自动线安装调试综合实训.docx

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自动线安装调试综合实训

《自动线安装调试综合实训》

项目技术报告

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概要

本文介绍了自动线中的输送单元，介绍了输送单元的工作原理、机械机构、并完成其安装与调试。

其以PLC实现程序控制，从而控制气缸的运动，以气压传动作为传动机构，以光电式及电磁式接近开关检测汽缸的伸出、缩回、上升﹑下降﹑旋转﹑夹紧﹑放松七个动作来实现加工的目的。

第一章输送单元的介绍

1.1输送单元的组成

输送单元由抓取机械手装置、伺服电机传动组件、PLC模块、按钮/指示灯模块和接线端子排等部件组成。

1.2输送单元的作用

输送单元是自动线中最为重要，同时也是承担任务最为繁重的工作单元。

该单元主要是使驱动抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，并在物料台上抓取工件，然后把抓取到的工件输送到指定地点后放下。

第二章输送单元的元件

2.1伺服电机及伺服放大器

YL-335B所使用的松下MINASA4系列AC伺服电机•驱动器，电机编码器反馈脉冲为2500pulse/rev。

缺省情况下，驱动器反馈脉冲电子齿轮分-倍频值为4倍频。

如果希望指令脉冲为6000pulse/rev，那末就应把指令脉冲电子齿轮的分-倍频值设置为10000/6000。

从而实现PLC每输出6000个脉冲，伺服电机旋转一周，驱动机械手恰好移动60mm的整数倍关系。

松下MINASA4系列AC伺服电机•驱动器

在YL-335B的输送单元上中，采用了松下MHMD022P1U永磁同步交流伺服电机，及MADDT1207003全数字交流永磁同步伺服驱动装置作为运输机械手的运动控制装置。

MADDT1207003伺服驱动器面板上有多个接线端口，其中：

X1：

电源输入接口，AC220V电源连接到L1、L3主电源端子，同时连接到控制电源端子L1C、L2C上。

X2：

电机接口和外置再生放电电阻器接口。

U、V、W端子用于连接电机。

必须注意，电源电压务必按照驱动器铭牌上的指示，电机接线端子（U、V、W）不可以接地或短路，交流伺服电机的旋转方向不象感应电动机可以通过交换三相相序来改变，必须保证驱动器上的U、V、W、E接线端子与电机主回路接线端子按规定的次序一一对应，否则可能造成驱动器的损坏。

电机的接线端子和驱动器的接地端子以及滤波器的接地端子必须保证可靠的连接到同一个接地点上。

机身也必须接地。

RB1、RB2、RB3端子是外接放电电阻，MADDT1207003的规格为100Ω/10W，YL-335B没有使用外接放电电阻。

X6：

连接到电机编码器信号接口，连接电缆应选用带有屏蔽层的双绞电缆，屏蔽层应接到电机侧的接地端子上，并且应确保将编码器电缆屏蔽层连接到插头的外壳（FG）上。

X5：

I/O控制信号端口，其部分引脚信号定义与选择的控制模式有关，不同模式下的接线请参考《松下A系列伺服电机手册》。

YL-335B输送单元中，伺服电机用于定位控制，选用位置控制模式。

所采用的是简化接线方式，如图6-1所示。

伺服驱动器的参数设置与调整

松下的伺服驱动器有七种控制运行方式，即位置控制、速度控制、转矩控制、位置/速度控制、位置/转矩、速度/转矩、全闭环控制。

位置方式就是输入脉冲串来使电机定位运行，电机转速与脉冲串频率相关，电机转动的角度与脉冲个数相关；速度方式有两种，一是通过输入直流-10V至—+10V指令电压调速，二是选用驱动器内设置的内部速度来调速；转矩方式是通过输入直流-10V至—+10V指令电压调节电机的输出转矩，这种方式下运行必须要进行速度限制，有如下两种方法：

