工業(yè)生產線實訓課程報告

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學名稱工業(yè)生產線組建與調試2013年2月25日至2013年5月20日共10周學 院機電工程學院班 級 機電一體化（3）班姓 名院 長系主任陳 潔陸春元指導教師金 芬目錄第1章自動生產線簡介.311自動生產線的概念.312本自動生產線的介紹.4第2章FESTO中文版氣動教學軟件的介紹與使用.621 FESTO中文版液壓與氣動教學軟件的介紹.622 純氣動基本回路圖.623 雙氣缸步進控制電、氣動回路.7第3章立體存儲單元裝置電、氣動控制系統(tǒng)設計.1031 立體存儲單元裝置的組成與控制.1031 .1 立體存儲單元裝置的組成與控制.1032 立體存儲單元裝置的氣動回路設計.

2、1333 立體存儲單元裝置電氣控制系統(tǒng)的設計.143.4 程序設計.17第4章立體存儲單元裝置電、氣控制系統(tǒng)的實際回路安裝與調試.2241 立體存儲單元氣動回路的組建.2242 調試過程.22實訓小結.2622第1章自動生產線簡介11自動生產線的概念將各種自動化專機連接成一體，并通過氣動、液壓、電機、傳感器和電氣控制體統(tǒng)使各要求的特定產品。稱這種自動工作的機電一體化系統(tǒng)為自動化生產線。通過自動化輸送及其他輔助裝置，按照特定的生產流程，將各種自動化專機連接成一體，并 通過氣動、液壓、電機、傳感器和電氣控制系統(tǒng)使各部分的動作聯(lián)系起來，1.1.2自動化生產線應用1、擁有全球最先進、世界頂級的沖壓、焊

3、裝、樹脂、涂裝及總裝等整車制造總成的自動化生產線系統(tǒng)，其功能：（1）可實現(xiàn)汽車制造中高效率、高精度、低能耗沖壓加工；267接。焊2、包括絲印、貼裝、固化、回流焊接、清洗、檢測等工序單元，其功能：（1）生產線上每個工作單元都有相應獨立的控制與執(zhí)行等功能；（2）通過工業(yè)網絡技術將生產線構成一個完整的工業(yè)網絡系統(tǒng)，確保整條生產線高效有序運行，實現(xiàn)大規(guī)模的自動化生產控制與管理 。3、該生產線引入了工業(yè)網絡，由其連接制絲生產、卷煙生產，包裝成品等一體化的全過程自動化系統(tǒng)。通過采用先進的計算機技術、控制技術、自動化技術、信息技術，集成工廠自動化設備，對卷煙生產全過程實施控制、調度、監(jiān)控。同時該生產線充分應

4、用工控機、變頻器、人機界面、PLC、智能機器人等自動化產品。4、主要完成自動上料、灌裝、封口、檢測、打標、包裝、碼垛等多個生產過程，其作用：33（1）極大地提高了生產的效率；（2）降低企業(yè)成本；（3）保證產品的質量；（4）實現(xiàn)集約化大規(guī)模生 產的要求，增強企業(yè)的競爭能力。12本自動生產線的介紹本自動化生產線的產品為上海英集斯自動化技術有限公司生產的典型模塊化自動6個不同模塊單元組成這個典型的自動化生產線采用開放式的信控制和整機配合運作等技術打下良好的基礎。的擺動氣缸與真空吸盤的配合使用，將送料模塊推出的工件自動轉送到下一個工作單成向下一工作單元傳送或直接剔除工件的功能。平移動的搬運任務，自動地

5、實現(xiàn)將工件從上一工作單元拾取搬運到下一工作單元功能現(xiàn)其尚待加工工件的模擬鉆孔加工，并對加工質量進行模擬檢測等功能。塊放行裝配后的工件組，繼續(xù)由傳送帶模塊輸送到指定位置。(5)安裝搬運站功能：就是將加工站的工件運到安裝站裝配的地方，裝配好了以后再將這個工件運到分類站。44(6)分類站功能:在接收到新工件后，在步進驅動模塊的驅動下帶動X,Y兩絲桿運動，依據(jù)接收到的工件材質。顏色等信息，自動將其運動至相應指定的倉位口，并將工件推入立體倉庫完成工件的存儲功能2、物流傳遞過程 ：如圖1.2所示的物流傳遞過程圖，給出了系統(tǒng)中工件從一站到另一站的物流分類站再將工件送入相應的料倉。圖本自動化生產線每個站都可成

