機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修 第3版 課件 第6章　自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與維修

6.1概述6.1.1自動(dòng)化生產(chǎn)線的基本概念自動(dòng)化生產(chǎn)線是指按照工藝工程，把一條生產(chǎn)線上的機(jī)器聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成包括上料、下料、裝卸和產(chǎn)品加工等全部工序都能自動(dòng)控制、自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)連續(xù)的生產(chǎn)線。自動(dòng)化生產(chǎn)線的任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn),怎樣才能達(dá)到這一要求呢?自動(dòng)化生產(chǎn)線綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等,通過(guò)一些輔助裝置按工藝順序?qū)⒏鞣N機(jī)械加工裝置連成一體,并控制液、氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)將各個(gè)部分動(dòng)作聯(lián)系起來(lái),完成預(yù)定的生產(chǎn)加工任務(wù)。6.1.2自動(dòng)化生產(chǎn)線的條件1)很高的產(chǎn)品需求量。要求有很高的生產(chǎn)量。2)穩(wěn)定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。自動(dòng)化生產(chǎn)線很難應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)的頻繁變更。3)較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命。在大多數(shù)情況下產(chǎn)品壽命至少是幾年。4)多種加工工藝。產(chǎn)品制造過(guò)程中需要使用多種加工工藝。6.1.3自動(dòng)化生產(chǎn)線的特點(diǎn)1)產(chǎn)品或零件在各工位的工藝操作和輔助工作以及工位間的輸送等均能自動(dòng)進(jìn)行，具有較高的自動(dòng)化程度。2)生產(chǎn)節(jié)奏性更為嚴(yán)格，產(chǎn)品或零件在各加工位置的停留時(shí)間相等或成倍數(shù)。3)產(chǎn)品對(duì)象通常是固定不變的，或在較小范圍內(nèi)變化，而且在改變品種時(shí)要花費(fèi)許多時(shí)間進(jìn)行人工凋整。4)全線具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，普遍采用機(jī)電一體化技術(shù)。5)自動(dòng)化生產(chǎn)線初始投資較多。6.1.4自動(dòng)化生產(chǎn)線的類(lèi)型自動(dòng)化生產(chǎn)線的類(lèi)型多種多樣，可按其不同的特征進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)工作性質(zhì)不同可以分為：切削加工自動(dòng)線、裝配自動(dòng)線及綜合性自動(dòng)線(即具有不同性質(zhì)的工序，如機(jī)械加工、裝配檢驗(yàn)、熱處理、防銹包裝等工藝范圍)；根據(jù)工件輸送方式可分為：料槽輸送自動(dòng)線、機(jī)械手輸送自動(dòng)線、傳送帶輸送自動(dòng)線以及帶隨行夾具的自動(dòng)線等；根據(jù)生產(chǎn)批量的大小又可分為大批大量生產(chǎn)的專用自動(dòng)線和多品種成批生產(chǎn)的可變自動(dòng)線。按生產(chǎn)線所用加工裝備和上作節(jié)拍特性對(duì)機(jī)械加工自動(dòng)線作如下分類(lèi)。1.按所用加工裝備類(lèi)型分類(lèi)（1）通用機(jī)床自動(dòng)線這類(lèi)自動(dòng)線多數(shù)是在流水線的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的通用機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化改裝后連接而成，有時(shí)也根據(jù)需要配置少量專用機(jī)床。這類(lèi)自動(dòng)線建線周期短、成本低，多用于加工盤(pán)類(lèi)、環(huán)類(lèi)、軸、套等中小尺寸旋轉(zhuǎn)類(lèi)工件。（2）專用機(jī)床自動(dòng)線這類(lèi)自動(dòng)線以專用自動(dòng)機(jī)床為主要加工裝備，因而設(shè)計(jì)、制造周期長(zhǎng)、投資較大、專用性強(qiáng)、產(chǎn)品改變后使用的靈活性小，但生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，適用于大批量生產(chǎn)類(lèi)型。此類(lèi)生產(chǎn)線建線前必須進(jìn)行充分的市場(chǎng)預(yù)測(cè)和分析，不能盲目建線。

（3）組合機(jī)床自動(dòng)線組合機(jī)床不僅具有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，而且由于大部分部件是通用部件，還具有設(shè)計(jì)制造周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。以這種通用化程度高的組合機(jī)床為主要裝備，加上工件輸送、轉(zhuǎn)位和排屑等輔助設(shè)備所組成的自動(dòng)線稱為組合機(jī)床自動(dòng)線(如圖5-2所示)。此類(lèi)自動(dòng)線主要適用于箱體和雜類(lèi)工件的大批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單、使用可靠、生產(chǎn)效率高。其應(yīng)用較專用機(jī)床生產(chǎn)線更為普遍。（4）柔性制造自動(dòng)線(FlexibleManufacturinLine——FML)“柔性”是指生產(chǎn)組織形式和自動(dòng)化制造設(shè)備對(duì)加工任務(wù)的適應(yīng)性。前述三類(lèi)機(jī)械加工自動(dòng)線主要適用于單一品種(或少量品種)的大批量生產(chǎn)，難以滿足產(chǎn)品向多品種、中大批量生產(chǎn)方向發(fā)展的需求。為了解決這一矛盾，便出現(xiàn)了以數(shù)控機(jī)床或由數(shù)控操作的組合機(jī)床為主要加工裝備組成的自動(dòng)線(FML)，它具有一定的柔性。實(shí)現(xiàn)柔性化的關(guān)鍵是其基本組成設(shè)備——加工單元的柔性。FML一般由自動(dòng)化加工設(shè)備、托板(工件)輸送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。

