项目四装配单元安装与调试样本Word文档格式.docx
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它由塑料圆管和中空底座构成。
塑料圆管顶端放置加强金属环，以防止破损。
小工件竖直放入料仓空心圆管内，由于两者之间有一定间隙，使其能在重力作用下自由下落。
为了能对料仓供料局限性和缺料时报警，在塑料圆管底部和底座处分别安装了2个漫反射光电传感器（E3Z-L型），并在料仓塑料圆柱上纵向铣槽，以使光电传感器红外光斑能可靠照射到被检测物料上。
如图4-2所示。
光电传感器敏捷度调节应以能检测到黑色物料为准则。
图4-2落料机构示意图
2、落料机构
图4-2给出了落料机构剖视图。
料仓底座背面安装了两个直线气缸，上面气缸称为顶料气缸，下面气缸称为挡料气缸。
系统气源接通后，顶料气缸初始位置处在缩回状态，挡料气缸初始位置处在伸出状态。
这样，当从料仓上面放下工件时，工件将被挡料气缸活塞杆终端挡块阻挡而不能落下。
需要进行落料操作时，一方面使顶料气缸伸出，把次下层工件夹紧，然后挡料气缸缩回，工件掉入廻转物料台料盘中。
之后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层工件跌落到挡料气缸终端挡块上，为再一次供料作准备。
3、回转物料台
该机构由气动摆台和两个料盘构成，气动摆台能驱动料盘旋转180度，从而实现把从供料机构落下到料盘工件移动到装配机械手正下方功能，其构造如图4-3所示。
图中光电传感器1和光电传感器2分别用来检测左料盘和右料盘与否有零件。
两个光电传感器均选用CX-441型。
图4-3回转物料台构造
4、装配机械手
（1）装配机械手构造
装配机械手整体外形如图4-4所示。
装配机械手装置是一种三维运动机构，它由水平方向移动和竖直方向移动2个导向气缸和气动手指构成。
（2）装配机械手运营过程
装配机械手是整个装配单元核心。
当装配机械手正下方回转物料台右料盘上有小圆柱零件，且装配台侧面光纤传感器检测到装配台上有待装配工件状况下，机械手从初始状态开始执行装配操作过程。
PLC驱动与竖直移动气缸相连电磁换向阀动作，由竖直移动带导杆气缸驱动气动手指向下移动，到位后，气动手指驱动手爪夹紧物料，并将夹紧信号通过磁性开关传送给PLC，在PLC控制下，竖直移动气缸复位，被夹紧物料随气动手指一并提起，离开右料盘，提高到上限位后，水平移动气缸在与之相应换向阀驱动下，活塞杆伸出，移动到前限位后，竖直移动气缸再次被驱动下移，移动到下限位位置，气动手指松开，经短暂延时，竖直移动气缸和水平移动气缸缩回，机械手恢复初始状态。
在整个机械手动作过程中，除气动手指松开到位无传感器检测外，别的动作到位信号检测均采用与气缸配套磁性开关，将采集到信号反馈给PLC为输入信号，由PLC输出信号驱动电磁阀换向，使由气缸及气动手指构成机械手按程序自动运营。
图4-4装配机械手整体外形
5、装配台料斗
输送单元运送来待装配工件直接放置在该机构料斗定位孔中，由定位孔与工件之间较小间隙配合实现定位，从而完毕精确装配动作和定位精度。
如图4-5所示。
为了拟定装配台料斗内与否放置了待装配工件，使用了光纤传感器进行检测。
料斗侧面开了一种M6螺孔，光纤传感器光纤探头就固定在螺孔内。
图4-5装配台料斗
6、警示灯
本工作单元上安装有红、橙、绿三色警示灯，它是作为整个系统警示用。
警示灯有五根引出线，黄绿双色线（地线）、红色线（红色灯控制线）、黄色线（橙色灯控制线）、绿色线（绿色灯控制线）、黑色线（信号灯公共控制线）。
接线如图4-6所示。
图4-6警示灯及其接线
二、装配单元工作过程
装配单元各气缸初始位置是挡料气缸处在伸出状态，顶料气缸处在缩回状态，料仓上已有足够小圆柱零件；
装配机械手升降气缸处在提高状态，伸缩气缸处在缩回状态；
气爪处在松开状态。
若设备已准备好，按下启动按钮，装配单元启动，如果回转台上左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；
如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。