6、一個獨立的系統(tǒng)，同時也是一個機電一體化的系統(tǒng)。把每個站連起來就可以實現(xiàn)上料檢測，搬運，加工，安裝，分類的一系列動作，如圖1.3實現(xiàn)的是一個完整的自動生產線，同時在實際生活中也是應用廣泛的。圖55第2章FESTO中文版氣動教學軟件的介紹與使用21FESTO中文版液壓與氣動教學軟件的介紹FESTO中文版教學軟件含液壓與氣動兩種軟件，其用法類似。該軟件的主要特征就是其可與CAD回路的正確性，可節(jié)省大量的時間，避免了不必要的麻煩。FluidSIM軟件符合DIN電回路圖繪制和相應氣動系統(tǒng)仿真相一致。FluidSIM軟件的另一個特征就是其系統(tǒng)學習概念：FluidSIM 軟件可用來自學、教學和多媒體教學氣動

7、技術知識。氣動元件可以通 FluidSIM 理模型，基于這些模型，F(xiàn)luidSIM軟件首先創(chuàng)建整個系統(tǒng)模型，然后在仿真期間對其進行處理。22 純氣動基本回路圖1.并聯(lián)節(jié)流閥緩沖氣動回路并聯(lián)節(jié)流閥緩沖氣動回路如圖2.1FESTO中文版氣動軟件模擬仿真，完全正確。66圖23 雙氣缸步進控制氣動回路圖與電器原理圖詳見圖2.2和圖2.3所示。圖77圖1Y1得電，兩位五通電磁換向閥1V2的左位通，氣體流入1A1氣缸左腔推動活塞向右運動；當運動到2S1位置時，K2線圈得電并自鎖，電磁線圈2Y1得電，兩位五通電磁換向閥2V2的左位通，氣體流入2A1氣缸左腔推動活塞向右運動；當運動到1S2位置時，K3線圈得電

8、并自鎖，電磁線圈1Y2得電，兩位五通電磁換向閥1V2的右位通，氣體流入1A1氣缸右腔推動活塞向左運動；當運動到2S2位置時，K4線圈得電并自鎖，電磁線圈2Y22V22A1氣缸右腔推動活塞向左運動。表1Y1 1Y2 2Y1 2Y2 2S2 2S1 1S3 1S21A1缸伸出2A1缸伸出1A1缸縮回2A1缸縮回+88使用FESTO對雙氣缸步進控制電路進仿真如圖2.4所示：圖99第3章立體存儲單元裝置電、氣動控制系統(tǒng)設計31 立體存儲單元裝置的組成與控制31.1 立體存儲單元裝置的組成與控制3.1所示為立體存I/O轉接端口模塊、電氣控制板，操作面板、CP電磁閥島及過濾減壓閥等組件組成。圖圖1010直

9、線驅動模塊：如圖3.2所示，它是滾珠絲杠機構、步進電機及驅動器、直線導向桿組成，它的作用是把步進電機的旋轉運動轉換成滾珠絲杠螺母移動塊的直線往復運動，在立體存儲單元中，具有X軸方向和Y軸方向的兩套直線驅動模塊，它們相互呈90垂直安裝于鋁合金工作臺面上，共同構成一個 X-Y 平面運動系統(tǒng)，負責對零件放入倉庫的定位如圖3.3所示。工件推料裝置：它是由推塊、雙作用直線氣缸、推塊導槽組成如圖3.4所示，整體導槽的工件，通過直線氣缸推動推塊將工件推進對應存儲庫位內。圖立體倉庫：如圖3.5所示。立體倉庫是由4行4列共16個方格組成的鏤空存儲鐵架，每個方格之間距離分別為40 模塊X-Y運動平面的一側，用于接