2.按自動(dòng)線生產(chǎn)節(jié)拍特性分類(lèi)自動(dòng)線完成一個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間稱為自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍。按其生產(chǎn)節(jié)拍特性可分為固定節(jié)拍和非固定節(jié)拍兩種形式。

（1）固定節(jié)拍自動(dòng)線固定節(jié)拍是指自動(dòng)線中所有單元設(shè)備的丁作節(jié)拍等于或成倍于自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié)拍。在這類(lèi)自動(dòng)線上工序間沒(méi)有儲(chǔ)料裝置，機(jī)床按照工件工藝順序依次排列，工件由輸送裝置嚴(yán)格地按生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍強(qiáng)制性地沿固定路線從一個(gè)工位送到下一個(gè)工位，直到加工完畢。（2）非固定節(jié)拍自動(dòng)線非固定節(jié)拍自動(dòng)線是指自動(dòng)線中各設(shè)備的工作節(jié)拍不同，各設(shè)備的工作周期是其完成各自工序所需要的實(shí)際時(shí)間。6.1.5自動(dòng)化生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)1)繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長(zhǎng)度已達(dá)440km以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近15km,并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。2)擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下,有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的,以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、黏性的物料的輸送機(jī)。3)使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制對(duì)單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動(dòng)分揀包裹的小車(chē)式輸送機(jī),應(yīng)能滿足分揀動(dòng)作的要求等。4)降低能量消耗以節(jié)約能源,已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個(gè)重要方面。已將1t物料輸送1km所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要指標(biāo)之一。5)減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。6.2自動(dòng)化生產(chǎn)線的組成自動(dòng)化生產(chǎn)線由基本工藝設(shè)備及各種輔助裝置、控制系統(tǒng)和工件的傳輸系統(tǒng)組成，根據(jù)產(chǎn)品或零件的具體情況、工藝要求、工藝過(guò)程、生產(chǎn)率要求和自動(dòng)化程度等因素不同，自動(dòng)線的結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜程度，往往有很大差別，但一般自動(dòng)化生產(chǎn)線都由以下幾個(gè)基本部分組成，如圖所示。對(duì)于具體的自動(dòng)化生產(chǎn)線，其組成并非完全相同，按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為通用設(shè)備自動(dòng)線、專用設(shè)備自動(dòng)線、無(wú)儲(chǔ)料裝置自動(dòng)線和有儲(chǔ)料裝置自動(dòng)線等。常用的元器件包括傳感器、開(kāi)關(guān)、PLC、工控機(jī)、輸送機(jī)等。6.2.1控制系統(tǒng)

高度自動(dòng)化生產(chǎn)線中,能夠根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的傳感器無(wú)疑是至關(guān)重要的。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中常用的開(kāi)關(guān)有光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)及行程開(kāi)關(guān)等。自動(dòng)化生產(chǎn)線中常用到的傳感器有光敏傳感器、溫度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、壓阻式傳感器、電阻式傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器和熱電阻傳感器等。1.傳感器傳感器就是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,如圖所示。或者說(shuō)是接受物理或化學(xué)變量(輸入變量)形式的信息,并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成相同或其他性質(zhì)的輸出信號(hào)的裝置。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7665—2005對(duì)傳感器下的定義是:能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等。人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,必須借助于感覺(jué)器官。而單靠人們自身的感覺(jué)器官,在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況,就需要傳感器。因此可以說(shuō),傳感器是人類(lèi)五官的延長(zhǎng),又稱之為電五官。