自動生產(chǎn)線輸送單元控制新版系統(tǒng)

摘要傳統(tǒng)機械設備和產(chǎn)品多以機械為主，是電氣、液壓和氣動控制機械設備，伴隨工業(yè)水平不停發(fā)展，機械設備已逐步由手動控制改為自動控制，設備本身也發(fā)展成為機電一體化綜合體，可編程控制器（PLC）是以微處理器為關鍵，綜累計算機、自動化技術和通訊技術發(fā)展起來一個新型工業(yè)自動控制裝置。經(jīng)過30多年發(fā)展，現(xiàn)在可編程控制器已經(jīng)成為自動化領域中最關鍵、應用最多控制裝置，，居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（可編程控制器、機器人、計算機輔助設計和制造）首位。其廣泛深度和廣度成為衡量一盒國家工業(yè)自動化程度高低標志。亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓考評裝備在鋁合金導軌式實訓臺上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，組成一個經(jīng)典自動生產(chǎn)線機械平臺，系統(tǒng)各機構采取了氣動驅動、變頻器驅動和步進（伺服）電機位置控制等技術。系統(tǒng)控制方法采取每一工作單元由一臺PLC負擔其控制任務，各PLC之間經(jīng)過RS485串行通訊實現(xiàn)互連分布式控制方法。所以，YL-335B綜合應用了多個技術知識，如氣動控制技術、機械技術（機械傳動、機械連接等）、傳感器應用技術、PLC控制和組網(wǎng)、步進電機位置控制和變頻器技術等。本文對YL-335B進行了系統(tǒng)介紹，具體介紹了輸送單元基礎結構、工作過程、基礎功效及工藝功效，機械手作為輸送單元關鍵組成部分，也對抓取機械手裝置組成、工作方法及相關原理進行了分析，而且對輸送單元當中利用到相關知識點進行敘述。關鍵詞：機械手、可編程控制器(PLC)KeyWords:ManipulatorsExtraman；ProgrammableLogicController；目錄第一章緒論………………………31.1PLC發(fā)展歷程……………………31.2PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作用和應用……………41.3現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見到PLC類型和品牌………41.4.現(xiàn)代工業(yè)中自動生產(chǎn)線種類……………………41.5研究本課題關鍵意義、目標……………………5第二章YL-335B系統(tǒng)介紹…………………62.1YL-335B組成………………62.1.1供料單元控制系統(tǒng)………………62.1.2加工單元控制系統(tǒng)……………92.1.3裝配單元控制系統(tǒng)……………92.1.4分揀單元控制系統(tǒng)……………112.1.5輸送單元控制系統(tǒng)……………122.2YL-335B電氣控制…………122.2.1工作單元結構特點………122.2.2YL-335B控制系統(tǒng)………12第三章YL-335B輸送單元抓取和機械手介紹………………143.1輸送單元基礎結構和工作過程………………143.1.1輸送單元基礎功效……………143.1.2輸送單元工藝功效………………143.2.1抓取機械手具體組成……………143.2.2抓取機械手工作過程………153.2.3直線運動傳動組件………………153.3氣動控制回路……………………163.3.1相關知識點…………………17第四章輸送單元PLC控制及編程……184.1工作任務…………184.2PLC地址分配……………………194.3PLC次序功效圖…………………194.4PLC二次接線圖…………………204.5PLC時序圖………………………214.6PLC主程序………………………224.7自動生產(chǎn)線加工單元仿真符號表及仿真地址……27總結和體會………………28謝辭………………………29參考文件…………………30緒論伴隨計計算機技術、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術不停發(fā)展和用戶需求不停提升PLC在開關量處理基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功效。今天PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著關鍵作用。作為離散控制首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了快速發(fā)展，世界范圍內PLC年增加率保持為20%～30%。