专业综合实践实习报告书.docx
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专业综合实践实习报告书
机械工程系
实习报告书
实习名称：
专业综合实践
年级专业及班级：
2010机械设计制造及其自动化（机械电子工程）
姓名：
杨玉龙
学号：
1008112124
指导教师：
罗志伟、黄晶
评定成绩：
教师评语：
指导老师签名：
2014年3月9日
0前言
0.1实践目的
0.2实践内容
0.3实践要求
1.供料单元的实训
1.1供料单元功能简介
1.2供料单元结构组成
1.3观察了解供料单元的气动控制回路
1.4观察了解供料单元的PLC的I/O接口情况
1.5供料单元的PLC控制程序的流程
2.检测单元的实训
2.1检测单元功能简介
2.2检测单元结构组成
2.3观察了解检测单元的气动控制回路
2.4观察了解检测单元的PLC的I/O接口情况
2.5检测单元的PLC控制程序的流程
3.加工单元的实训
3.1加工单元功能简介
3.2加工单元结构组成
3.3观察了解加工单元的气动控制回路
3.4观察了解加工单元的PLC的I/O接口情况
3.5加工单元的PLC控制程序的流程
4.机械手单元的实训
4.1机械手单元功能简介
4.2机械手单元结构组成
4.3观察了解机械手单元的气动控制回路
4.4观察了解机械手单元的PLC的I/O接口情况
4.5机械手单元的PLC控制程序的流程
5.分拣单元的实训
5.1分拣单元功能简介
5.2分拣单元结构组成
5.3观察了解分拣单元的气动控制回路
5.4观察了解分拣单元的PLC的I/O接口情况
5.5分拣单元的PLC控制程序的流程
0前言
不知不觉中，充实的大学生活结束了，四年专业基础知识的学习，让我们更深刻地理解里机械自动化技术在当今社会中的重要性。
学校为我们安排的这次毕业前的重要的实践性教学，一方面是为了满足多门专业课程教学相配套的综合应用教学需要，另一方面是更好地巩固所学的理论知识，让我们真正地在实践中得到很好的锻炼。
现代工业领域中的自动化生产设备是多种多样的，几乎都是机电气一体化的设备。
机电气综合训练是将我们先前学习过的机械技术、气动技术、电气技术、计算机技术、传感测试技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并在能实际生产中综合应用。
0.1实践目的：
通过综合实训使我们增强感性认识，更好地理解和掌握MPS模块化生产系统的基本概念、有关的知识理论和工作原理。
加强对工厂自动化生产中机电控制综合应用的认识，同时掌握一定的系统设计和培养动手安装调试等能力。
0.2实践内容：
（1）熟悉MPS的供料、检测、加工、转运和分拣五个单元的结构组成；
（2）了解MPS的供料、检测、加工、转运和分拣五个单元的气动组件（CP阀岛，特殊气缸，真空组件等的结构和工作原理）；
（3）了解MPS的供料、检测、加工、转运和分拣五个单元的工作原理、传感器技术及其应用；
（4）查明MPS的供料、检测、加工、转运和分拣五个单元中PLC的I/O接口地址，与输入输出组件的对应关系；
（5）参照已有MPS的供料、检测、加工、转运和分拣五个单元数据，设计各单元控制的气动控制回路，PLC的控制工艺流程图等。
0.3实践要求：
（1）记录单元中出现的气动组件，电气组件，传感器组件的名称，型号，用表格列出；
（2）根据观察的结果，画出各单元中装置的结构简图，标注出各组件的位置，运动件的运动方向等；
