自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試（三菱FX系列）

內(nèi)容簡介

本書以歷屆全國高職院校技能大賽自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試賽項所指定的競賽平臺為載體

“”,

按照項目引領(lǐng)的模式編寫將實施自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試相關(guān)的知識點和實操技能分解到不同項

,

目中書中主要內(nèi)容包括自動化生產(chǎn)線核心技術(shù)應用自動化生產(chǎn)線各工作單元安裝與調(diào)試系統(tǒng)

。:,,

安裝與調(diào)試以及人機界面組態(tài)與調(diào)試等本書結(jié)構(gòu)緊湊圖文并茂層次分明配套資源豐富具有

,。、、、,

很好的可讀性實用性和先進性

、。

本書適合作為高職高專機電類專業(yè)相關(guān)課程的教材也可作為應用型本科職業(yè)技能競賽的相

,、

關(guān)培訓教材還可作為相關(guān)工程技術(shù)人員研究自動化生產(chǎn)線的參考書

,。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試三菱系列嚴惠張同蘇主編版北京

:FX/,.—3.—:

中國鐵道出版社有限公司

,2022.1

高職高專院校機電類專業(yè)規(guī)劃教材

ISBN978-7-113-28667-5

自嚴張自動生產(chǎn)線安裝高等職業(yè)教育教材

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…Ⅲ.①---

自動生產(chǎn)線調(diào)試方法高等職業(yè)教育教材

②---Ⅳ.①TP278

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2021)267858

書名:自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試三菱系列

(FX)

作者:嚴惠張同蘇

策劃:祁云編輯部電話:

(010)63549458

責任編輯:祁云繩超

封面設計:付巍

封面制作:劉穎

責任校對:孫玫

責任印制:樊啟鵬

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

http://www.tdpress.com/51eds/

印刷:北京聯(lián)興盛業(yè)印刷股份有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

201091202213202211

開本:印張:字數(shù):千

850mm×1168mm1/1612.5320

書號:

ISBN978-7-113-28667-5

定價:元

36.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換電話

,,。:(010)63550836

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:(010)63549461

自年全國職業(yè)院校技能大賽引入“自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”賽項以來,這一綜

2008

合實訓項目不斷被全國廣大高職高專院校引入機電類專業(yè)綜合實訓項目教學之中。通過

十余屆全國技能大賽的引領(lǐng),以及各院校多年的教學實踐,“自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試”作

為高職高專院校機電類專業(yè)的一門綜合性實訓課程,正在日趨成熟。

培養(yǎng)掌握智能制造相關(guān)技術(shù),能夠進行智能制造裝備和自動化生產(chǎn)線的安裝、編程、調(diào)

試、維修、運行和管理的技術(shù)技能型人才,已成為當前高等職業(yè)院校機電技術(shù)類專業(yè)技能培

養(yǎng)的主要任務。自動化生產(chǎn)線融合了傳感器與檢測技術(shù)、電機與電氣控制技術(shù)、控制

PLC

技術(shù)、液壓與氣壓傳動技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)等多方面知識,為滿足專業(yè)綜合實訓類課程教學

所需,我們編寫了《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試(三菱系列)》。在全國技能大賽的引領(lǐng)

FX

下,各院校教師在教學實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗,對教學目標、教學內(nèi)容、教學方法和教學實施

等都提出了許多有益的建議。隨著技術(shù)的更新,作為教學載體的自動化生產(chǎn)線

YL-335B

也進行了相應升級,引進了新功能,增添了新的實訓項目。為進一步更好地提高教學實施

成效,編者對第二版進行了較全面的修訂,在教材的格局與內(nèi)容方面進行了較大幅度的調(diào)

整,并糾正了其中一些錯漏之處。主要調(diào)整之處如下:

()針對自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試的技能技術(shù)規(guī)范開發(fā)了配套的“小工匠訓練營”小