伴隨工廠自動化程度不停提升和PLC市場容量基數(shù)不停擴大，多年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家增加速度放緩。不過，在中國等發(fā)展中國家PLC增加十分快速。綜合相關資料，全球PLC銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據(jù)著十分關鍵位置。PLC是由摸仿原繼電器控制原剪發(fā)展起來，二十世紀七十年代PLC只有開關量邏輯控制，首先應用是汽車制造行業(yè)。它以存放實施邏輯運算、次序控制、定時、計數(shù)和運算等操作指令；并經(jīng)過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制控制程序表示了生產(chǎn)過程工藝要求，并事先存入PLC用戶程序存放器中。運行時按存放程序內容逐條實施，以完成工藝步驟要求操作。PLCCPU內有指示程序步存放地址程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每實施一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次實施到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需時間稱為一個掃描周期。不一樣型號PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把全部輸入全部當成開關量來處理，16位（也有32位）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量運算。把計算結果送給PLC控制器。相同I/O點數(shù)系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低部分（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用軟件和硬件全部是通用，所以維護成本比DCS要低很多。最近，伴隨PLC價格不停降低和用戶需求不停擴大，越來越多中小設備開始采取PLC進行控制，PLC在中國應用增加十分快速。伴隨中國經(jīng)濟高速發(fā)展和基礎自動化水平不停提升，以后一段時期內PLC在中國仍將保持高速增加勢頭。通用PLC應用于專用設備時能夠認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對通常嵌入式控制器而方含有更高可靠性和愈加好穩(wěn)定性。實際工作中碰到部分用戶原來采取嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC替換嵌入式控制器。1.1PLC發(fā)展歷程1968年，美國通用汽車企業(yè)（GM）依據(jù)市場形勢和生產(chǎn)發(fā)展需要，提出了“多品種、小批量、不停翻新汽車品牌型號”戰(zhàn)略。要實現(xiàn)這個戰(zhàn)略決議，依靠原有工業(yè)控制裝置顯然不行，而必需有一個新工業(yè)控制裝置，它能夠伴隨生產(chǎn)品種改變，靈活方便地改變控制方案以滿足對控制不一樣要求。1969年，著名美國數(shù)字設備企業(yè)（DEC）依據(jù)GM功效要求，研制出了這種新工業(yè)控制裝置，并在GM企業(yè)一條汽車自動化生產(chǎn)線上首次運行取得成功。依據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置能夠經(jīng)過編程改變控制方案這一特點，和專門用于邏輯控制情況，稱這種新工業(yè)控制裝置為可編程序控制器（ProgrammableLogicController），簡稱PLC。從1968年到現(xiàn)在，PLC經(jīng)歷了四次換代：第一代PLC大多用一位機開發(fā)，用磁芯存放器存放，只有邏輯控制功效。在第二代PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導體存放器，PLC產(chǎn)品開始系列化。第三代PLC產(chǎn)品伴隨高性能微處理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC處理速度大大提升，從而促進它向多功效及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展。第四代PLC產(chǎn)品不僅全方面使用16位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC（Reducedinstructionsetcomputer）精簡指令系統(tǒng)CPU等高級CPU，而且在一臺PLC中配置多個處理器，進行多通道處理。