（3）根据观察的结果，设计并画出各单元的气动控制回路图，设定执行机构的初始位置。
（4）查明各单元中的PLC的I/O的接口地址使用情况；各地址所对应的输入／输出设备的符号及名称和用途；各地址的信号状态与设备的工作状态之间的关系。
PLC的I/O接口情况用I/O接口图表示，其它内容用表格列出；
（5）根据观察的结果，设计并画出各单元控制过程中手动单循环控制模式和自动连续循环控制模式的控制工艺流程图。
通过这三周的综合实践，我们把自己所学的部分基础理论知识很好地应用在工作中的同时，也积累了宝贵的实践经验。
本文通过观察与实践，根据本次综合实训要求撰写。
在此感谢罗志伟、黄晶老师的悉心指导以及组员、同学的帮助。
杨玉龙
2014-02-21
1.供料单元的实训
1.1供料单元功能简介
供料单元是MPS中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其它单元提供原料的作用。
相当于实际生产加工系统（生产线）中的自动上料系统。
供料单元的具体功能是：
按照需要将放置在料仓中的待加工工件（原料）自动地取出，并将其传送到第二个工作单元—检测单元。
1.2供料单元结构组成
供料单元的主要结构组成为：
I/O接线端口，真空发生器，真空检测传感器，对射式光电传感器，簧片式接近传感器，CP阀组，消声器，气源处理组件，进料模块，转运模块，走线槽，铝合金板等。
1.3观察了解供料单元的气动控制回路
气动控制系统是该工作单元的执行机构，该执行机构的控制逻辑功能是由PLC实现的。
供料单元的气动控制回路图如图1.1所示。
图1.1供料单元的气动控制回路
1.4观察了解供料单元的PLC的I/O接口情况
MPS中的所有单元都是用PLC控制的，每个单元与PLC之间的通信电路连接是通过上面所介绍的I/O接线端口实现的。
在MPS系统中，各单元中的需要与PLC进行通信连接的线路（包括各个传感器的线路、各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已连接到了各自的I/O接线端口上，这样，当用通信电缆与PLC连接好时，这些器件在PLC模板上的地址就固定了。
表1.1为供料单元的PLC的I/O接口情况。
表1.1供料单元的PLC的I/O接口地址与设备之间的关系
序号
地址
设备符号
设备名称
设备用途
信号特征
1
I0
1B1
簧片式接近传感器
检测气缸的位置
信号1为气缸处于缩回位置
2
I1
1B2
簧片式接近传感器
检测气缸的位置
信号1为气缸处于伸出位置
3
I2
3S1
簧片式接近传感器
检测摆动气缸的位置
信号1为气缸处于位置1
4
I3
3S2
簧片式接近传感器
检测摆动气缸的位置
信号1为气缸处于位置2
5
I4
\
6
I5
2B1
真空检测传感器
检测吸盘的真空压力
信号1为真空压力达到要求，可吸起物料
7
I6
B7
光电传感器
判断料仓是否有料
信号1为料仓无料
8
O0
1Y1
电磁换向阀
控制直线气缸伸出
信号1为直线气缸伸出
9
O1
3Y2
电磁换向阀
控制摆动气缸从位置2摆动到位置1
信号1为摆动气缸从位置2摆动到位置1
10
O2
3Y1
电磁换向阀
控制摆动气缸从位置1摆动到位置2
信号1为摆动气缸从位置1摆动到位置2
11
O3
2Y2
电磁换向阀
控制真空发生器不工作
信号1为真空发生器不工作
12
O4
2Y1
电磁换向阀
控制吸真空发生器工作
信号1为真空发生器工作
1.5供料单元的PLC控制程序的流程