需要进行落料操作时，一方面使顶料气缸伸出，把次下层工件夹紧，然后挡料气缸缩回，工件掉入廻转物料台料盘中。
如果回转台上右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中操作。
装配机械手动作过程是：
下降-夹紧-上升-伸出-下降-放松-上升-缩回。
完毕装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
第二节有关知识
装配单元所使用气动执行元件涉及原则直线气缸、气动手指、气动摆台和导向气缸，前二种气缸在前面项目实训中已论述，下面只简介气动摆台和导向气缸。
一、摆台气缸
气缸种类诸多，普通按气缸构造特性、功能、驱动方式或安装办法等进行分类。
按构造特性，气缸重要分为活塞式气缸和膜片式气缸两种。
按运动形式分为直线运动气缸和摆动气缸两类。
回转物料台重要器件是摆台气缸。
摆台气缸又名旋转气缸，摆动气缸。
1、定义
摆台气缸是运用压缩空气驱动输出轴在一定角度范畴内作往复回转运动气动执行元件，用于物体转位。
重要用于翻转、分类、夹紧、阀门开闭以及机器人手臂动作等场合。
2、回转原理
摆台气缸是由直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转角度能在0~90度和0~180度之间任意可调，并且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换机构。
如图4-7所示。
图4-7气动摆台
3、摆台气缸调节
摆台气缸回转角度能在0~180度范畴任意可调。
当需要调节回转角度或调节摆动位置精度时，一方面应松开调节螺杆上反扣螺母，通过旋入和旋出调节螺杆，从而变化回转凸台回转角度，调节螺杆1和调节螺杆2分别用于左旋和右旋角度调节。
当调节好摆动角度后，应将反扣螺母与基体反扣锁紧，防止调节螺杆松动，导致回转精度减少。
回转到位信号是通过调节气动摆台滑轨内2个磁性开关位置实现，图4-8是调节磁性开关位置示意图。
磁性开关安装在气缸体滑轨内，松开磁性开关紧固定位螺丝，磁性开关就可以沿着滑轨左右移动，拟定开关位置后，旋紧固定位螺丝，即可完毕位置调节。
图4-8磁性开关位置调节示意
二、导向气缸
1、定义
导向气缸是指具备导向功能气缸。
普通为原则气缸和导向装置集合体。
导向气缸具备导向精度高，抗扭转力矩、承载能力强、工作平稳等特点。
装配单元用于驱动装配机械手水平方向移动导向气缸外型如图4-9所示。
该气缸由直线运动气缸带双导杆和其他附件构成。
图4-9导向气缸
2、功能
安装支架用于导杆导向件安装和导向气缸整体固定，连接件安装板用于固定其他需要连接到该导向气缸上物件，并将两导杆和直线气缸活塞杆相对位置固定，当直线气缸一端接通压缩空气后，活塞被驱动作直线运动，活塞杆也一起移动，被连接件安装板固定到一起两导杆也随活塞杆伸出或缩回，从而实现导向气缸整体功能。
3、调节办法
安装在导杆末端行程调节板用于调节该导杆气缸伸出行程。
详细调节办法是先松开行程调节板上紧定螺钉，让行程调节板在导杆上移动，当达到抱负伸出距离后来，再完全锁紧紧定螺钉，完毕行程调节。
三、电磁阀组和气动控制回路
1、装配单元电磁阀组
装配单元阀组由6个二位五通单电控电磁换向阀构成，如图4-10所示。
这些阀分别对供料，回转台和装配动作气路进行控制，以变化各自动作状态。
气动控制回路图如图4-11所示。
图4-10装配单元阀组
在进行气路连接时，请注意各气缸初始位置，其中，挡料气缸处在伸出位置，手爪提高气缸处在提起位置。
2、装配单元气动控制回路
图4-11装配单元气动控制回路
四、光纤传感器
1、光纤传感器原理
光纤传感器也是光电传感器中一种。
基本工作原理是将来自光源光通过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区光互相作用后，导致光光学性质（如光强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，称为被调制信号光，再运用被测量对光传播特性施加影响，完毕测量。
图4-12光纤传感器组件
光纤型传感器由光纤检测头、光纤放大器两某些构成，放大器和光纤检测头是分离两个某些，光纤检测头尾端某些提成两条光纤，使用时分别插入放大器两个光纤孔。