同時生產(chǎn)了大量內含微處理器智能模板，使得第四代PLC產(chǎn)品成為含有邏輯控制功效、過程控制功效、運動控制功效、數(shù)據(jù)處理功效、聯(lián)網(wǎng)通信功效真正名符其實多功效控制器。同一時期，由PLC組成PLC網(wǎng)絡也得到飛速發(fā)展。PLC和PLC網(wǎng)絡成為工廠企業(yè)中首選工業(yè)控制裝置，由PLC組成多級分布式PLC網(wǎng)絡成為CIMS（computer-integratedmanufacturingsystem）系統(tǒng)不可或缺基礎組成部分。大家高度評價PLC及其網(wǎng)絡關鍵性，認為它是現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一。1.2PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作用和應用伴隨計算機技術飛速發(fā)展，PLC（即可編程邏輯編程器簡稱）已經(jīng)進入日常生產(chǎn)、生活各個方面，PLC應用在各行各業(yè)已成為必不可少內容。PLC作為通用工業(yè)計算機，其功效日益強大，已經(jīng)成為工業(yè)控制領域主流控制設備。PLC從誕生至今，僅有30年歷史，不過得到了異常迅猛發(fā)展，并和CAD/CAM、機器人技術一起被譽為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱。在現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過程機械化、自動化已成為突出專題。伴隨工業(yè)化深入發(fā)展，自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中關鍵支柱，無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨地可見。同時，現(xiàn)在生產(chǎn)中，存在著多種多樣生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場所和水下作業(yè)等，這些惡劣生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進行操作。工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)一項新技術，是現(xiàn)代控制理論和工業(yè)生產(chǎn)自動化實踐相結合產(chǎn)物，并以現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中一個關鍵組成部分。工業(yè)機械手是提升生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件、提升產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率有效率有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲和帶有放射和污染場所，應用更為廣泛。在中國，近幾年來也有較快發(fā)展，并取得一定效果，受到機械工業(yè)和鐵路部門重視。1.3現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見到PLC類型和品牌分類方法種類代表機型例舉按控制規(guī)模小型機德國西門子企業(yè)S7-200機、德維森企業(yè)V80系列中型機德國西門子企業(yè)S7300機、德維森企業(yè)PPC11系列大型機德維森企業(yè)PPC22系列超大型機美國GE企業(yè)90－70機按結構劃分箱體式微型機模塊式OMRON企業(yè)C20系列、POMRON企業(yè)C20系列PLCLC按生產(chǎn)廠家分德國西門子企業(yè)S5－95U、100U、115U、135U及155U日本OMRON企業(yè)CPM1A型機，P型機，H型機，CQM1、CVM日本三菱企業(yè)AIS、AZC、A3A等美國AB企業(yè)PLC－5系列德維森企業(yè)V80、PPC11、PPC22和PPC31和利時企業(yè)FOPLC系列1.4.現(xiàn)代工業(yè)中自動生產(chǎn)線種類生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過路線，即從原料進入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運輸、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)活動所組成路線。