MPS设备的特点是，各组成单元既可以各自独立成为一个自动化系统，又可以连接起来组成一条自动化生产线。
各组成单元无论是作为独立设备还是作为生产线的一部分，都需要通过一个核心控制设备PLC来控制。
1）供料单元手动单循环控制模式的生产工艺流程如图1.2：
图1.2供料单元的手动单循环控制模式PLC控制程序流程图
2）供料单元自动连续循环控制模式下的工艺流程如图1.3：
图1.3供料单元的自动连续循环控制模式PLC控制程序流程图
2.检测单元的实训
2.1检测单元功能简介
检测单元将供料单元提供的工件进行材料识别（颜色、材质）和工件的高度尺寸检测。
根据高度尺寸检测结果将满足高度尺寸要求的工件通过滑槽送到下一个工作单元，对于不符合要求的工件在本单元中剔除。
该单元将工件材料识别（颜色、材质）结果通过PLC通讯传送到分拣单元，供其使用。
该单元模拟了实际生产中对原材料的检测情况。
该单元可以对两种材质（金属、非金属）三种颜色（银白、红、黑）进行识别，可以测量工件的高度尺寸（模拟量）。
2.2检测单元结构组成
检测单元的主要结构组成为：
I/O接线端口，识别模块，升降模块，测量模块，滑槽模块，CP阀组，消声器，气源处理组件，走线槽，铝合金板等。
2.3观察了解检测单元的气动控制回路
图2.1检测单元的气动控制回路
2.4观察了解检测单元的PLC的I/O接口情况
表2.1检测单元的PLC的I/O接口地址与设备之间的关系
序号
地址
设备符号
设备名称
设备用途
信号特征
1
I0
电感传感器
识别工件的材料
信号1为金属
2
I1
电容传感器
检测是否有工件
信号1为有工件
3
I2
光电传感器
识别工件的颜色
信号1为非黑色
4
I3
1B1
簧片式位置传感器
检测升降气缸位置
信号1为气缸处于退回位置
5
I4
1B2
簧片式位置传感器
检测升降气缸位置
信号1为气缸处于伸出位置
6
I5
2B1
簧片式位置传感器
检测推料气缸位置
信号1为气缸处于退回位置
7
I6
2B2
簧片式位置传感器
检测推料气缸位置
信号1为气缸处于伸出位置
8
I7
模拟量传感器
测量工件的高度
信号为输出的电压，电压值越大，说明工件高度越大
9
O0
1Y1
电磁换向阀
控制升降气缸伸出
信号1为升降气缸伸出
10
O1
1Y2
电磁换向阀
控制升降气缸退回
信号1为升降气缸退回
11
O2
2Y1
电磁换向阀
控制推料气缸伸出
信号1为推料气缸伸出
12
O3
3Y1
电磁换向阀
控制检测气缸伸出
信号1为检测气缸伸出
13
O4
4Y1
电磁换向阀
控制挡料气缸伸出
信号1为挡料气缸伸出
2.5检测单元的PLC控制程序的流程
1）检测单元手动单循环控制模式的生产工艺流程如图2.2：
在设计执行机构的初始位置时，应该重点从保证功能的实现、保证安全生产的角度考虑。
因此，根据检测单元的结构及功能，可以将检测单元的初始状态设计为：
Ø升降气缸（工作平台）在下端位置；
Ø推料气缸处于退回位置；
Ø检测气缸处于上端；
Ø工作平台上有工件。
开始
是否满足启动条件且是否为手动模式？
是否按下了启动按钮？
N
Y
工件是否合格？
升降气缸上升
Y
升降气缸处于最上端？
Y
N
推料气缸伸出
Y
推料气缸处于最大伸出位置？
推料气缸退回
推料气缸处于退回位置？
N
Y
Y
升降气缸下降
升降气缸处于最下端？
Y
N
N
Y
结束
推料气缸伸出
推料气缸退回
推料气缸处于最大伸出位置？
推料气缸处于退回位置？
N
N
Y
Y
N
N
Y
图2.2检测单元手动单循环控制模式PLC控制程序流程图