光纤传感器组件如图4-12所示。
图4-13是放大器安装示意图。
图4-13光纤传感器组件外形及放大器安装示意图
2、光纤传感器特点
（1）抗电磁干扰、可工作于恶劣环境；
（2）传播距离远，使用寿命长；
（3）光纤头具备较小体积，因此可以安装在很小空间地方；
（4）光纤式光电接近开关中放大器敏捷度调节范畴较大。
3、光纤传感器敏捷度调节
当光纤传感器敏捷度调得较小时，反射性较差黑色物体，光电探测器无法接受到反射信号；
而反射性较好白色物体，光电探测器就可以接受到反射信号。
若调高光纤传感器敏捷度，则虽然对反射性较差黑色物体，光电探测器也可以接受到反射信号。
图4-14给出了放大器单元俯视图，调节其中部8旋转敏捷度高速旋钮就能进行放大器敏捷度调节（顺时针旋转敏捷度增大）。
调节时，会看到“入光量显示灯”发光变化。
当探测器检测到物料时，“动作显示灯”会亮，提示检测到物料。
图4-14光纤传感器放大器单元俯视图
4、光纤传感器接线
E3X-NA型光纤传感器电路框图如图4-15所示。
接线时请注意依照导线颜色判断电源极性和信号输出线，切勿把信号输出线直接连接到电源+24V端。
图4-15E3X-NA型光纤传感器电路框图
第三节项目实行
一、装配单元拆装
本单元工作任务是将装配单元机械某些拆散成组件和零件形式，然后再组装成原样。
着重掌握机械设备安装、调节办法与技巧。
1、安装环节和办法
装配单元是整个YL—335B中所包括气动元器件较多，构造较为复杂单元。
为了减小安装难度和提高安装时效率，在装配前，应当认真分析该构造构成，认真观看录像，参照别人装配工艺，认真思考，做好记录。
遵循先前思路，先成组件，再进行总装。
（1）一方面所装配成组件如图4-16所示。
图4-16装配单元装配过程组件
（2）在完毕以上组件装配后，将与底板接触型材放置在底板连接螺纹之上，使用“L”型连接件和连接螺栓，固定装配站型材支撑架，如图4-17所示。
图4-17框架组件在底板上安装
（3）然后把图4-16中组件逐个安装上去。
顺序为：
装配回转台组件→小工件料仓组件→小工件供料组件→装配机械手组件。
（4）最后，安装警示灯及其各传感器，从而完毕机械某些装配。
2、注意事项
（1）注意摆台初始位置，以免装配完毕摆动角度不到位；
（2）预留螺栓放置位置一定要足够，以免导致组件之间不能完毕安装；
（3）建议先进行装配，但不要一次拧紧各固定螺栓，待互相位置基本拟定后，再依次进行调节、固定。
二、PLC控制系统设计
1、详细控制规定
（1）装配单元各气缸初始位置：
挡料气缸处在伸出状态，顶料气缸处在缩回状态，料仓上已有足够小圆柱零件；
气爪处在松开状态；
设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置规定，且料仓上已有足够小圆柱零件且工件装配台上没有待装配工件，则“正常工作”批示灯HL1常亮，表达设备已准备好。
否则，该批示灯以1Hz频率闪烁。
（2）供料过程
若设备已准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运营”批示灯HL2常亮。
如果回转台上左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；
（3）装配过程
如果回转台上右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中操作。
（4）返回
（5）系统停止
若在运营过程中按下停止按钮，则供料机构应及时停止供料，在装配条件满足状况下，装配单元在完毕本次装配后停止工作。
（6）报警
在运营中发生“零件局限性”报警时，批示灯HL3以1Hz频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；
在运营中发生“零件没有”报警时，批示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。
2、PLCI/O分派及系统安装接线
（1）装置侧接线端口分派
装配单元装置侧接线端口分派如表4-1所示。