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō),沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等極其廣泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),從茫茫的太空到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目,都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。由此可見(jiàn),傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用是十分明顯的。世界各國(guó)都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來(lái),傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍,達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。2.開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)是用來(lái)接通和斷開(kāi)電路的元件。開(kāi)關(guān)應(yīng)用在各種電子設(shè)備和家用電器中。(1)光電開(kāi)關(guān)1)概述。光電開(kāi)關(guān)是傳感器大家族中的成員,它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開(kāi)關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的(即電緣絕),所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。采用集成電路技術(shù)和SMT(表面安裝)工藝而制造的新一代光電開(kāi)關(guān)器件,具有延時(shí)、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開(kāi)關(guān)是一種采用脈沖調(diào)制的主動(dòng)式光電探測(cè)系統(tǒng)型電子開(kāi)關(guān),它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍(lán)色光等,可非接觸、無(wú)損傷地迅速控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作。接觸式行程開(kāi)關(guān)存在響應(yīng)速度低、精度差、接觸檢測(cè)容易損壞被檢測(cè)物及壽命短等缺點(diǎn),而晶體管接近開(kāi)關(guān)的作用距離短,不能直接檢測(cè)非金屬材料。但是,新型光電開(kāi)關(guān)則克服了它們的上述缺點(diǎn),而且體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快、檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗光、電、磁干擾能力強(qiáng)。目前,這種新型的光電開(kāi)關(guān)已被用于物位檢測(cè)、液位控制、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門(mén)傳感、色標(biāo)檢出、沖床和剪切機(jī)以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。此外,利用紅外線的隱蔽性,還可在銀行、倉(cāng)庫(kù)、商店、辦公室以及其他需要的場(chǎng)合作為防盜警戒之用。2)光電開(kāi)關(guān)的分類(lèi)。①按檢測(cè)方式分類(lèi):可分為反射式、對(duì)射式和鏡面反射式三種類(lèi)型。②按結(jié)構(gòu)分類(lèi):可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類(lèi)。3)光電開(kāi)關(guān)的工作原理。圖所示是反射式光電開(kāi)關(guān)的工作原理框圖。圖中,由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后,由發(fā)光二極管輻射出光脈沖。當(dāng)被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí),被反射回來(lái)的光脈沖進(jìn)入光敏晶體管,并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào),再經(jīng)放大器放大和同步選通整形,然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾,最后經(jīng)延時(shí)(或不延時(shí))觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。光電開(kāi)關(guān)一般都具有良好的回差特性,因而即使被檢測(cè)物在小范圍內(nèi)晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài),從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí),自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū),以隨時(shí)監(jiān)視光電開(kāi)關(guān)的工作。4)光電開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)。MGK系列光電開(kāi)關(guān)是現(xiàn)代微電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,是HGK系列紅外光電開(kāi)關(guān)的升級(jí)換代產(chǎn)品。與以往的光電開(kāi)關(guān)相比具有其顯著的特點(diǎn):①具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能,可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠。②對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開(kāi)關(guān)都有防止相互干擾功能,安裝方便。③對(duì)ES外同步(外診斷)控制端的進(jìn)行設(shè)置可在運(yùn)行前預(yù)檢光電開(kāi)關(guān)是否正常工作,并可隨時(shí)接受計(jì)算機(jī)或可編程控制器的中斷或檢測(cè)指令,外診斷與自診斷的適當(dāng)組合可使光電開(kāi)關(guān)智能化。④響應(yīng)速度快,高速光電開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms,每分鐘可進(jìn)行30萬(wàn)次檢測(cè)操作,能檢出高速移動(dòng)的微小物體。