2）检测单元的自动连续循环控制模式的生产工艺流程如图2.3：
自动模式下执行机构的初始位置与手动模式下是一样的，但工作台上是否有工件，并不影响自动控制模式的启动，因此，该因素不作为设备的启动条件。
检测单元的开始状态如下：
Ø升降气缸（工作平台）在下端位置；
Ø推料气缸处于退回位置；
Ø检测气缸处于上端。
开始
是否满足启动条件且是否为手动模式？
是否按下了启动按钮？
N
Y
工件是否合格？
升降气缸上升
Y
升降气缸处于最上端？
Y
N
推料气缸伸出
Y
推料气缸处于最大伸出位置？
推料气缸退回
推料气缸处于退回位置？
N
Y
Y
升降气缸下降
升降气缸处于最下端？
Y
N
N
Y
结束
推料气缸伸出
推料气缸退回
推料气缸处于最大伸出位置？
推料气缸处于退回位置？
N
N
Y
Y
N
N
Y
STOP按钮是否已按下？
Y
①
①
N
图2.3检测单元自动循环控制模式PLC控制程序流程图
3.加工单元的实训
3.1加工单元功能简介
加工单元可以模拟钻孔加工及钻孔质量检测的过程，并通过旋转工作台模拟物流传送的过程。
3.2加工单元结构组成
加工单元主要由旋转工作台模块、钻孔模块、钻孔检测模块等组成。
3.3观察了解加工单元的气动控制回路
图3.1加工单元的气动控制回路
3.4观察了解加工单元的PLC的I/O接口情况
序号
地址
设备符号
设备名称
设备用途
信号特征
1
I0
B7
光电传感器
识别工件
信号1为工位1上没有工件
2
I1
B8
电感传感器
判断工作台转动位置
信号1为工作台到达转动位置
3
I2
3B2
簧片式位置传感器
检测夹紧气缸的位置
信号1为气缸处于退回位置
4
I3
3B2
簧片式位置传感器
检测夹紧气缸的位置
信号1为气缸处于伸出位置
5
I4
1B1
簧片式位置传感器
检测钻孔气缸的位置
信号1为气缸处于退回位置
6
I5
1B2
簧片式位置传感器
检测钻孔气缸的位置
信号1为气缸处于伸出位置
7
I6
2B1
簧片式位置传感器
检测检测气缸的位置
信号1为气缸处于退回位置
8
I7
2B2
簧片式位置传感器
检测检测气缸的位置
信号1为气缸处于伸出位置
10
O1
K1
继电器
驱动钻孔电机M1
信号1为钻孔电机M1启动
11
O2
K2
继电器
驱动工作台驱动电机M2
信号1为工作台电机M2启动
12
O3
1Y1
电磁换向阀
控制钻孔气缸伸出
信号1为钻孔气缸伸出
13
O4
1Y2
电磁换向阀
控制钻孔气缸退回
信号1为钻孔气缸退回
14
O5
3Y1
电磁换向阀
控制夹紧气缸伸出
信号1为夹紧气缸伸出
15
O6
2Y1
电磁换向阀
控制检测气缸伸出
信号1为检测气缸伸出
3.5加工单元的PLC控制程序的流程
1）加工单元手动单循环控制模式的生产工艺流程如图3.2：
在考虑了安全、功能的基础上，根据加工单元的结构，将加工单元的初始状态设计为：
钻孔气缸处于上端位置；
旋转工作台工位正确；
夹紧气缸处于伸出位置（由气路决定的）；
检测气缸处于上端位置；
旋转工作台的1号工位上有工件。
开始
是否满足启动条件且是否为手动模式？
是否按下了启动按钮？
N
Y
工位1是否有工件？
旋转工作台旋转90˚
Y
工作台是否旋转到位？
N
夹紧气缸伸出
Y
夹紧气缸夹紧工件？
主轴启动，钻孔气缸下降
钻孔气缸处于伸出位置？
N
Y
Y
检测气缸伸出
工件是否已检查？
N
N
Y
结束
钻孔气缸退回
主轴停止，旋转工作台旋转90˚
钻孔气缸处于退回位置？
工作台是否旋转到位？