表4-1装配单元装置侧接线端口信号端子分派
输入端口中间层
输出端口中间层
端子号
设备符号
信号线
2
SC1
零件局限性检测
1Y
挡料电磁阀
3
SC2
零件有无检测
2Y
顶料电磁阀
4
SC3
左料盘零件检测
3Y
回转电磁阀
5
SC4
右料盘零件检测
4Y
手爪夹紧电磁阀
6
SC5
装配台工件检测
5Y
手爪下降电磁阀
7
1B1
顶料到位检测
6Y
手臂伸出电磁阀
8
1B2
顶料复位检测
AHL1
红色警示灯
9
2B1
挡料状态检测
AHL2
橙色警示灯
10
2B2
落料状态检测
AHL3
绿色警示灯
11
5B1
摆动气缸左限位检测
12
5B2
摆动气缸右限位检测
13
6B2
手爪夹紧检测
14
4B2
手爪下降到位检测
15
4B1
手爪上升到位检测
16
3B1
手臂缩回到位检测
17
3B2
手臂伸出到位检测
（2）装配单元I/O分派
装配单元I/O点数较多，选用S7-226AC/DC/RLY主单元，共24点输入，16继电器输出。
PLCI/O分派如表4-2所示。
表4-2装配单元PLCI/O分派表
输入信号
输出信号
序号
输入端子
信号名称
输出端子
1
I0.0
Q0.0
I0.1
Q0.1
I0.2
Q0.2
I0.3
Q0.3
I0.4
Q0.4
I0.5
Q0.5
I0.6
Q0.6
I0.7
Q0.7
I1.0
Q1.0
I1.1
Q1.5
HL1
I1.2
Q1.6
HL2
I1.3
Q1.7
HL3
I1.4
I1.5
I1.6
I1.7
I2.4
停止按钮
18
I2.5
启动按钮
19
I2.6
急停按钮
20
I2.7
单站/全线
注：
警示灯用来批示YL-335B整体运营时工作状态，工作任务是装配单元单独运营，没有规定使用警示灯，可以不连接到PLC上。
（3）接线原理图
图4-18是装配单元PLC接线原理图。
图4-18装配单元PLC接线原理
4、控制程序设计与系统调试
（1）编写程序思路
进入运营状态后，装配单元工作过程涉及2个互相独立子过程，一种是供料过程，另一种是装配过程。
供料过程就是通过供料机构操作，使料仓中小圆柱零件落下到摆台左边料盘上；
然后摆台转动，使装有零件料盘转移到右边，以便装配机械手抓取零件。
装配过程是当装配台上有待装配工件，且装配机械手下方有小圆柱零件时，进行装配操作。
在主程序中，当时始状态检查结束，确认单元准备就绪，按下启动按钮进入运营状态后，应同步调用供料控制和装配控制两个子程序。
如图4-19所示程序。
图4-19
⑵供料控制子程序设计
供料控制过程包括两个互相联锁过程，即落料过程和摆台转动使料盘转移过程。
在小圆柱零件从料仓下落到左料盘过程中，禁止摆台转动；
反之，在摆台转动过程中，禁止打开料仓（挡料气缸缩回）落料。
解决办法是这两个过程要实现连锁。
实现联锁办法是：
①当摆台左限位或右限位磁性开关动作并且左料盘没有料，经定期确认后，开始落料过程；
②当挡料气缸伸出到位使料仓关闭、左料盘有物料而右料盘为空，经定期确认后，开始摆台转动，直到达到限位位置。
图4-20给出了摆动气缸转动操作梯形图。
图4-20摆动气缸转动操作梯形图
（3）停止运营
停止运营有两种状况：
一是在运营中按下停止按钮，停止指令被置位；
另一种状况是当料仓中最后一种零件落下时，检测物料有无传感器动作（I0.1OFF），将发出缺料报警。
对于供料过程落料控制，上述两种状况均应在料仓关闭，顶料气缸复位到位即返回到初始步后停止下次落料，并复位落料初始步。
对于摆台转动控制，一旦发出停止指令，则应及时停止摆台转动。
（见图4-21梯形图）对于装配控制，上述两种状况也应在一次装配完毕，装配机械手返回到初始位置后停止。
仅当落料机构和装配机械手均返回到初始位置，才干复位运营状态标志和停止指令。
停止运营操作应在主程序中编制，其梯形图如图4-21所示。
图4-21停止运营操作
三、调试与运营
1、调节气动某些，检查气路与否对的，气压与否合理、恰当，气缸动作速度与否适当；
2、检查磁性开关安装位置与否到位，磁性开关工作与否正常；
3、检查I/O接线与否对的；
4、检查传感器安装与否合理，敏捷度与否适当，保证检测可靠性；
5、放入工件，运营程序，观测装配单元动作与否满足任务规定。
升级会员 