靠性，是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，采用了可編程序存儲(chǔ)器，并通過(guò)數(shù)字量或模擬量輸入輸出，用來(lái)監(jiān)測(cè)、控制各種類型的生產(chǎn)過(guò)程。PLC主要由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM/ROM）、輸入/輸出部件（I/O單元）、電源和編程器幾大部分組成，如圖24所示。中央處理器（CPU）：中央處理器是PLC的核心，起著總指揮的作用。將輸入信號(hào)送入PLC中存儲(chǔ)起來(lái)，按存放的先后順序取出用戶指令，進(jìn)行編譯；完成用戶指令規(guī)定的各種操作；將結(jié)果送到輸出端；響應(yīng)各種外圍設(shè)備（如打印機(jī)等）的請(qǐng)求；目前PLC中所用的處理器多為單片機(jī)，在高檔機(jī)中現(xiàn)己采用16位甚至32位單片機(jī)作為處理器。輸入模塊可編程控制器CPU模塊尤履g仔儲(chǔ)器輸出模塊接觸器電磁閥指示燈電源存儲(chǔ)器（ROM/RAM）：PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類：一類是RAM（即隨機(jī)存儲(chǔ)器），可以隨時(shí)由處理器對(duì)它進(jìn)行讀取、寫入；另一類是ROM（即只讀存儲(chǔ)器），處理器只能從中讀取而不能寫入。RAM主要用來(lái)存放各種暫存的數(shù)據(jù)，中間結(jié)果及用戶程序。ROM輸入模塊可編程控制器CPU模塊尤履g仔儲(chǔ)器輸出模塊接觸器電磁閥指示燈電源按鈕選擇開關(guān)限位開關(guān)電源編程器

圖24可編程控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輸入/輸出單元（I/O接口單元）：它起著PLC和外圍設(shè)備之間傳遞信息的作用，為了保證PLC可靠的工作，設(shè)計(jì)者在PLC的接口電路上采取了不少措施。輸入端采用光電偶合電路，可以大大減少電磁干擾。輸出也采用光隔離電路，并分為三種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。這使得PLC可以適應(yīng)各種用戶的不同要求，其中繼電器輸出型為有觸點(diǎn)輸出方式，可用于直流或低頻交流負(fù)載回路；晶閘管輸出型和晶體管輸出型皆為無(wú)觸點(diǎn)輸出方一式，前者可用于高頻大功率交流負(fù)載回路，后者則用于高頻小功率交流負(fù)載回路。而且有些輸出電路被做成模塊式，可插拔，更換起來(lái)十分方便。電源：PLC電源是指將外部交流電經(jīng)整流，濾波，穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成滿足PLC中央處理器，存儲(chǔ)器，輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電路或電源模塊為避免電源間干擾，輸入輸出接口電路的電源回路彼此相互獨(dú)立。編程器：編程器是PLC最重要的外圍設(shè)備，它實(shí)現(xiàn)了人與PLC的聯(lián)系對(duì)話。用戶利用編程工具不但可以輸入，檢查，修改和調(diào)試用戶程序，還可以監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)，修改內(nèi)部系統(tǒng)寄存器的設(shè)置參數(shù)以及顯示錯(cuò)誤代碼等。編程工具分兩種，一種是手持編程器，只需通過(guò)編程電纜與PLC相接，若PLC用的是RS422通信口，則須另加適配器。輸入/輸出擴(kuò)展接口：若主機(jī)單元（帶有處理器）的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)不夠用，可進(jìn)行輸入/輸出擴(kuò)展，即通過(guò)輸入/輸出擴(kuò)展接口電纜與輸入/輸出擴(kuò)展單元（不帶有處理器）相接，以擴(kuò)充輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。A/D，D/A單元一般也通過(guò)該接口與主機(jī)單元相接。本站通過(guò)通信轉(zhuǎn)換接口電纜將邏輯控制和順序控制系統(tǒng)的編程程序載入PLC,PLC在輸入處理階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)，并將此狀態(tài)存入輸入映像寄存器，接著轉(zhuǎn)入程序的執(zhí)行階段；PLC在程序執(zhí)行階段，按先左后右、先上后下的次序，逐條執(zhí)行程序指令，從輸入映像寄存器和其他元件映像寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)。