自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)安裝與調(diào)試(西門(mén)子 S7-200 SMART系列)課件項(xiàng)目五 裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試

自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)安裝與調(diào)試（西門(mén)子S7-200SMART系列）項(xiàng)目五、裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試2主講人：XXX所在院系：XX學(xué)院XX系020

項(xiàng)目目標(biāo)：

⒈掌握Kinco3S57Q步進(jìn)電機(jī)基本控制原理及電氣接線(xiàn)，通過(guò)設(shè)置步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的DIP開(kāi)關(guān)，能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)按指定功能運(yùn)行。

⒉掌握S7-200SMARTPLC運(yùn)動(dòng)控制向?qū)ЫM態(tài)方法，能編制實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)定位控制的PLC程序。

⒊能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成裝配單元Ⅱ的安裝、接線(xiàn)、編程與調(diào)試，能解決安裝與運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題。項(xiàng)目描述：

裝配單元Ⅱ與原裝配單元功能相同，均起著芯件裝配的作用。不同之處在于，裝配Ⅱ采用了步進(jìn)電機(jī)+減速機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸。本項(xiàng)目主要考慮在完成機(jī)械安裝，電氣接線(xiàn)，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)電聯(lián)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作目標(biāo)：上電回零后，當(dāng)進(jìn)料口檢測(cè)有待裝配工件，旋轉(zhuǎn)盤(pán)載待裝配工件旋轉(zhuǎn)180°，由落料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)落料裝配，然后旋轉(zhuǎn)盤(pán)再旋回進(jìn)料口處，等待下一單元取走已裝配好工件。根據(jù)實(shí)際安裝與調(diào)試工作過(guò)程，本項(xiàng)目設(shè)置了2個(gè)工作任務(wù)。通過(guò)完成這2個(gè)工作任務(wù)，使學(xué)習(xí)者掌握裝配單元Ⅱ的機(jī)械安裝、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、氣路的連接與調(diào)試、PLC程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試等。目標(biāo)項(xiàng)目五準(zhǔn)備知識(shí)任務(wù)一裝配單元Ⅱ的安裝和調(diào)試任務(wù)二裝配單元Ⅱ的PLC控制實(shí)訓(xùn)目錄CONTENTS010203準(zhǔn)備知識(shí)1裝配單元Ⅱ的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介行星齒輪減速機(jī)運(yùn)動(dòng)軸控制功能準(zhǔn)備知識(shí)一、裝配單元Ⅱ的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程

裝配單元Ⅱ主要由供料機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)裝配機(jī)構(gòu)組成。供料機(jī)構(gòu)包括管型料倉(cāng)和落料機(jī)構(gòu)兩部分。旋轉(zhuǎn)裝配機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)盤(pán)、固定盤(pán)、行星齒輪減速機(jī)-步進(jìn)電機(jī)組件等組成。準(zhǔn)備知識(shí)二、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)介（1）步進(jìn)電機(jī)的工作原理1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介準(zhǔn)備知識(shí)（2）步進(jìn)電機(jī)的使用裝配單元Ⅱ所選用的三相步進(jìn)電機(jī)為Kinco的3S57Q-04056，主要技術(shù)參數(shù)如表：準(zhǔn)備知識(shí)2.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置選用驅(qū)動(dòng)器Kinco3M458與步進(jìn)電機(jī)Kinco3S57Q-04056匹配，其外觀如圖5-6所示。(2)Kinco3M458三相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的使用（1）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要功能①3S57Q-04056/3M458與SMARTCPU接線(xiàn)圖準(zhǔn)備知識(shí)②DIP開(kāi)關(guān)功能說(shuō)明

在3M458

驅(qū)動(dòng)器的側(cè)面連接端子中間有一個(gè)紅色的八位DIP功能設(shè)定開(kāi)關(guān)，可以用來(lái)設(shè)定驅(qū)動(dòng)器的工作方式和工作參數(shù)，包括細(xì)分設(shè)置、靜態(tài)電流設(shè)置和運(yùn)行電流設(shè)置。準(zhǔn)備知識(shí)3.步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)計(jì)算被控對(duì)象旋轉(zhuǎn)的角度、PLC輸出的脈沖數(shù)，以及步進(jìn)電機(jī)細(xì)分?jǐn)?shù)，三者之間關(guān)系如下：由式（5-1）和式（5-2）可得：

公式中：P1表示PLC輸出的脈沖數(shù)；R表示步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度；P表示步進(jìn)細(xì)分?jǐn)?shù)；i表示減速機(jī)的減速比，R1表示被控對(duì)象旋轉(zhuǎn)角度。（式5-1）（式5-2）（式5-3）準(zhǔn)備知識(shí)三、行星齒輪減速機(jī)