1）设置驱动器内的参数来限制，2）输入模拟量电压限速。

2.2Ｓ７－２００的脉冲输出功能及位控编程

S7-200有两个内置PTO/PWM发生器，用以建立高速脉冲串（PTO）或脉宽调节（PWM）信号波形。

一个发生器指定给数字输出点Q0.0，另一个发生器指定给数字输出点Q0.1。

当组态一个输出为PTO操作时，生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。

内置PTO功能提供了脉冲串输出，脉冲周期和数量可由用户控制。

但应用程序必须通过PLC内置I/O提供方向和限位控制。

为了简化用户应用程序中位控功能的使用，STEP7--Micro/WIN提供的位控向导可以帮助用户在很短的时间内全部完成PWM、PTO或位控模块的组态。

向导可以生成位置指令，用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。

运动包络组态完成后，向导会为所选的配置生成四个项目组件（子程序），分别是：

PTOx_CTRL子程序（控制）、PTOx_RUN子程序（运行包络），PTOx_LDPOS和PTOx_MAN子程序（手动模式）子程序。

一个由向导产生的子程序就可以在程序中调用。

第三章输送单元的控制

3.1　输送单元的气动系统

输送单元的气动系统由：

气动手爪、伸缩气缸、回转气缸、提升气缸、2个二位五通双向控阀、2个二位五通单向电控阀电组成。

输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设，插接到电磁阀组上，其气动控制回路如图3-1所示。

图3-1输送单元气动控制回路原理图

3.2输送单元的PLC控制

3.2.1输送单元的PLC的I/O地址分配

输入信号

输出信号

序号

PLC输

入点

信号名称

信号来源

序号

PLC输

出点

信号名称

信号来源

1

I0.0

零件不足检测

装置测

1

Q0.0

挡料电磁阀

装置测

2

I0.1

零件有无检测

2

Q0.1

顶料电磁阀

3

I0.2

左料盘零件检测

3

Q0.2

回转电磁阀

4

I0.3

右料盘零件检测

4

Q0.3

手抓加紧电磁阀

5

I0.4

装配台工件检测

5

Q0.4

手抓下降电磁阀

6

I0.5

顶料到位检测

6

Q0.5

手臂伸出电磁阀

7

I0.6

顶料复位检测

7

Q0.6

红色警示灯

8

I0.7

挡料状态检测

8

Q0.7

橙色警示灯

9

I1.0

落料状态检测

9

Q1.0

绿色警示灯

10

I1.1

摆动气缸左限位

10

Q1.5

HL1

指示灯模块

11

I1.2

摆动气缸右限位

11

Q1.6

HL2

12

I1.3

手抓加紧检测

12

Q1.7

HL3

13

I1.4

手抓下降到位检测

13

14

I1.5

手抓上升到位检测

14

15

I1.6

手臂缩回到未检测

15

16

I1.7

手臂伸出到位检测

16

17

I2.4

停止按钮

按钮模块

17

18

I2.5

启动按钮

按钮模块

18

19

I2.6

紧急停止按钮

19

20

I2.7

单机/联机

20

3.2.2输送单元PLC的接线原理图

3.2.3控制面板

3.2.4PLC梯形图

抓料子程序：

放料子程序：

回原点子程序：

通讯子程序：

第四章输送单元的安装与调试

4.1组员任务分配表

表4.1组员任务分配表

姓名

职责

任务

组长

Sb

团结组员，完成实训任务

监督督促组员，做好实训准备

组员

Sb2

完成自己实训任务

元件选择

Sb3

完成自己实训任务

安装与调试

Sb4

完成自己实训任务

电气原理图设计

Sb5

完成自己实训任务

气动原理图设计

Sb6

完成自己实训任务

程序设计

4.2安装工具

序号

工具描述

规格

数量

1

T型内六角扳手

4（5/6/8/10）CRVMo

1

2

万用表

MF47

1

3

活洛扳手

150×19

1

4

开口扳手

M10，M12

4

5

套扳

4

6

压线钳

BS-6202B

1

7

剥线钳

BS-D2206

1

8

十字起子

1

9

一字起子

1

4.3装配顺序图

4.4系统安装调试故障分析

序号

出现的问题

原因分析

解决方法

1

机械手无法动

将对应的传感接错了

将传感器一一对应的接起来

2

机械手无法旋转

光电式接近开关坏掉

更换了一个

3

机械手无法动

两个子程序同时被调用

改过来

4

不能正常输出

接线有问题

检查接线回路

5

小臂气缸不能下降

下降检测传感器接触不良

更换传感器

个人总结

在实训中，我们在具备的气动、电气、PLC控制，部件装配调试基础上，进一步将本学期已经学过的相关课程及课程中已初步掌握的自动机与自动线机械结构单项、单元（技能）能力融合在一起，通过一个自动线中的输送单元的方案设计、元器件选型与采购、电气原理图、气动原理图、PLC输入输出接线图、装配调试、编写随机技术文件，这些训练提高了我们的综合职业能力。

在完成这一课题中，我和我的同伴们认真负责，在关键问题与环节上下工夫，充分发挥自己的主动性、创造性来解决技术上与工作中的问题，并培养自己在整个工作过程中的团队意识，我们团结合作，一起攻克难关。

我们这次实训的任务是自动线中的输送单元。

主要任务包括：

自动机的设计、元器件的选型和设计、PLC程序的编写、装配调试、说明书的编写、完成项目报告。

这些任务并不是我所想的那么容易，需要我们一点一点的去研究、学习，在这个过程中，我们收获很多，技能的提升，解决问题的能力在变强，思考问题的角度不再局限在那一边一脚，视野宽阔了很多。

这次实训对我们将来踏入社会后的工作很有帮助，对于我们接下来的学习指正了方向，让我们知道接下来的PLC课程及液压气动课程该如何学习，在实际运用中应该怎样运用，应注意那些要点。

这些都是我的收获。

致谢

本次实训在李金热老师和徐锋的悉心指导下圆满完成，衷心感谢老师的指导！

四周的实训虽然不长也不短，但是却是让我们受益匪浅的四周。

我们的专业技能有了相应的提高，辅导老师一直耐心的指导我们教育我们，感谢老师的耐心的教导，在此我对您们的帮助十分感谢！

我们班六组同学积极讨论，热烈参与，踊跃提问，最后在老师的帮助下完美完成了这次的实训任务。

我觉得每次的实训都是对自身能力的一次提高，尤其是这次，我真的是感受到了大家一起分工合作的乐趣。

非常感谢学校提供的每一次的实训机会，让我们体会到理论与实践相结合的乐趣，真正把理论完完全全的通过实践真正的掌握了，非常感谢学校提供的实训机会！

！

此外，向同组共同努力的组员们表示衷心地感谢！

参考文献

[1].吕景泉.自动化生产线安装与调试［M］.中国铁道出版社，2008

[2].丁加军、盛靖琪.自动机与自动线［M］.机械工业出版社，2008

附录

机械方案图