通過(guò)它的通訊實(shí)現(xiàn)各站間數(shù)據(jù)傳遞和運(yùn)動(dòng)配合的控制。5.2.1安裝站PLC流?圖5.2.2安裝站PLC順序功能圖聯(lián)機(jī)無(wú)信號(hào)M8002YD01復(fù)蜃上電推出推出限位a歐oeg或m備（叫耳下，伸出、推九限位rOO6?開始開始指示KYoairooi上痕位E21上限位、TO對(duì)。0E!穌到位twasW^YM停伸出停矽堆機(jī)有信號(hào)，或恒機(jī)按特殊鍵一一一攻4或T1MICY000-Y026甘出到逝下礦■T（'伸出且到檢成垢又且到位）［Efyou下、推大限位YCTOO下降Y010YOOa:Y002Y004005T1TCY001EY。?伸出LDM8002ORBOUTY004SETM0LDM11OUTT2LDM0LDIX026LDM7ANDX011ORIX014OUTY005ANDX016ANBOUTT1LDMlORBLDM5ANDX001SFTLM50M0K20K1OUTY006ANDX003LDM12LDM2ANDX005SETM3ANDM8013ORBLDM8OUTY010LDM2ANDX000LDM0ANDX010OUTTOANDX016LDM3LDX020ANDM8013LDX026OUTY020OUTY011ANDX014LDX024LDM4LDIX014OUTY023MPSANDX012LDX023ANDX002ORBOUTY024RSTY021ANBLDM1LDM3ORBORM6ORM11LDM4ORM10SETY026ANDX000OUTY000LDM4ORBLDM4RSTY026LDM5ORM8LDX022ANDX006OUTY001OUTY022LDM6LDM1ENDANDX001ANDX006ANDX005SETY002ORBLDM3LDM7RSTY002LDT1LDPM10ORX004ANDX002ANBANIX003ORBSETY002LDM10LDM3ANDX001RSTY003LDY002LDPM10ANDX003ANDX003LDY003ANIX002ANDX002SETY003ORBLDM1ANBORM96收獲和體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生實(shí)踐部分中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)我們很重要。在以前，我們學(xué)的都是一些理論知識(shí)，而且我們光只注意一些理論知識(shí)，沒(méi)有專門的練習(xí)來(lái)提高我們的實(shí)際操作能力。這一次的課程設(shè)計(jì)沒(méi)有多少東西要我們?nèi)ハ?，更多的是要我們?nèi)プ?，好多東西看起來(lái)十分簡(jiǎn)單，看著貌似都懂，但沒(méi)有親自去操作，就不能懂得理論與實(shí)踐如何聯(lián)系。我們這次的課程設(shè)計(jì)就是要我們跨過(guò)這道實(shí)際和理論之間的鴻溝。時(shí)間雖短，但我們學(xué)到很多東西。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我們意識(shí)到我們的操作能力的不足，認(rèn)識(shí)到在理論上的缺陷。因此，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我們需要更努力地讀書和實(shí)踐。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我們獲得了模塊化生產(chǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解自動(dòng)生產(chǎn)流程及一般操作過(guò)程、生產(chǎn)方式和工藝過(guò)程，熟悉了模塊化生產(chǎn)的工作過(guò)程，而且加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉，提高了實(shí)踐能力。鞏固了已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課程的有關(guān)知識(shí)，并為后續(xù)就業(yè)作了必要的知識(shí)準(zhǔn)備；加深學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步開展專業(yè)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審.通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固和深化所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)以前單一理論知識(shí)的不足，為后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打好了基礎(chǔ)！通過(guò)課程設(shè)計(jì)，了解更多的專業(yè)技術(shù)