1

程序,讓讀者在寓學于樂的闖關(guān)游戲中踐行精益求精、追求卓越的工匠精神。讀者通過微

信掃描“小工匠訓練營”二維碼(見下頁)即可獲取相關(guān)內(nèi)容。

()對教材整體的項目設置進行了重構(gòu),項目架構(gòu)更著眼于教學實施的可行性,針對

2

各個教學項目的特點進行了任務細分,明確給出各項目的重點與難點、各任務實施的參考

學時。

()增加了項目資源建設,讀者可以通過掃描各個項目中的二維碼,獲取視頻、動畫資

3

源,配套的等資源也進行了更新。

PPT

()對第二版教材中的電氣接線圖進行了修正。

4

()在項目四的思考題中嵌入了新裝配單元技能點,在項目七思考題中增加了機器人

5

碼垛單元、新輸送單元的技能點,其中新裝配單元為全國職業(yè)院校技能大賽自動化生產(chǎn)線

安裝與調(diào)試賽項新增考核單元;機器人碼垛單元與新輸送單元是近年升級改造

YL-335B

為新的智能制造生產(chǎn)線主要新增工作單元。

Ⅰ

本書由江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院嚴惠、原亞龍科技集團電氣總工程師張同蘇任主編,沙

洲職業(yè)工學院李志梅、常州機電職業(yè)技術(shù)學院周斌和山東職業(yè)學院趙振參與編寫。具體編

寫分工如下:嚴惠、張同蘇編寫項目一、項目五、項目七,對書中各工作任務的例程和

PLC

人機界面組態(tài)文檔進行了全面測試和驗證,并負責書中教學資源的建設及全書統(tǒng)稿;

李志梅編寫項目六;周斌編寫項目二、項目三,趙振編寫項目四。

本書在編寫過程中得到了浙江亞龍教育裝備股份有限公司領(lǐng)導的大力支持,鄭巨上、

陳鈺生、蔡桂飛、趙振魯?shù)裙こ碳夹g(shù)人員提供了自動化生產(chǎn)線設備以及升級拓展

YL-335B

工作站有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)和資料,并為書中附圖制作、程序調(diào)試等做了大量的工作。主審

程周以高度負責的態(tài)度,認真審閱了書稿,并提出了寶貴的意見,在此一并表示衷心的

感謝!