狹義生產(chǎn)線是按對象標準組織起來，完成產(chǎn)品工藝過程一個生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化標準，配置生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要多種設備和各工種工人，負責完成某種產(chǎn)品（零、部件）全部制造工作，對相同勞動對象進行不一樣工藝加工。生產(chǎn)線種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度，分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線關鍵產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品工藝路線和工序勞動量百分比，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某多個產(chǎn)品加工任務所必需機器設備，機器設備排列和工作地部署等。生產(chǎn)線含有較大靈活性，能適應多品種生產(chǎn)需要；在不能采取流水生產(chǎn)條件下，組織生產(chǎn)線是一個比較優(yōu)異生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機器設備不足企業(yè)里，采取生產(chǎn)線能取得良好經(jīng)濟效益。1.5研究本課題關鍵意義、目標畢業(yè)設計是機電一體化技術專業(yè)十分關鍵實踐性教學步驟，是培養(yǎng)學生實際動手能力和分析問題處理問題能力、理論和實踐相結合基礎訓練，提升綜合應用《電路》、《電機和拖動》、《電力電子技術》、《電力拖動自動控制系統(tǒng)》、《自動控制原理》、《傳感器技術》、《計算機原理和接口技術》、《PLC》等所學專業(yè)知識系統(tǒng)應用能力，創(chuàng)新能力，工程開發(fā)中協(xié)作精神；提升分析和處理實際問題能力，以系統(tǒng)性地加深對所學理論知識了解。第二章YL-335B系統(tǒng)介紹2.1YL-335B組成亞龍YL-335B型自動生產(chǎn)線實訓考評裝備由安裝在鋁合金導軌式實訓臺上送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個單元組成。圖1-1所表示。圖2-1YL-335B外觀圖每一工作單元既可自成一個獨立系統(tǒng)，同時又是一個機電一體化系統(tǒng)。各個單元實施機構基礎上以氣動實施機構為主，輸送單元機械手裝置整體運動則采取步進電機驅動、精密定位位置控制，該驅動系統(tǒng)含有長行程、多定位點特點，是一個經(jīng)典一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元傳送帶驅動則采取了通用變頻器驅動三相交流異步電動機傳動裝置。位置控制和變頻器技術是現(xiàn)代工業(yè)應用最為廣泛電氣控制技術。本設計中YL-335B應用傳感器來判定物體運動位置、物體經(jīng)過狀態(tài)、物體顏色及材質等。傳感器技術是機電一體化裝備應用技術中關鍵技術之一，也是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)高度自動化前提之一。在控制方面，YL-335B采取基于RS485串行通信PLC網(wǎng)絡控制方案，每一工作單元由一臺PLC負擔其控制任務，各PLC之間經(jīng)過RS485串行通信實現(xiàn)互連分布式控制方法。用戶可依據(jù)需要選擇不一樣廠家PLC型號及其所支持RS485通信模式，組建成一個小型PLC網(wǎng)絡。小型PLC網(wǎng)絡以其結構簡單，價格低廉特點在小型自動生產(chǎn)線上有著廣泛應用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡通信中占據(jù)相當份額。2.1.1供料單元控制系統(tǒng)氣動元件供料站氣動控制回路采取標準雙作用直線氣缸作為實施元件為了使氣缸動作平穩(wěn)可靠，使用單向節(jié)流閥單對氣缸運動速度加以控制，向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成流量控制閥，常見于控制氣缸運動速度，也稱為速度控制閥。單電控電磁換向閥、電磁閥組。YL-335B全部工作單元實施氣缸全部是雙作用氣缸，所以控制它們工作電磁閥需要有二個工作口和二個排氣口和一個供氣口，故使用電磁閥均為二位五通電磁閥。供料單元用了兩個二位五通單電控電磁閥。兩個電磁閥是集中安裝在匯流板上。匯流板中兩個排氣口末端均連接了消聲器，消聲器作用是降低壓縮空氣在向大氣排放時噪聲。這種將多個閥和消聲器、匯流板等集中在一起組成一組控制閥集成稱為閥組，而每個閥功效是相互獨立。氣動控制回路氣動控制回路是本工作單元實施機構，該實施機構控制邏輯和控制功效是由PLC實現(xiàn)。