10、收工件推料裝置送出的工件。1111圖I/O轉接端口模塊：它的任務是把輸入輸出信號整合在一起，然后分別與輸入設備和輸出設備相連。PLC的控制程序使其按要求進行工作，控制面板如圖3.6所示上有5個按鈕開關，二個選擇開關和一個急停開關。帶燈按鈕，綠色 開始帶燈按鈕，黃色 復位按鈕，黃色 特殊功能按鈕兩位旋鈕，黑色 自動/手動兩位旋鈕，黑色 單站/聯(lián)網按鈕，紅色 停止帶燈按鈕，綠色 上電急停按鈕，紅色 急停圖312 立體存儲單元裝置的控制要求針對立體存儲單元的結構特點，加工單元的控制要求及操作運行流程如下：（1）系統(tǒng)上電，加工單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復位燈閃爍指示。（2）按下復位按鈕，進行復位操作

11、，即復位燈熄滅，開始燈閃爍指示，單元中各執(zhí)1212位信號后停止。（3）按下開始按鈕時，開始燈常亮指示，等待工件；待檢測到工件到來時，兩個步進電機順時針旋轉，選擇倉庫的位置。（4）位置選定后，汽缸推出，完成工件入倉庫的動作。（5）返回系統(tǒng)原點，等待下一個工件。32 立體存儲單元裝置的氣動回路設計如圖3.7流閥的作用為調節(jié)氣缸的進氣還有出氣的速度，氣缸是工作件。圖進油路線：氣源-氣動二聯(lián)件兩位五通電磁換向閥左位-單項節(jié)流閥氣缸左位；回油路線：氣缸右位單項節(jié)流閥-兩位五通電磁換向閥左位-大氣131333 立體存儲單元裝置電氣控制系統(tǒng)的設計立體存儲單元電氣系統(tǒng)也是主要安裝在電氣控制板上?？刂泼姘逯饕?/p>

12、電源系統(tǒng)DC24V，為PLC區(qū)和I/O轉換模塊區(qū)提供直流24V電源。同時，電源系統(tǒng)配置有電源保護、設備上電與急停等功能保護單元，以便為整個系統(tǒng)提供安全可靠的工作電源。1.檢測元件：本站的檢測元件有磁性傳感器，用于檢測氣缸伸縮到位情況；有行程開關，用于XY平面運動系統(tǒng)的橫向定位和縱向定位。NPN、PNP型晶體管輸出，輸出狀態(tài)有常開和常閉兩種形式。開關類傳感器有二線制、三線制三線制傳感器接線方法如圖3.8NPN對于三菱的PLC了，選用NPN型傳感器，低電平輸出有效。 圖 SH-2H042Ma步進電機驅動器為2/4相混合型步進電機驅動器。細分數(shù)由撥位開關設定（2、4、8）分別對應步距角0.9度、0.

13、45度、0.225度。最大相電流輸出為1.7安培，套步進電機驅動器的接線較簡單，步進電機相應相的接線端子（根據(jù)顏色判斷）連接到步進電機驅動器對應端子的上即可。下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步1414機來控制變的非常的簡單?？梢宰鳛橐环N控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為 100%)的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。本站通過輸出YO控制脈沖數(shù)，指定步進電機移動的距離也可通過PLC的輸出點控制控制步進電機旋轉的方向，本站刀具旋轉為單方向，該控制點省略。圖3. I/O元件的確

14、定工件是否到位的傳感器信號均為現(xiàn)場發(fā)出的信號，作為PLC的輸入信號；而電機、 電磁閥、報警燈、蜂鳴器、按鈕指示燈等均為被控器件，執(zhí)行PLC運算后發(fā)出的命令，作為PLC的輸出信號。15154.PLC的選型由I/O元件可知，該系統(tǒng)有11個開關量輸入信號和7個開關量輸出信號，驅動的輸出元件工作電壓為DC 24V，考慮預留一定的冗余，選用FX2N-48MR的PLC完全能滿足系統(tǒng)要求。5.I/O元件地址分配表X10X11X12X13X14X15Y4Y11Y10開始燈步進下降到位氣缸縮回到位汽缸伸出到位X3X416166. I/O端口接線圖3.4 程序設計用移位指令，在程序調試中能逐步去執(zhí)行程序有利于程序

