自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試(西門子-S7-200-SMART系列)課件項目五-裝配單元Ⅱ的安裝與調(diào)試

1、 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（西門子 S7-200 SMART系列）項目五、裝配單元的安裝與調(diào)試2主講人：XXX所在院系： XX學(xué)院XX系020 自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（西門子 S7-200 項目目標： 掌握Kinco 3S57Q步進電機基本控制原理及電氣接線，通過設(shè)置步進電機驅(qū)動器的DIP開關(guān)，能實現(xiàn)步進電機按指定功能運行。 掌握S7-200 SMART PLC運動控制向?qū)ЫM態(tài)方法，能編制實現(xiàn)步進電機定位控制的PLC程序。 能在規(guī)定時間內(nèi)完成裝配單元的安裝、接線、編程與調(diào)試，能解決安裝與運行過程中出現(xiàn)的常見問題。項目描述： 裝配單元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，裝配采

2、用了步進電機+減速機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)運動軸。本項目主要考慮在完成機械安裝，電氣接線，程序設(shè)計基礎(chǔ)上，通過機電聯(lián)調(diào)，最終實現(xiàn)設(shè)備工作目標：上電回零后，當進料口檢測有待裝配工件，旋轉(zhuǎn)盤載待裝配工件旋轉(zhuǎn)180，由落料機構(gòu)實現(xiàn)落料裝配，然后旋轉(zhuǎn)盤再旋回進料口處，等待下一單元取走已裝配好工件。根據(jù)實際安裝與調(diào)試工作過程，本項目設(shè)置了2個工作任務(wù)。通過完成這2個工作任務(wù)，使學(xué)習(xí)者掌握裝配單元的機械安裝、步進電機驅(qū)動控制、氣路的連接與調(diào)試、PLC程序的設(shè)計與調(diào)試等。目標 項目目標：目標項目五準備知識任務(wù)一 裝配單元的安裝和調(diào)試任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實訓(xùn)目 錄CONTENTS010203項目五準備知識任務(wù)一 裝

3、配單元的安裝和調(diào)試任務(wù)二 裝配單準備知識1裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程步進電機及驅(qū)動器簡介行星齒輪減速機運動軸控制功能準備知識1裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程步進電機及驅(qū)動器簡介行星準備知識一、裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 裝配單元主要由供料機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)裝配機構(gòu)組成。供料機構(gòu)包括管型料倉和落料機構(gòu)兩部分。旋轉(zhuǎn)裝配機構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)盤、固定盤、行星齒輪減速機-步進電機組件等組成。準備知識一、裝配單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 裝配單元主準備知識二、步進電機及驅(qū)動器簡介（1）步進電機的工作原理1.步進電動機簡介準備知識二、步進電機及驅(qū)動器簡介（1）步進電機的工作原理1.準備知識（2）步進電機的使用裝配單元所選用的三相步進電機為

4、Kinco 的3S57Q-04056，主要技術(shù)參數(shù)如表：準備知識（2）步進電機的使用裝配單元所選用的三相步進電機為準備知識2.步進電機的驅(qū)動裝置 選用驅(qū)動器Kinco 3M458與步進電機Kinco 3S57Q-04056匹配，其外觀如圖5-6所示。(2) Kinco 3M458三相步進驅(qū)動器的使用（1）步進電機驅(qū)動器主要功能 3S57Q-04056/3M458 與SMART CPU接線圖準備知識2.步進電機的驅(qū)動裝置 選用驅(qū)動器Kinco 3M準備知識 DIP 開關(guān)功能說明 在3M458 驅(qū)動器的側(cè)面連接端子中間有一個紅色的八位DIP功能設(shè)定開關(guān)，可以用來設(shè)定驅(qū)動器的工作方式和工作參數(shù)，包括

5、細分設(shè)置、靜態(tài)電流設(shè)置和運行電流設(shè)置。準備知識 DIP 開關(guān)功能說明 在3M458 驅(qū)動準備知識3.步進電機旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)計算被控對象旋轉(zhuǎn)的角度、PLC輸出的脈沖數(shù)，以及步進電機細分數(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表示步進電機旋轉(zhuǎn)角度；P表示步進細分數(shù)；i表示減速機的減速比，R1表示被控對象旋轉(zhuǎn)角度。（式5-1）（式5-2）（式5-3）準備知識3.步進電機旋轉(zhuǎn)脈沖數(shù)計算被控對象旋轉(zhuǎn)的角度、PLC準備知識三、行星齒輪減速機 行星齒輪減速機是一種應(yīng)用廣泛的減速機，大多安裝在步進電機或伺服電機輸出端。它的主要傳動結(jié)構(gòu)為：一個太陽輪、若干個行