限于編者的經(jīng)驗、水平以及時間,書中難免存在疏漏和不妥之處,敬請廣大讀者提出寶

貴意見。

編者

年月

20219

Ⅱ

項目一認識自動化生產(chǎn)線…………1

任務了解自動化生產(chǎn)線………………………

11

任務認知型自動化生產(chǎn)線…………

2YL-335B3

項目小結(jié)…………………………

12

思考題……………

12

項目二供料單元的安裝與調(diào)試…………………13

任務供料單元機械拆裝………………………

113

任務供料單元氣路連接與調(diào)節(jié)………………

217

任務供料單元電氣線路設計…………………

322

任務供料單元控制系統(tǒng)軟件設計……………

434

項目小結(jié)…………………………

40

思考題……………

40

項目三加工單元的安裝與調(diào)試…………………41

任務加工單元機械拆裝………………………

141

任務加工單元電氣線路設計…………………

246

任務加工單元控制系統(tǒng)軟件設計……………

351

項目小結(jié)…………………………

54

思考題……………

54

項目四裝配單元的安裝與調(diào)試…………………55

任務裝配單元機械拆裝………………………

155

任務裝配單元氣路連接與調(diào)節(jié)………………

262

任務裝配單元電氣線路設計…………………

365

任務裝配單元控制系統(tǒng)軟件設計……………

471

項目小結(jié)…………………………

75

思考題……………

76

項目五分揀單元的安裝與調(diào)試…………………79

任務分揀單元機械拆裝………………………

180

任務分揀單元電氣線路設計…………………

285

任務變頻器多段速運行控制…………………

393

任務脈沖當量測試…………

4101

任務基于的分揀單元運行控制……………

5FX3U-3A-ADP106

任務分揀單元上位機組態(tài)控制……………

6115

Ⅰ

項目小結(jié)…………………………

132

思考題……………

132

項目六輸送單元的安裝與調(diào)試…………………133

任務輸送單元機械拆裝……………………

1133

任務輸送單元電氣線路設計………………

2140

任務輸送單元運行控制……………………

3148

項目小結(jié)…………………………

163

思考題……………

164

項目七YL-335B自動化生產(chǎn)線聯(lián)機運行控制…………………165

任務NN網(wǎng)絡組建與控制…………………

1∶165

任務系統(tǒng)聯(lián)機運行的人機界面組態(tài)和編程…………

2PLC173

項目小結(jié)…………………………

192

思考題……………

193

Ⅱ

項目一

認識自動化生產(chǎn)線

了解自動化生產(chǎn)線的功能、作用、特點及發(fā)展概況。

①

了解型自動化生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu)。

②YL-335B

熟練操作型自動化生產(chǎn)線。

③YL-335B

熟練操作氣泵。

④

任務了解自動化生產(chǎn)線學時

11

任務認知型自動化生產(chǎn)線學時

2YL-335B1

常見自動化生產(chǎn)線的功能。

①

型自動化生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu)。

②YL-335B

操作氣泵向自動化生產(chǎn)線供氣。

③

操作型自動化生產(chǎn)線,各工作站的基本功能。

④YL-335B

操作型自動化生產(chǎn)線。

YL-335B

任務1了解自動化生產(chǎn)線

一、工作任務

列舉生活中常見的自動化生產(chǎn)線闡述其應用場合與工作流程

,。

二、關(guān)聯(lián)知識點

(一)自動化生產(chǎn)線的概念

自動化生產(chǎn)線由自動執(zhí)行裝置包括各種執(zhí)行器件機構(gòu)如電動機電磁鐵電磁閥氣動及液

(、,、、、

壓裝置等經(jīng)各種檢測裝置包括各種檢測器件如傳感器儀表等檢測各裝置的工作進程工作

),(,、),、

1

狀態(tài)經(jīng)邏輯數(shù)理運算及判斷按生產(chǎn)工藝要求的程序自動進行生產(chǎn)作業(yè)的流水線

,、,,。

簡單地說自動化生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)將一組自動機床和輔助設備按照工藝

,,

順序連接起來自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)簡稱自動線

,,“”。

(二)自動化生產(chǎn)線的發(fā)展概況

自動化生產(chǎn)線所涉及的技術(shù)領(lǐng)域是很廣泛的它的發(fā)展完善是與各種相關(guān)技術(shù)的進步及互相

,、

滲透緊密相連的各種技術(shù)的不斷更新推動了它的迅速發(fā)展

。。

可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)是專為工業(yè)環(huán)境下的應用而設計

(PLC),

的控制器它是在電氣控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的并逐漸發(fā)展成以微處理器為

。,

核心將自動化技術(shù)計算機技術(shù)通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置廣泛應用于自動化生產(chǎn)

,、、,

的控制系統(tǒng)中

。

機器人技術(shù)由于微機的出現(xiàn)內(nèi)裝的控制器被計算機代替而產(chǎn)生了工業(yè)機器人以工業(yè)機械手

,,

最為普遍各具特色的機器人和機械手在自動化生產(chǎn)中的裝卸工件定位夾緊工件傳輸包裝等

。、、、

部分得到廣泛應用現(xiàn)在正在研制的新一代智能機器人不僅具有運動操作技能而且還有視覺聽

。,、

覺觸覺等感覺的辨別能力具有判斷決策能力這種機器人的研制成功將把自動化生產(chǎn)帶入一

、,、。,

個全新的領(lǐng)域

。

液壓和氣動技術(shù)特別是氣動技術(shù)由于使用的是取之不盡的空氣作為介質(zhì)具有傳動反應快

,,,、

動作迅速氣動元件制作容易成本低和便于集中供應和長距離輸送等優(yōu)點而引起人們的普遍重

、、,

視氣動技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一個獨立的技術(shù)領(lǐng)域在各行業(yè)特別是自動化生產(chǎn)線中得到迅速的