⑤采用專用集成電路和先進(jìn)的SMT(表面安裝)工藝,具有很高的可靠性。⑥體積小(最小僅20mm×31mm×12mm)、重量輕,安裝調(diào)試簡(jiǎn)單,并具有短路保護(hù)功能。(2)接近開(kāi)關(guān)1)接近開(kāi)關(guān)的工作原理。接近開(kāi)關(guān)是一種無(wú)須與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開(kāi)關(guān),當(dāng)物體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí),不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開(kāi)關(guān)動(dòng)作,從而驅(qū)動(dòng)交流或直流電器或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。接近開(kāi)關(guān)是一種開(kāi)關(guān)型傳感器(即無(wú)觸頭開(kāi)關(guān)),它即有行程開(kāi)關(guān)及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性,同時(shí)具有傳感性能,且動(dòng)作可靠,性能穩(wěn)定,頻率響應(yīng)快,使用壽命長(zhǎng),抗干擾能力強(qiáng),并具有防水、防振及耐腐蝕等特點(diǎn)。產(chǎn)品有電感式、電容式、霍爾式和交及直流型。接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸頭接近開(kāi)關(guān),是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域,開(kāi)關(guān)就能在無(wú)接觸、無(wú)壓力、無(wú)火花的情況下迅速發(fā)出電氣指令,準(zhǔn)確反映出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力,是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開(kāi)關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪聲、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此到目前為止,接近開(kāi)關(guān)的應(yīng)用范圍日益廣泛,其自身的發(fā)展和創(chuàng)新的速度也是極其迅速。2)接近開(kāi)關(guān)的主要功能。①檢驗(yàn)距離。檢測(cè)電梯等升降設(shè)備的停止、起動(dòng)、通過(guò)位置;檢測(cè)車(chē)輛的位置;檢測(cè)兩物體的位置,防止兩物體相撞;檢測(cè)工作機(jī)械的設(shè)定位置和移動(dòng)機(jī)械或部件的極限位置;檢測(cè)回轉(zhuǎn)體的停止位置和閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)位置;檢測(cè)氣缸或液壓缸內(nèi)的活塞移動(dòng)位置。②尺寸控制。金屬板沖剪的尺寸控制裝置;自動(dòng)選擇、鑒別金屬件長(zhǎng)度;檢測(cè)自動(dòng)裝卸時(shí)堆物高度;檢測(cè)物品的長(zhǎng)、寬、高和體積。③檢測(cè)物體是否存在。檢測(cè)生產(chǎn)包裝線上有無(wú)產(chǎn)品包裝箱;檢測(cè)有無(wú)產(chǎn)品零件。④轉(zhuǎn)速與速度控制?？刂苽魉蛶У乃俣?控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速;與各種脈沖發(fā)生器一起控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)。⑤計(jì)數(shù)及控制。檢測(cè)生產(chǎn)線上流過(guò)的產(chǎn)品數(shù);高速旋轉(zhuǎn)軸或盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)量;零部件計(jì)數(shù)。⑥檢測(cè)異常。檢測(cè)瓶蓋有無(wú);進(jìn)行產(chǎn)品合格與不合格判斷;檢測(cè)包裝盒內(nèi)的金屬制品是否缺乏;區(qū)分金屬與非金屬零件;進(jìn)行產(chǎn)品有無(wú)標(biāo)牌檢測(cè);起重機(jī)危險(xiǎn)區(qū)報(bào)警;安全扶梯自動(dòng)起停。⑦計(jì)量控制。產(chǎn)品或零件的自動(dòng)計(jì)量;檢測(cè)計(jì)量器、儀表的指針?lè)秶刂茢?shù)量或流量;檢測(cè)浮標(biāo)控制測(cè)面高度和流量;檢測(cè)不銹鋼桶中的鐵浮標(biāo);進(jìn)行儀表量程上限或下限的控制;進(jìn)行流量控制和水平面控制。⑧識(shí)別對(duì)象。根據(jù)載體上的碼識(shí)別是與非。⑨信息傳送。ASI(總線)連接設(shè)備上各個(gè)位置上的傳感器在生產(chǎn)線(50~100m)中的數(shù)據(jù)往返傳送等。3)接近開(kāi)關(guān)的分類(lèi)。接近開(kāi)關(guān)的作用是當(dāng)某物體與接近開(kāi)關(guān)接近并達(dá)到一定距離時(shí),能發(fā)出信號(hào)。它不需要外力施加,是一種無(wú)觸頭式的主令電器。它的用途已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出行程開(kāi)關(guān)所具備的行程控制及限位保護(hù)。接近開(kāi)關(guān)可用于高速計(jì)數(shù)、檢測(cè)金屬體的存在、測(cè)速、液位控制、檢測(cè)零件尺寸以及用作無(wú)觸頭式按鈕等。①目前應(yīng)用較為廣泛的接近開(kāi)關(guān)按工作原理可以分為以下幾種類(lèi)型。高頻振蕩型:用以檢測(cè)各種金屬體。電容型:用以檢測(cè)各種導(dǎo)電或不導(dǎo)電的液體或固體。光電型:用以檢測(cè)所有不透光物質(zhì)。超聲波型:用以檢測(cè)不透過(guò)超聲波的物質(zhì)。電磁感應(yīng)型:用以檢測(cè)導(dǎo)磁或不導(dǎo)磁金屬。②接近開(kāi)關(guān)按其外形可分為圓柱形、方形、溝形、穿孔(貫通)型和分離型。圓柱形比方形安裝方便,但其檢測(cè)特性相同;溝形的檢測(cè)部位是在槽內(nèi)側(cè),用于檢測(cè)通過(guò)槽內(nèi)的物體;貫通型在我國(guó)很少生產(chǎn),而日本則應(yīng)用較為普遍,可用于小螺釘或滾珠之類(lèi)的小零件和浮標(biāo)組裝成水位檢測(cè)裝置等。