6、星輪、一個齒輪圈，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。準備知識三、行星齒輪減速機 行星齒輪減速機是一種應(yīng)用準備知識 減速機中：行星輪與太陽輪、齒輪圈總是處于嚙合狀態(tài)，其中，將齒輪圈固定，以太陽輪為主動件，行星架為從動件時，可獲得較大減速比。 太陽輪作為輸入元件，一般與步進電機或伺服電機相聯(lián)接，而行星架作為輸出元件，一般與輸出軸相聯(lián)接。 裝配單元中采用了SKISIA(歐得克)的圓法蘭盤式行星齒輪減速機，型號PLH60-7-S2-P2。該減速機減速比為7。準備知識 減速機中：行星輪與太陽輪、齒輪圈總準備知識四、運動軸控制功能1.運動控制向?qū)ЫM態(tài)YL-335B自動線中，當采用運

7、動軸0，是通過固定組合Q0.0+ Q0.2實現(xiàn)電機的運動與方向控制的。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STEP 7-Micro/WIN SMART“工具”菜單功能區(qū)的“向?qū)А眳^(qū)域中的“運動”按鈕，打開運動控制向?qū)В聪旅娌襟E設(shè)置運動控制的參數(shù)。1）組態(tài)軸的選擇：準備知識四、運動軸控制功能1.運動控制向?qū)ЫM態(tài)YL-335B準備知識2）測量系統(tǒng)組態(tài)3）方向控制組態(tài)準備知識2）測量系統(tǒng)組態(tài)3）方向控制組態(tài)準備知識（2）輸入組態(tài) 輸入組態(tài)主要包括：正極限LMT+、負極限LMT-、參考點開關(guān)輸入RPS、零脈沖ZP、以及STP及TRIG輸入信號。 參考點RPS

8、輸入，本項目中選擇I0.0，如圖5-16所示。同時須選擇激活參考點的電平狀態(tài)，上限為高電平有效，下限為低電平有效。準備知識（2）輸入組態(tài) 輸入組態(tài)主要包括：正極限LM準備知識（3）輸出組態(tài)輸出組態(tài)主要包括：DIS、電機速度、JOG、電機時間、急停時間、反沖補償?shù)取?）電機速度組態(tài)準備知識（3）輸出組態(tài)輸出組態(tài)主要包括：DIS、電機速度、J準備知識2）電機時間組態(tài)定義軸的加速時間，默認值為1000ms。定義軸的減速時間，默認值為1000ms。準備知識2）電機時間組態(tài)定義軸的加速時間，默認值為1000準備知識（4）參考點（RP）組態(tài)1）尋參速度及方向組態(tài)準備知識（4）參考點（RP）組態(tài)1）尋參速度

9、及方向組態(tài)準備知識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。裝配中，查找原點時，選擇了模式2。準備知識2）尋參搜索順序組態(tài)模式1：將RP定位在左右極限之間準備知識（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或某幾項，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就不會出現(xiàn)上述指令，從而可減小向?qū)д加肰存儲區(qū)的空間。準備知識（5）組件選擇及I/O映射向?qū)渲媒Y(jié)束后，在指令清單準備知識使用運動控制向?qū)ЫM態(tài)完成后，生成的映射I/O表如圖5-22所示。用戶可以在此查看組態(tài)的功能分別對應(yīng)到哪些輸

10、入/輸出點，并據(jù)此安排程序與實際接線。準備知識使用運動控制向?qū)ЫM態(tài)完成后，生成的映射I/O表如圖5準備知識2.運動控制指令 運動向?qū)ЫM態(tài)完成后，向?qū)樗x的配置最多生成11個子例程。這些子例程，可以作為指令在程序中被直接調(diào)用。準備知識2.運動控制指令 運動向?qū)ЫM態(tài)完成后，向?qū)蕚渲R（1）AXIS0_CTRL(2) AXIS0_RSEEK(3) AXIS0_GOT0(4)調(diào)用基本原則 AXIS0_CTRL指令使用SM0.0的常開點調(diào)用，且在所有運動指令之前調(diào)用。 要使用絕對定位功能，必須首先使用AXIS0_RSEEK指令建立零位置。 要實現(xiàn)按照指定速度運動到指定位置（絕對運動）或運動指定距離