。。,

發(fā)展和廣泛的使用

。

此外傳感技術(shù)隨著材料科學的發(fā)展和固體效應的不斷出現(xiàn)形成了一個新型的科學技術(shù)領(lǐng)

,,

域在應用上出現(xiàn)了帶微處理器的智能傳感器它在自動化生產(chǎn)中監(jiān)視著各種復雜的自動控制

?！啊?

程序起著極其重要的作用

,。

進入二十一世紀自動化功能在計算機技術(shù)網(wǎng)絡通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的推動下不斷提

,、

高從而能夠生產(chǎn)出更加智能的控制設備使工業(yè)生產(chǎn)過程有一定的自適應能力所有這些支持自

,,。

動化生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)的進一步發(fā)展使得自動化生產(chǎn)技術(shù)功能更加齊全完善先進從而能完成技

,、、,

術(shù)性更復雜的操作和生產(chǎn)或裝配工藝更復雜的產(chǎn)品

。

三、任務實施

自動化生產(chǎn)線大大提高了生產(chǎn)的效率圖所示為一些自動化生產(chǎn)線的例子自動化生

,1-1。

產(chǎn)線不僅要求線體上各種機械加工裝置能自動地完成預定的各道工序及其工藝過

程使產(chǎn)品成為合格的制品而且要求在裝卸工件定位夾緊工件在工序間輸送工

,,、、、

件的分揀甚至包裝等都能自動地進行使其按照規(guī)定的程序自動地進行工作例如

,。

在圖所示的筆記本式計算機組裝線和圖所示的組合音箱組裝線中為

1-1(a)1-1(b),

了使產(chǎn)品在不同工位進行組裝產(chǎn)品的輸送和定位都是重要的環(huán)節(jié)圖所示

,。1-1(c)

的口罩機生產(chǎn)線由口罩本體設備翻片輸送線以及耳帶焊接設備組成口罩本體加

,、,

工的片材通過傳送帶傳送至翻轉(zhuǎn)機構(gòu)經(jīng)由其翻轉(zhuǎn)至焊帶機傳送帶上進行口罩耳帶

,,

焊接口罩機中涵蓋了觸摸屏電機氣動等技術(shù)圖所示的電芯智能

。PLC、、、。1-1(d)

2

項目一認識自動化生產(chǎn)線

制造生產(chǎn)線實現(xiàn)了電芯的取料加工清洗檢測入庫功能通過工業(yè)機械人實現(xiàn)各個工作單元

,、、、、,

間中間件的抓取傳輸

、。

圖自動化生產(chǎn)線的例子

1-1

任務2認知YL-335B型自動化生產(chǎn)線

一、工作任務

自動化生產(chǎn)線已調(diào)試完畢通過正確操作自動化生產(chǎn)線理解自動

YL-335B,YL-335B,YL-335B

化生產(chǎn)線的功能與結(jié)構(gòu)特點

。

二、關(guān)聯(lián)知識點

(一)YL-335B型自動化生產(chǎn)線組成

亞龍型自動化生產(chǎn)線實訓考核裝備由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上的供料單元加