氣動控制回路工作原理圖2-1所表示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1和1B2為安裝在推料缸兩個極限工作位置磁感應靠近開關，2B1和2B2為安裝在推料缸兩個極限工作位置磁感應靠近開關。1Y1和2Y1分別為控制推料缸和頂料缸電磁閥電磁控制端。通常，這兩個氣缸初始位置均設定在縮回狀態(tài)。圖2-2供料單元氣動控制回路工作原理傳感器YL-335B各工作單元所使用傳感器全部是靠近傳感器，它利用傳感器對所靠近物體含有敏感特征來識別物體靠近，并輸出對應開關信號。1、磁性開關YL-335B所使用氣缸全部是帶磁性開關氣缸。這些氣缸缸筒采取導磁性弱、隔磁性強材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體活塞上安裝一個永久磁鐵磁環(huán)，這么就提供了一個反應氣缸活塞位置磁場。而安裝在氣缸外側磁性開關則是用來檢測氣缸活塞位置，即檢測活塞運動行程。在磁性開關上設置LED顯示用于顯示其信號狀態(tài)，供調試時使用。磁性開關動作時，輸出信號“1”，LED亮；磁性開關不動作時，輸出信號“0”，LED不亮。磁性開關安裝位置能夠調整，調整方法是松開它緊固定位螺栓，讓磁性開關順著氣缸滑動，抵達指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開關有藍色和棕色2根引出線，使用時藍色引出線應連接到PLC輸入公共端，棕色引出線應連接到PLC輸入端。磁性開關內部電路圖2-1中虛線框內所表示。圖2-3磁性開關內部電路2、漫射式光電靠近開關漫射式光電靠近開關供料單元中，用來檢測工件不足或工件有沒有漫射式光電靠近開關選擇神視（OMRON）企業(yè)CX-441（E3Z-L61）型放大器內置型光電開關（細小光束型，NPN型晶體管集電極開路輸出），。該光電開關外形和頂端面上調整旋鈕和顯示燈圖2-2所表示。圖2-4CX-441（E3Z-L61）光電開關外形和調整旋鈕、顯示燈圖2-3給出該光電開關內部電路原理框圖。圖2-4CX-441（E3Z-L61）光電開關電路原理圖用來檢測物料臺上有沒有物料光電開關是一個圓柱形漫射式光電靠近開關，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，。該光電開關選擇SICK企業(yè)產(chǎn)品MHT15-N2317型，其外形圖2-5所表示。圖2-52.1.2加工單元控制系統(tǒng)加工單元功效是完成把待加工工件在加工臺加緊，并移交到加工區(qū)域沖壓氣缸正下方，完成對工件沖壓加工，然后把加工好工件重新送出過程。表2-6加工單元裝置側接線端口信號端子分配2.1.3裝配單元控制系統(tǒng)2.1.3.1示燈、傳感器1、警示燈本工作單元上安裝有紅、橙、綠三色警示燈，它是作為整個系統(tǒng)警示用。警示燈有五根引出線，其中黃綠雙色線：黃綠雙色線為”“地線”；紅色線：紅色燈控制線；黃色線：橙色燈控制線，綠色線：綠色燈控制線；黑色線：信號燈公共控制線。接線圖4-1所表示。2、光纖傳感器圖2-7警示燈及其接線光纖型傳感器由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測頭是分離兩個部分，光纖檢測頭尾端部分分成兩條光纖，使用時分別插入放大器兩個光纖孔。光纖傳感器組件圖2-8所表示。圖2-9是放大器安裝示意圖。圖2-10給出了放大器單元俯視圖，調整其中部8旋轉靈敏度高速旋鈕就能進行放大器靈敏度調整（順時針旋轉靈敏度增大）。調整時，會看到“入光量顯示燈”發(fā)光變。2-8纖傳感器組件圖 2-9光纖傳感器組件外形圖2-10光纖傳感器放大器單元俯視圖圖2-11E3X-NA11型光纖傳感器電路框圖圖2-12裝配單元氣動控制回路2.1.4分揀單元控制系統(tǒng)分揀單元電磁閥組使用了三個由二位五通帶手控開關單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個閥分別對金屬、白料和黑料推進氣缸氣路進行控制，以改變各自動作狀態(tài)。本單元氣動控制回路工作原理圖2-13所表示。圖中1A、2A和3A分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。1B1、2B1和3B1分別為安裝在各分揀氣缸前極限工作位置磁感應靠近開關。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制3個分揀氣缸電磁閥電磁控制端。圖2-13分揀單元氣動控制回路工作原理圖2.1.5輸送單元氣動系統(tǒng)輸送單元氣動系統(tǒng)由：氣動手爪、伸縮氣缸、回轉氣缸、提升氣缸、2個二位五通雙向控閥、2個二位五通單向電控閥電組成。2.2YL-335B電氣控制2.2.1YL-335B工作單元結構特點圖2-14裝置側接線端口 圖2-15PLC側接線端口YL-335B設備中各工作單元結構特點是機械裝置和電氣控制部分相對分離。