N
N
Y
Y
N
N
Y
检测气缸退回
检测气缸处于退回位置？
Y
N
图3.2加工单元手动单循环控制模式PLC控制程序流程图
2）加工单元自动循环控制模式的生产工艺流程如图3.3：
自动模式下加工单元中各执行机构的初始位置如下：
钻孔气缸处于上端位置；
旋转工作台工位正确；
夹紧气缸处于伸出位置（由气路决定的）；
检测气缸处于上端位置。
开始
是否满足启动条件且是否为自动模式？
是否按下了启动按钮？
N
Y
工位1是否有工件？
旋转工作台旋转90˚
Y
工作台是否旋转到位？
N
夹紧气缸伸出
Y
夹紧气缸夹紧工件？
主轴启动，钻孔气缸下降
钻孔气缸处于伸出位置？
N
Y
Y
检测气缸伸出
工件是否已检查？
N
N
Y
结束
钻孔气缸退回
主轴停止，旋转工作台旋转90˚
钻孔气缸处于退回位置？
工作台是否旋转到位？
N
N
Y
Y
N
N
Y
检测气缸退回
检测气缸处于退回位置？
Y
N
STOP按钮是否已按下？
？
Y
②
N
②
图3.3加工单元自动循环控制模式PLC控制程序流程图
4.机械手单元的实训
4.1机械手单元功能简介
机械手单元可以模拟提取工件、按照要求将工件分流的过程。
4.2机械手单元结构组成
机械手单元的结构由提取模块、滑槽模块、气源处理组件、I/O接线端口、
CP阀组、真空发生器、真空检测传感器等组成。
4.3观察了解机械手单元的气动控制回路
图4.1机械手单元的气动控制回路
4.4观察了解机械手单元的PLC的I/O接口情况
序号
地址
设备符号
设备名称
设备用途
信号特征
1
I0
真空检测传感器
检测吸盘的真空压力
信号1为真空压力达到要求，可吸起物料
2
I1
1B1
电容式接近传感器
检测摆动气缸的位置
信号1为摆动气缸位于位置1
3
I2
1B2
电容式接近传感器
检测摆动气缸的位置
信号1为摆动气缸位于位置2
4
I3
2B2
簧片式位置传感器
检测摆臂气缸的位置
信号1为摆臂气缸位于伸出位置
5
I4
2B1
簧片式位置传感器
检测摆臂气缸的位置
信号1为摆臂气缸位于退回位置
6
I5
3B1
簧片式位置传感器
检测提取气缸的位置
信号1为提取气缸退回位置
7
I6
3B2
簧片式位置传感器
检测提取气缸的位置
信号1为提取气缸伸出位置
10
O1
2Y2
电磁换向阀
控制摆臂气缸伸出
信号1为摆臂气缸伸出
11
O2
2Y1
电磁换向阀
控制摆臂气缸退回
信号1为摆臂气缸退回
12
O3
1Y1
电磁换向阀
控制摆动气缸动作
信号1为摆动气缸动作
13
O4
1Y2
电磁换向阀
控制摆动气缸动作
信号1为摆动气缸动作
14
O5
4Y1
电磁换向阀
控制真空发生器不工作
信号1为真空发生器不工作
15
O6
4Y2
电磁换向阀
控制真空发生器工作
信号1为真空发生器工作
16
O7
3Y1
电磁换向阀
控制提取气缸伸出
信号1为提取气缸伸出
4.5机械手单元的PLC控制程序的流程
在MPS中，机械手单元实现的基本任务是将工件从加工单元中取走，然后根据工件的加工结果（是否合格）将工件送到下一个单元或者放在本单元的滑槽中将其剔除。
1）机械手单元手动单循环控制模式的生产工艺流程如图4.2：
在考虑了安全、功能的基础上，根据机械手单元的结构，将机械手单元的初
始状态设计为：
摆臂（由摆动气缸控制）处于右端位置，
摆臂气缸处于缩回位置，
捉取气缸处于上端位置，
真空发生器处于关断状态。
③
图4.2机械手单元手动单循环控制模式PLC控制程序流程图
2）机械手单元自动循环控制模式的生产工艺流程如图4.3：