YL-335B、

工單元裝配單元輸送單元和分揀單元五個單元組成其外觀如圖所示

、、。1-2。

3

圖型自動化生產(chǎn)線實訓考核裝備外觀

1-2YL-335B

(二)YL-335B型自動化生產(chǎn)線的基本功能

型自動化生產(chǎn)線的控制方式采用每一工作單元由一臺承擔其控制任務各

YL-335BPLC,PLC

之間通過串行通信實現(xiàn)互連的分布式控制方式典型的工作過程如圖所示

RS-485。1-3。

圖典型的工作過程

1-3

供料單元按照需要將放置在料倉中的工件原料推出到出料臺上輸送單元的機械手抓取

①(),

推出的工件輸送到裝配單元的裝配臺上

,。

裝配單元實現(xiàn)將其料倉內(nèi)的金屬黑色或白色小圓柱芯件嵌入裝配臺上的待裝配工件中的

②、

功能裝配完成后輸送單元的機械手抓取已裝配工件輸送到加工單元的加工臺上

。,,。

加工單元對工件進行壓緊加工工作過程為夾緊加工臺上的工件使加工臺移動到?jīng)_壓機

③。:,

構(gòu)下面完成沖壓加工然后加工臺返回原位置松開工件等待輸送單元的抓取機械手抓取后輸送

;,,

到分揀單元的進料口

。

分揀單元的變頻器驅(qū)動傳送帶電動機運轉(zhuǎn)使成品工件在傳送帶上傳送在檢測區(qū)獲得工件

④,,

的屬性顏色材料等進入分揀區(qū)后完成不同屬性的工件從不同料槽的分流

(、),,。

4

項目一認識自動化生產(chǎn)線

在上述工藝流程中工件在各工作單元的轉(zhuǎn)移依靠輸送單元實現(xiàn)輸送單元通過伺服裝置

⑤,,。

驅(qū)動抓取機械手在直線導軌上運動定位到指定單元的物料臺處并在該物料臺上抓取工件把抓

,,,

取到的工件輸送到指定地點放下以實現(xiàn)傳送工件的功能

,。

從自動化生產(chǎn)線的控制過程來看供料裝配和加工單元都屬于對氣動執(zhí)行元件的

,、

邏輯控制分揀單元則包括變頻器驅(qū)動運用內(nèi)置高速計數(shù)器檢測工件位移的運動

;、PLC

控制以及通過傳感器檢測工件屬性實現(xiàn)分揀算法的邏輯控制輸送單元則著重于伺

,,;

服系統(tǒng)快速精確定位的運動控制系統(tǒng)各工作單元的之間的信息交換通過

、。PLC,RS-

網(wǎng)絡實現(xiàn)而系統(tǒng)運行的主令信號各單元工作狀態(tài)的監(jiān)控則由連接到系統(tǒng)主站的

485,、,

嵌入式人機界面實現(xiàn)

。

由此可見充分體現(xiàn)了自動化生產(chǎn)線的綜合性和系統(tǒng)性兩大特點涵蓋了

,YL-335B,

機電類專業(yè)所要求掌握的各門課程的基本知識點和技能點利用可以模擬一

。YL-335B,

個與實際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程使學習者得到一個非常接近于實際的教學設備環(huán)境從而

,,

縮短了理論教學與實際應用之間的距離

。

(三)YL-335B型自動化生產(chǎn)線設備的電氣控制

1.YL-335B的供電電源

要求外部供電電源為三相五線制圖為供電電源的一次回路原理

YL-335BAC380V/220V,1-4

圖圖中總電源開關(guān)選用型三相四線漏電開關(guān)結(jié)構(gòu)形式系統(tǒng)各

。1-4,DZ47LE-32/C32(3P+N)。

主要負載通過自動開關(guān)單獨供電其中變頻器電源通過三相自動開關(guān)供電伺服裝

:,DZ47C16/3P;