每一工作單元機械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程PLC裝置則安裝在工作臺兩側抽屜板上。所以，工作單元機械裝置和PLC裝置之間信息交換是一個關鍵問題。YL-335B處理方案是：機械裝置上各電磁閥和傳感器引線均連接到裝置側接線端口上。PLCI/O引出線則連接到PLC側接線端口上。兩個接線端口間經(jīng)過多芯信號電纜互連。圖2-14和圖2-15分別是裝置側接線端口和PLC側接線端口。裝置側接線端口接線端子采取三層端子結構，上層端子用以連接DC24V電源+24V端，底層端子用以連接DC24V電源0V端，中間層端子用以連接各信號線。PLC側接線端口接線端子采取兩層端子結構，上層端子用以連接各信號線,其端子號和裝置側接線端口接線端子相對應。底層端子用以連接DC24V電源+24V端和0V端。裝置側接線端口和PLC側接線端口之間經(jīng)過專用電纜連結。其中25針接頭電纜連接PLC輸入信號，15針接頭電纜連接PLC輸出信號。2.2.2YL-335B控制系統(tǒng)YL-335B每一工作單元全部可自成一個獨立系統(tǒng)，同時也能夠經(jīng)過網(wǎng)絡互連組成一個分布式控制系統(tǒng)。1、當工作單元自成一個獨立系統(tǒng)時，其設備運行主令信號和運行過程中狀態(tài)顯示信號，起源于該工作單元按鈕指示燈模塊。模塊上指示燈和按鈕端腳全部引到端子排上。模塊盒上器件包含：⑴指示燈（24VDC）：黃色（HL1）、綠色（HL2）、紅色（HL3）各一個。⑵主令器件：綠色常開按鈕SB1一個、紅色常開按鈕SB2一個、選擇開關SA（一對轉換觸點）、急停按鈕QS（一個常閉觸點）2、當各工作單元經(jīng)過網(wǎng)絡互連組成一個分布式控制系統(tǒng)時，對于采取西門子S7-200系列PLC設備，YL-335B標準配置是采取PPI協(xié)議通信方法。設備出廠控制方案圖2-16所表示。圖2-16各工作站PLC配置以下：⑴輸送單元：S7-226DC/DC/DC主單元，共24點輸入，16點晶體管輸出。⑵供料單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。⑶加工單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。⑷裝配單元：S7-226AC/DC/RLY主單元，共24點輸入，16點繼電器輸出。⑸分揀單元：S7-224XPAC/DC/RLY主單元，共14點輸入和10點繼電器輸出。3、人機界面系統(tǒng)運行主令信號（復位、開啟、停止等）經(jīng)過觸模屏人機界面給出。同時，人機界面上也顯示系統(tǒng)運行多種狀態(tài)信息。人機界面是在操作人員和機器設備之間做雙向溝通橋梁。使用人機界面能夠明確指示并通知操作員機器設備現(xiàn)在情況，使操作變簡單生動，而且能夠降低操作上失誤，即使是新手也能夠很輕松操作整個機器設備。使用人機界面還能夠使機器配線標準化、簡單化，同時也能降低PLC控制器所需I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)成本，同時因為面板控制小型化及高性能，相正確提升了整套設備附加價值。YL-335B采取了昆侖通態(tài)（MCGS）TPC7062KS觸摸屏作為它人機界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU為關鍵（主頻400MHz）高性能嵌入式一體化工控機。該產(chǎn)品設計采取了7英寸高亮度TFT液晶顯示器（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096），同時還預裝了微軟嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)WinCE.NET（漢字版）和MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運行版）。下面我們以輸送單元作為關鍵研究對象進行研究第三章YL-335B輸送單元抓取和機械手介紹3.1輸送單元結構和工作過程3.1.1輸送單元基礎功效該單元經(jīng)過直線運動傳動機構驅動抓取機械手裝置到指定單元物料臺上正確定位，并在該物料臺上抓取工件，把抓取到工件輸送到指定地點然后放下，實現(xiàn)傳送工件功效。3.1.2輸送單元工藝功效是驅動其抓取機械手裝置正確定位到指定單元物料臺，在物料臺上抓取工件，把抓取到工件輸送到指定地點然后放下功效。YL—335B出廠配置時，輸送單元在網(wǎng)絡系統(tǒng)中擔任著主站角色，它接收來自觸摸屏系統(tǒng)主令信號，讀取網(wǎng)絡上各從站狀態(tài)信息，加以綜合后，向各從站發(fā)送控制要求，協(xié)調整個系統(tǒng)工作。輸送單元由抓取機械手裝置、直線運動傳動組件、拖鏈裝置、PLC模塊和接線端口和按鈕/指示燈模塊等部件組成。