15、的調試、修改和故障排除。流程圖如圖3.11所示：1717圖18191920202121第4章 41 見圖3.7的作用是將工件推進對應存儲庫位內。在立體存儲單元控制氣動連接后，為了確保執(zhí)行元件能滿足工作需要而良好運行，需要對氣動回路進行調試，具體的調試步驟如下：（1）接通氣源前，先用手輕輕拉拔各快速接頭處的氣管，確認各管路中不存在氣管各執(zhí)行元件突然動作產生較大沖擊，導致設備或人員傷害事故發(fā)生。（2）打開氣泵，接通氣源，將氣源處理裝置的壓力調節(jié)手柄向上提起，順時針或逆時針慢慢轉動壓力調節(jié)手柄，觀察壓力表，待壓力表氣壓指在0.5Mpa左右時，壓下壓力調節(jié)手柄鎖緊。切忌過度的轉動壓力調節(jié)手柄，以防其損

16、壞和壓力突然升高。（3）檢查氣動回路的氣密性，觀察氣路中是否存在漏氣，若有出現(xiàn)漏氣的情況，根管或氣動元件；若是沒有插好氣管導致漏氣，重新插好氣管即可。遵守氣動安全操作規(guī)范情況下，打開氣源后，手動強制驅動電磁閥，即依次按下各換向閥的手動按鈕，確認各氣缸動作是否符合要求，若不符合，作相應的調整。42 4.2.1 輸入輸出的確認立體存儲單元共有一個氣缸，與其對應的換向閥連接，手動調試檢查氣缸的位置信號所對應的PLC出，X4 指示燈亮，當松開左側兩位五通單電控電磁閥的手動按鈕，推料氣缸縮回，打孔縮回到位X4指示燈亮，由此可知，推料氣缸推出對應的PLC輸入地址為PLC輸入地址為輸出接線的確定：如圖4.1

17、運行該程序，當X10接通時，看到的結果是X軸向電機正向轉動，當X11按鈕按下時，Y軸向電機反向轉動。將Y0改成Y1，Y2改成Y3，輸入PLC，用上面的方法測試Y向電機的運轉。2222圖4.14.2.2 程序的編寫和下載1.編寫程序根據(jù)控制要求編寫PLCPLC程序輸入計算機并檢查是否有誤。2.下載程序2與從站3PLC處于STOP狀態(tài)。按照程序控制要求編寫程序，完成后寫入PLC中。4.2.3整體聯(lián)機調試1.調試步驟（1）系統(tǒng)上電，加工單元處于初始狀態(tài)，操作面板上復位燈閃爍指示。（2）按下復位按鈕，開始燈閃爍指示進行復位操作，即氣缸回縮回狀態(tài)，步進電機反轉到停止時，橫向步進電機不轉，縱向步進電機上升

18、至第二個單元格。（3）按下開始按鈕時，開始燈常亮指示，等待工件；待檢測到工件到來時。（4）XY平面運動系統(tǒng)選擇倉庫。（5）將工件推入倉庫內。（6）完成工件推入倉庫后，步進電機將回到復位后狀態(tài)，等待新一輪的起動信號。（7）檢測到工件時，重新選擇倉庫并把工件推入倉庫內。2.在調試中出現(xiàn)的問題和解決方法M0沒有置位；解決方法：修改程序，將M0加上，寫入系統(tǒng)。23232424 平面運動系統(tǒng)沒有對倉庫進行準確定位，而是停留在兩倉庫中間的位置；解決方法：在不改變其他程序的情況下，修改脈沖發(fā)出的時間T1。2525這個學期開設了PLC 停課實訓的課程，跟以前所有開設的課程有很大的區(qū)別，這夠的空間讓我們完成此次的實訓，這讓我覺得壓力減輕不少。編程，感覺自己編的不錯，就慢慢的熟練起來。這次實訓有兩個實訓項目，老師一一給整理整理好好寫報告。真正讓自己參與本次實訓的話就會發(fā)現(xiàn)本次實訓樂趣無窮，收獲多。通過這次的實訓，讓我受益匪淺。不僅學會使用FESTO 軟件來設計氣壓系統(tǒng)圖，還學會了使用GX