置和各工作單元均采用單相自動開關(guān)供電此外系統(tǒng)配置四臺開

PLCDZ47C5/2P。,DC24V,6A

關(guān)穩(wěn)壓電源分別用作供料和加工單元裝配單元分揀單元以及輸送單元的直流電源

,、、,。YL-335B

供電電源的所有開關(guān)設備都安裝在配電箱內(nèi)如圖所示

,1-5。

圖供電電源的一次回路原理圖

1-4

注圖中為為

:QF1DZ47C16/3P;QF2~QF8DZ47C5/2P。

2.YL-335B電氣控制的結(jié)構(gòu)特點

特點1:從結(jié)構(gòu)上來看機械裝置部分和電氣控制部分相對分離

,。

各工作單元在實訓臺上的分布俯視圖如圖所示由圖可見從整體來看

YL-335B1-6。1-6,,

設備的機械裝置部分和電氣控制部分是相對分離的每一工作單元機械裝置整體安裝

YL-335B。

5

在底板上而控制工作單元生產(chǎn)過程的裝置按鈕指示燈模塊則安裝在工作臺兩側(cè)的抽屜

,PLC、/

板上

。

圖配電箱設備安裝圖

1-5

總電源控制斷路器變頻器電源開關(guān)伺服電源開關(guān)輸送單元電源開關(guān)

1—;2—;3—;4—;

供料單元交流電源開關(guān)加工單元交流電源開關(guān)供料加工單元直流電源開關(guān)

5—;6—;7—、;

裝配單元電源開關(guān)分揀單元電源開關(guān)三相電源進線端子工作單元電源端子

8—;9—;10—;11—

圖各工作單元在實訓臺上的分布俯視圖

1-6YL-335B

工作單元機械裝置與裝置之間的信息交換的方法是機械裝置上的各電磁閥和傳感器的

PLC:

引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上的引出線則連接到側(cè)的接線端口上兩個接線

。PLCI/OPLC。

端口間通過多芯信號電纜互連

。

特點2:每一工作單元都可自成一個獨立的系統(tǒng)

。

每一工作單元的工作都由一臺控制從而可自成一個獨立的系統(tǒng)獨立工作時

YL-335BPLC,。,

6

項目一認識自動化生產(chǎn)線

其運行的主令信號以及運行過程中的狀態(tài)顯示信號來源于該工作單元按鈕指示燈模塊模塊上

,/。

指示燈和按鈕的引出線全部連到接線端子排上

。

機械裝置部分和電氣控制部分相對分離以及工作單元工作的獨立性加強了系統(tǒng)的靈活性

,,,

并使得各工作單元均可單獨成系統(tǒng)運行

。

工作單元單獨運行的實訓項目有利于實施從簡單到復雜逐步深化循序漸進的教學過程可

,、,

以根據(jù)各工作單元所涵蓋的不同知識點技能點有針對性地選擇實訓內(nèi)容進行教學實施

、,。

3.YL-335B設備中的可編程控制器

大多數(shù)類型的小型國際主流品牌或國產(chǎn)品牌都能滿足自動化生產(chǎn)線的控制要

PLC()YL-335B

求根據(jù)目前國內(nèi)小型的市場格局以及各院校教學所采用的主流機型設備的

。PLC,PLC,YL-335B

標準配置以西門子系列和三菱系列為主本書僅介紹采用三菱系列的

S7-200FXPLC。FXPLC

設備

YL-335B。

早期采用三菱系列的設備選型為和系列目前這兩個系列的

FXPLCYL-335B,FX2NFX1N。

產(chǎn)品已經(jīng)淘汰被升級產(chǎn)品和系列所取代設備上的配置也升級為

,FX3UFX3G,YL-335BFX3U

系列

。

三菱系列是三菱公司開發(fā)的第三代小型它是目前三菱公司小型中

FX3UPLCPLC,PLCCPU

性能最高適用于網(wǎng)絡控制的小型系列產(chǎn)品在運算速度點及存儲器容量高速計數(shù)與定

、PLC,、I/O、

位功能通信功能模擬量控制功能等方面的性能指標都遠優(yōu)于系列系列

、、FX2N、FX1N。FX3UPLC

的基本功能兼容了系列的全部功能其基本指令和應用指令實現(xiàn)了與三菱第二代