11、（相對運動），請使用AXIS0_GOT0指令。 調(diào)用指令塊時，除了AXIS0_CTRL需要一直調(diào)用，其他指令塊不能同時激活，同一個掃描周期只有一個指令塊可以激活，如果多個指令塊在同一掃描周期激活則會導(dǎo)致報錯。要確認一個指令的功能是否完成，可以使用指令塊Done位的上升沿來判斷。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”，直到激活的運動控制功能完成，Done位才由“0”變?yōu)椤?”。準備知識（1）AXIS0_CTRL(2) AXIS0_RSE任務(wù)一 裝配單元的安裝與調(diào)試2工作任務(wù)機械和氣路的安裝與調(diào)整任務(wù)一 裝配單元

12、的安裝與調(diào)試2工作任務(wù)機械和氣路的安裝與任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試一、工作任務(wù)二、機械和氣路的安裝與調(diào)整（1）機械部分安裝步驟一、安裝工作單元支撐組件步驟二、安裝電機組件、原點開關(guān)于固定盤上步驟三、電機固定盤組件安裝到支撐架上任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試一、工作任務(wù)二、機械和氣路的安任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(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、安裝供料料倉組件任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟四、安裝落料操作組件步驟五任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟七、安裝旋轉(zhuǎn)盤組件步驟八、安裝端子排、驅(qū)動器及走線槽等安裝過程中，需要注意： 預(yù)留螺栓的放置一定要足夠，以免造成組件之

13、間不能完成安裝。 建議先進行裝配，但不要一次擰緊各固定螺栓，待相互位置基本確定后，再依次進行調(diào)整固定。 為使芯件準確落料，旋轉(zhuǎn)盤上的定位孔與料倉應(yīng)滿足一定的同軸度要求，所以建議使用校驗棒。任務(wù)一、裝配單元的安裝與調(diào)試步驟七、安裝旋轉(zhuǎn)盤組件步驟八、任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實訓(xùn)3工作任務(wù)PLC控制電路的設(shè)計和電路接線步進驅(qū)動器設(shè)置編寫和調(diào)試PLC控制程序任務(wù)二 裝配單元的PLC控制實訓(xùn)3工作任務(wù)PLC控制電路的任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實訓(xùn)一、工作任務(wù) 裝配單元單站運行時，控制要求為： 設(shè)備加電和氣源接通后，旋轉(zhuǎn)盤首先回原點。在回零過程中，“準備就緒”指示燈HL1以1 Hz 頻率閃爍。若各氣

14、缸都在初始位置，且旋轉(zhuǎn)盤在原點位置，料倉有足夠的小圓柱芯件，旋轉(zhuǎn)盤進料定位孔里沒有待裝配工件，則系統(tǒng)準備就緒，HL1指示燈常亮。 設(shè)備準備就緒后，按下起動按鈕SB1，則系統(tǒng)進入運行狀態(tài)，“系統(tǒng)運行”指示燈HL2點亮，“準備就緒”HL1燈熄滅。 系統(tǒng)運行時，若前入料口放有待裝配工件，則旋轉(zhuǎn)盤逆時針旋轉(zhuǎn)180，載待裝配工件于落料機構(gòu)正下方，然后落料機構(gòu)實現(xiàn)芯件落料裝配。裝配完畢后，旋轉(zhuǎn)盤順時針旋轉(zhuǎn)180，載已裝配工件至前入料口。 按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)完成當前工作周期后停止運行，同時“系統(tǒng)運行”HL2熄滅。 若在工作過程中按下急停按鈕QS，則系統(tǒng)立即停止運行，急停解除后系統(tǒng)從急停前的斷點開始繼續(xù)運行。 若在運行中料倉內(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；若料倉內(nèi)沒有芯件，則HL1和HL2同時以2 Hz頻率閃爍。任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實訓(xùn)一、工作任務(wù) 裝配單元任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實訓(xùn)二、PLC控制電路的設(shè)計和電路接線任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實訓(xùn)二、PLC控制電路的設(shè)計和任務(wù)二、裝配單元的PLC控制實訓(xùn)三、步進驅(qū)動器設(shè)置四、編寫和調(diào)試PLC控制程序（1）系統(tǒng)啟?？刂疲?）主順序控制過程 主要包括上電初始化、檢查系統(tǒng)是否準備就緒，