自动模式下机械手单元中各执行机构的初始位置与手动模式相同，具体如
下：
摆臂（由摆动气缸控制）处于右端位置；
摆臂气缸处于缩回位置；
提取气缸处于上端位置；
真空发生器处于关断状态。
提取气缸是否已放下工件？
提取气缸是否退回到位？
N
摆臂气缸退回
Y
摆臂气缸是否退回到位？
N
Y
提取气缸伸出
提取气缸放下工件
提取气缸已伸出到位？
提取气缸是否已放下工件？
N
N
Y
N
Y
提取气缸放下工件
提取气缸退回
结束
⑥
提取气缸退回
提取气缸已退回到位？
Y
Y
N
STOP按钮是否已按下？
Y
N
⑦
⑤
图4.3机械手单元自动循环控制模式PLC控制程序流程图
5.分拣单元的实训
5.1分拣单元功能简介
分拣单元可以实现对工件按照材质或颜色分拣的过程。
可将工件按照颜色分拣到3个滑槽中。
5.2分拣单元结构组成
分拣单元主要由分拣模块、滑槽模块、气源处理组件、I/O接线端口、CP阀组、继电器、对射式光电传感器和反射式光电传感器等组成。
5.3观察了解分拣单元的气动控制回路
图5.1分拣单元的气动控制回路
5.4观察了解分拣单元的PLC的I/O接口情况
序号
地址
设备符号
设备名称
设备用途
信号特征
1
I0
1B1
簧片式位置传感器
检测导向气缸1位置
信号1为导向气缸1位于退回位置
2
I1
1B2
簧片式位置传感器
检测导向气缸1位置
信号1为导向气缸1位于伸出位置
3
I2
2B1
簧片式位置传感器
检测导向气缸2位置
信号1为导向气缸2位于退回位置
4
I3
2B2
簧片式位置传感器
检测导向气缸2位置
信号1为导向气缸2位于伸出位置
5
I4
B4
对射式光电传感器
检测传送带上是否有工件
信号1为传送带上没有工件
6
I5
B5
反射式光电传感器
检测是否有工件进入滑槽
或者滑槽已装满
信号1为有工件进入滑槽
或者滑槽已装满
9
O0
1Y1
电磁换向阀
导向气缸1
信号1为导向气缸位于伸出位置
10
O1
2Y1
电磁换向阀
导向气缸2
信号1为导向气缸位于伸出位置
11
O2
K1
继电器
驱动传送带驱动电机
信号1为传送带驱动电机启动
12
O3
3Y1
电磁换向阀
助推气缸
信号1为助推气缸位于伸出位置
5.5分拣单元的PLC控制程序的流程
在MPS中，分拣单元是构成该系统的第五个环节，实现的任务是把第四个
单元送来的工件按照一定的规律进行分拣。
1）分拣单元手动单循环控制模式的生产工艺流程如图5.2：
根据分拣单元的结构及控制任务的要求，将分拣单元的初始状态设计为：
导向气缸1处于退回的位置；
导向气缸2处于退回的位置；
传送带处于停止状态。
开始
是否满足启动条件且是否为手动模式？
是否按下了启动按钮？
N
Y
传送带启动
第一个工件从左端被放到传送带上？
N
导向气缸1伸出
Y
N
Y
导向气缸3退回
导向气缸2退回
N
N
Y
Y
N
Y
第一个工件已从滑槽中分流出去？
导向气缸1退回
第二个工件从左端被放到传送带上？
导向气缸2伸出
第二个工件已从滑槽中分流出去？
N
N
Y
Y
Y
第三个工件从左端被放到传送带上？
导向气缸3伸出
第三个工件已从滑槽中分流出去？
结束
⑧
⑧
图5.2分拣单元手动单循环控制模式PLC控制程序流程图
2）分拣单元自动循环控制模式的生产工艺流程如图5.3：
自动模式下分拣单元中各执行机构的初始位置与手动模式相同，具体如下：
导向气缸1处于退回的位置：
导向气缸2处于退回的位置：
传送带处于停止状态。
开始
是否满足启动条件
升级会员 