行星齒輪減速機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的減速機(jī)，大多安裝在步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)輸出端。它的主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為：一個(gè)太陽(yáng)輪、若干個(gè)行星輪、一個(gè)齒輪圈，其中行星輪由行星架的固定軸支撐，允許行星輪在支撐軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。準(zhǔn)備知識(shí)

減速機(jī)中：行星輪與太陽(yáng)輪、齒輪圈總是處于嚙合狀態(tài)，其中，將齒輪圈固定，以太陽(yáng)輪為主動(dòng)件，行星架為從動(dòng)件時(shí)，可獲得較大減速比。

太陽(yáng)輪作為輸入元件，一般與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)相聯(lián)接，而行星架作為輸出元件，一般與輸出軸相聯(lián)接。

裝配單元Ⅱ中采用了SKISIA(歐得克)的圓法蘭盤(pán)式行星齒輪減速機(jī)，型號(hào)PLH60-7-S2-P2。該減速機(jī)減速比為7。準(zhǔn)備知識(shí)四、運(yùn)動(dòng)軸控制功能1.運(yùn)動(dòng)控制向?qū)ЫM態(tài)YL-335B自動(dòng)線(xiàn)中，當(dāng)采用運(yùn)動(dòng)軸0，是通過(guò)固定組合Q0.0+Q0.2實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)與方向控制的。其中，Q0.0用于脈沖輸出，Q0.2用于方向控制。（1）軸及其基本屬性組態(tài)單擊STEP7-Micro/WINSMART“工具”菜單功能區(qū)的“向?qū)А眳^(qū)域中的“運(yùn)動(dòng)”按鈕，打開(kāi)運(yùn)動(dòng)控制向?qū)?，按下面步驟設(shè)置運(yùn)動(dòng)控制的參數(shù)。1）組態(tài)軸的選擇：準(zhǔn)備知識(shí)2）測(cè)量系統(tǒng)組態(tài)3）方向控制組態(tài)準(zhǔn)備知識(shí)（2）輸入組態(tài)

輸入組態(tài)主要包括：正極限LMT+、負(fù)極限LMT-、參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸入RPS、零脈沖ZP、以及STP及TRIG輸入信號(hào)。

參考點(diǎn)RPS輸入，本項(xiàng)目中選擇I0.0，如圖5-16所示。同時(shí)須選擇激活參考點(diǎn)的電平狀態(tài)，上限為高電平有效，下限為低電平有效。準(zhǔn)備知識(shí)（3）輸出組態(tài)輸出組態(tài)主要包括：DIS、電機(jī)速度、JOG、電機(jī)時(shí)間、急停時(shí)間、反沖補(bǔ)償?shù)取?）電機(jī)速度組態(tài)準(zhǔn)備知識(shí)2）電機(jī)時(shí)間組態(tài)①定義軸的加速時(shí)間，默認(rèn)值為1000ms。②定義軸的減速時(shí)間，默認(rèn)值為1000ms。準(zhǔn)備知識(shí)（4）參考點(diǎn)（RP）組態(tài)1）尋參速度及方向組態(tài)準(zhǔn)備知識(shí)2）尋參搜索順序組態(tài)模式1：將RP定位在左右極限之間，RPS區(qū)域的一側(cè)。模式2：將RP定位在RPS輸入有效區(qū)的中心。裝配Ⅱ中，查找原點(diǎn)時(shí)，選擇了模式2。準(zhǔn)備知識(shí)（5）組件選擇及I/O映射向?qū)渲媒Y(jié)束后，在指令清單中如果不想選擇某項(xiàng)或某幾項(xiàng)，可將圖5-21中右側(cè)復(fù)選框中的勾去掉，最后在生成子程序時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)上述指令，從而可減小向?qū)д加肰存儲(chǔ)區(qū)的空間。準(zhǔn)備知識(shí)使用運(yùn)動(dòng)控制向?qū)ЫM態(tài)完成后，生成的映射I/O表如圖5-22所示。用戶(hù)可以在此查看組態(tài)的功能分別對(duì)應(yīng)到哪些輸入/輸出點(diǎn)，并據(jù)此安排程序與實(shí)際接線(xiàn)。準(zhǔn)備知識(shí)2.運(yùn)動(dòng)控制指令