下圖是安裝在工作臺面上輸送單元裝置側部分。3.2.1抓取機械手具體組成抓取機械手裝置是一個能實現(xiàn)三自由度運動（即升降、伸縮、氣動手指夾緊/松開和沿垂直軸旋轉四維運動）工作單元，該裝置整體安裝在直線運動傳動組件滑動溜板上，在傳動組件帶動下整體作直線往復運動，定位到其它各工作單元物料臺，然后完成抓取和放下工件功效。圖7-2是該裝置實物圖。具體組成以下：⑴氣動手爪：用于在各個工作站物料臺上抓取/放下工件。由一個二位五通雙向電控閥控制。⑵伸縮氣缸：用于驅動手臂伸出縮回。由一個二位五通單向電控閥控制。⑶回轉氣缸：用于驅動手臂正反向90度旋轉，由一個二位五通單向電控閥控制。⑷提升氣缸：用于驅動整個機械手提升和下降。由一個二位五通單向電控閥控制。3.2.2抓取機械手工作過程⑴輸送單元在通電后，按下復位按鈕SB1，實施復位操作，機械手處于初始位置，在復位過程中，“正常工作”指示燈HL1以1Hz頻率閃爍。⑵抓取機械手裝置從供料站出料臺抓取工件，抓取次序是：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺上升→手臂縮回。⑶機械手臂縮回后，擺臺逆時針旋轉90°。⑷工件放到加工站物料臺上，抓取機械手裝置在加工站放下工件次序是：手臂伸出→提升臺下降→手爪松開放下工件→手臂縮回。3.2.3直線運動傳動組件直線運動傳動組件用以拖動抓取機械手裝置作往復直線運動，完成正確定位功能。圖7-3是該組件俯視圖。傳動組件由直線導軌底板、伺服電機及伺服放大器、同時輪、同時帶、直線導軌、滑動溜板、拖鏈和原點靠近開關、左、右極限開關組成。伺服電機由伺服電機放大器驅動，經(jīng)過同時輪和同時帶帶動滑動溜板沿直線導軌作往復直線運動。從而帶動固定在滑動溜板上抓取機械手裝置作往復直線運動。同時輪齒距為5mm，共12個齒即旋轉一周搬運機械手位移60mm。抓取機械手裝置上全部氣管和導線沿拖鏈敷設，進入線槽后分別連接到電磁閥組和接線端口上。原點靠近開關和左、右極限開關安裝在直線導軌底板上，圖7-4所表示。原點靠近開關是一個無觸點電感式靠近傳感器，用來提供直線運動起始點信號。相關電感式靠近傳感器工作原理及選擇、安裝注意事項請參閱項目一（供料單元控制系統(tǒng)實訓）。左、右極限開關均是有觸點微動開關，用來提供越程故障時保護信號：當滑動溜板在運動中越過左或右極限位置時，極限開關會動作，從而向系統(tǒng)發(fā)出越程故障信號。3.3氣動控制回路輸送單元抓取機械手裝置上全部氣缸連接氣管沿拖鏈敷設，插接到電磁閥組上，其氣動控制回路圖7-5所表示。在氣動控制回路中，驅動擺動氣缸和氣動手指氣缸電磁閥采取是二位五通雙電控電磁閥，電磁閥外形圖7-6所表示。雙電控電磁閥和單電控電磁閥區(qū)分在于，對于單電控電磁閥，在無電控信號時，閥芯在彈簧力作用下會被復位，而對于雙電控電磁閥，在兩端全部無電控信號時，閥芯位置是取決于前一個電控信號。注意：雙電控電磁閥兩個電控信號不能同時為“1”，即在控制過程中不許可兩個線圈同時得電，不然，可能會造成電磁線圈燒毀，當然，在這種情況下閥芯位置是不確定。3.3.1相關知識點輸送單元中，驅動抓取機械手裝置沿直線導軌作往復運動動力源，能夠是步進電機，也能夠是伺服電機，視實訓內容而定。變更實訓項目時，因為所選擇步進電機和伺服電機，它們安裝孔大小及孔距相同，更換是十分輕易。第四章輸送單元PLC控制及編程4.1工作任務輸送單元單站運行目標是測試設備傳送工件功效。要求其它各工作單元已經(jīng)就位，而且在供料單元出料臺上放置了工件。具體測試要求以下：1、正常功效測試⑴抓取機械手裝置從供料單元出料臺抓取工件，抓取次序是：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺上升→手臂縮回。⑵放下工件動作完成2秒后，機械手向左旋轉90°，伺服電機驅動機械手裝置向分揀單元移動。⑶機械手裝置移動到分揀單元物料臺正前方后，即把工件放到加工站物料臺上。抓取機械手裝置在加工站放下工件次序是：手臂伸出→提升臺下降→手爪松開放下工件→手臂縮回。（4）放下工件動作完成后，機械手手臂縮回，然后實施返回供料單元操作。伺服電機驅動機械手返回供料單元停止，機械手向右旋轉90°當抓取機械手裝置返回供料單元后，一個測試周期結束。當供料單元出料臺上放置了工件時開始新一輪測試。4.2PLC地址分配序號地址元件說明1I0.0A0物料臺上檢測器2I0.1A1機械手抬升下限檢測3I0.2A2機械手抬升上限檢測4I0.3A3機械手旋轉右限檢測5I0.4A4機械手旋轉左限檢測6I0.5A5機械手伸出檢測7I0.6A6機械手縮回檢測8I0.7A7機械手加緊檢測9I0.8A8開啟按鈕10I0.9A9停止按鈕11I1.0A10復位按鈕12Q0.0B1提升臺下降電磁閥13Q0.1B2提升臺上升電磁閥14Q0.2B3回轉氣缸右旋電磁閥15Q0.3B4回轉氣缸左旋電磁閥16Q0.4B5手爪伸出電磁閥17Q0.5B6手爪縮回電磁閥18Q0.6B7手爪加緊電磁閥19Q