運(yùn)動(dòng)向?qū)ЫM態(tài)完成后，向?qū)?huì)為所選的配置最多生成11個(gè)子例程。這些子例程，可以作為指令在程序中被直接調(diào)用。準(zhǔn)備知識(shí)（1）AXIS0_CTRL(2)AXIS0_RSEEK(3)AXIS0_GOT0(4)調(diào)用基本原則①AXIS0_CTRL指令使用SM0.0的常開(kāi)點(diǎn)調(diào)用，且在所有運(yùn)動(dòng)指令之前調(diào)用。②要使用絕對(duì)定位功能，必須首先使用AXIS0_RSEEK指令建立零位置。③要實(shí)現(xiàn)按照指定速度運(yùn)動(dòng)到指定位置（絕對(duì)運(yùn)動(dòng)）或運(yùn)動(dòng)指定距離（相對(duì)運(yùn)動(dòng)），請(qǐng)使用AXIS0_GOT0指令。④調(diào)用指令塊時(shí)，除了AXIS0_CTRL需要一直調(diào)用，其他指令塊不能同時(shí)激活，同一個(gè)掃描周期只有一個(gè)指令塊可以激活，如果多個(gè)指令塊在同一掃描周期激活則會(huì)導(dǎo)致報(bào)錯(cuò)。⑤要確認(rèn)一個(gè)指令的功能是否完成，可以使用指令塊Done位的上升沿來(lái)判斷。以AXISx_GOTO為例：EN激活后，若START參數(shù)未激活，Done位為“1”。若START參數(shù)激活，Done位為“0”，直到激活的運(yùn)動(dòng)控制功能完成，Done位才由“0”變?yōu)椤?”。任務(wù)一裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試2工作任務(wù)機(jī)械和氣路的安裝與調(diào)整任務(wù)一、裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試一、工作任務(wù)二、機(jī)械和氣路的安裝與調(diào)整（1）機(jī)械部分安裝步驟一、安裝工作單元支撐組件步驟二、安裝電機(jī)組件、原點(diǎn)開(kāi)關(guān)于固定盤(pán)上步驟三、電機(jī)固定盤(pán)組件安裝到支撐架上任務(wù)一、裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試步驟四、安裝落料操作組件步驟五、落料組件安裝到支撐架上步驟六、安裝供料料倉(cāng)組件任務(wù)一、裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試步驟七、安裝旋轉(zhuǎn)盤(pán)組件步驟八、安裝端子排、驅(qū)動(dòng)器及走線(xiàn)槽等安裝過(guò)程中，需要注意：①預(yù)留螺栓的放置一定要足夠，以免造成組件之間不能完成安裝。②建議先進(jìn)行裝配，但不要一次擰緊各固定螺栓，待相互位置基本確定后，再依次進(jìn)行調(diào)整固定。③為使芯件準(zhǔn)確落料，旋轉(zhuǎn)盤(pán)上的定位孔與料倉(cāng)應(yīng)滿(mǎn)足一定的同軸度要求，所以建議使用校驗(yàn)棒。任務(wù)二裝配單元Ⅱ的PLC控制實(shí)訓(xùn)3工作任務(wù)PLC控制電路的設(shè)計(jì)和電路接線(xiàn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置編寫(xiě)和調(diào)試PLC控制程序任務(wù)二、裝配單元Ⅱ的PLC控制實(shí)訓(xùn)一、工作任務(wù)

裝配單元Ⅱ單站運(yùn)行時(shí)，控制要求為：

①設(shè)備加電和氣源接通后，旋轉(zhuǎn)盤(pán)首先回原點(diǎn)。在回零過(guò)程中，“準(zhǔn)備就緒”指示燈HL1以1Hz頻率閃爍。若各氣缸都在初始位置，且旋轉(zhuǎn)盤(pán)在原點(diǎn)位置，料倉(cāng)有足夠的小圓柱芯件，旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)料定位孔里沒(méi)有待裝配工件，則系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，HL1指示燈常亮。

②設(shè)備準(zhǔn)備就緒后，按下起動(dòng)按鈕SB1，則系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，“系統(tǒng)運(yùn)行”指示燈HL2點(diǎn)亮，“準(zhǔn)備就緒”HL1燈熄滅。

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若前入料口放有待裝配工件，則旋轉(zhuǎn)盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，載待裝配工件于落料機(jī)構(gòu)正下方，然后落料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)芯件落料裝配。裝配完畢后，旋轉(zhuǎn)盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，載已裝配工件至前入料口。

按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)完成當(dāng)前工作周期后停止運(yùn)行，同時(shí)“系統(tǒng)運(yùn)行”HL2熄滅。

③若在工作過(guò)程中按下急停按鈕QS，則系統(tǒng)立即停止運(yùn)行，急停解除后系統(tǒng)從急停前的斷點(diǎn)開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)行。

④若在運(yùn)行中料倉(cāng)內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但HL1指示燈以1Hz頻率閃爍，HL2指示燈保持常亮；若料倉(cāng)內(nèi)沒(méi)有芯件，則HL1和HL2同時(shí)以2Hz頻率閃爍。任務(wù)二、裝配單元Ⅱ的PLC控制實(shí)訓(xùn)二、PLC控制電路的設(shè)計(jì)和電路接線(xiàn)任務(wù)二、裝配單元Ⅱ的PLC控制實(shí)訓(xùn)三、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器設(shè)置四、編寫(xiě)和調(diào)試PLC控制程序（1）系統(tǒng)啟?？刂疲?）主順序控制過(guò)程