③接近開(kāi)關(guān)按供電方式可分為直流型和交流型;按輸出形式又可分為直流兩線制、直流三線制、直流四線制、交流兩線制和交流三線制。兩線制接近開(kāi)關(guān)。兩線制接近開(kāi)關(guān)安裝簡(jiǎn)單,接線方便;應(yīng)用比較廣泛,但有殘余電壓和漏電流大的缺點(diǎn)。直流三線式接近開(kāi)關(guān)。直流三線式接近開(kāi)關(guān)的輸出型有NPN和PNP兩種。PNP輸出接近開(kāi)關(guān)較多應(yīng)用在PLC或計(jì)算機(jī)作為控制指令;NPN輸出接近開(kāi)關(guān)較多應(yīng)用于控制直流繼電器。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)電路的特性選擇其輸出形式。3.PLCPLC(可編程序控制器)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。自20世紀(jì)60年代美國(guó)推出可編程序控制器(PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái),PLC得到了快速發(fā)展,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí),PLC的功能也不斷完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高,PLC在開(kāi)關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能?，F(xiàn)在,PLC不再局限于邏輯控制,在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。可編程序控制器在問(wèn)世初期被稱為可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController),簡(jiǎn)稱PLC,最初的目的是取代繼電器,執(zhí)行繼電器邏輯及其他計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)等功能的順序控制為主,所以也稱為順序控制器,其結(jié)構(gòu)也像一部微型計(jì)算機(jī),所以也可稱為微型計(jì)算機(jī)可編程序控制器(MCPC)。直到1976年,美國(guó)電機(jī)制造協(xié)會(huì)正式給予命名為ProgrammableController,即可編程序控制器,簡(jiǎn)稱PC。由于目前個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)極為普遍,加上常與可編程序控制器配合使用,為了區(qū)分兩者。所以一般都稱可編程序控制器為PLC以加以分別,目前市面上之PLC種類(lèi)繁多,依照制造廠商及適用場(chǎng)所的不同而有所差異,但是每種品牌可依機(jī)組復(fù)雜度分為大、中、小型。可編程序控制器的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)包括CPU、輸入模塊、輸出模塊三大部分。PLC的CPU會(huì)經(jīng)由輸入模塊取得輸入元件所產(chǎn)生的信號(hào),再?gòu)拇鎯?chǔ)器中逐一取出原先輸入的控制指令,經(jīng)由運(yùn)算部分邏輯運(yùn)算后,再將結(jié)果通過(guò)輸出模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)外在的輸出元件。(1)PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)1)程序輸入裝置:負(fù)責(zé)提供操作者輸入、修改、監(jiān)視程序用作的功能。2)中央處理單元(CPU):負(fù)責(zé)PLC管理、執(zhí)行、運(yùn)算及控制等功能。3)程序存儲(chǔ)器:負(fù)責(zé)存儲(chǔ)使用者設(shè)計(jì)的順序程序參數(shù)及注解等。4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:負(fù)責(zé)存儲(chǔ)輸入、輸出裝置的狀態(tài)及順序程序的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。5)系統(tǒng)存儲(chǔ)器:存儲(chǔ)PLC執(zhí)行順序控制所需的系統(tǒng)程序。6)輸入回路:負(fù)責(zé)接收外部輸入元件信號(hào)。7)輸出回路:負(fù)責(zé)接收外部輸出元件信號(hào)。(2)PLC的工作原理當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過(guò)程一般分為3個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段。完成上述3個(gè)階段稱為一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3個(gè)階段。1)輸入采樣階段。在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O(輸入/輸出)映像區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映像區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。2)用戶程序執(zhí)行階段。在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸頭構(gòu)成的控制電路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|頭構(gòu)成的控制電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM(存儲(chǔ)器)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映像區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映像區(qū)或系統(tǒng)RAM內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面且用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。3)輸出刷新階段。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映像區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外部設(shè)備。這時(shí),才是PLC的真正輸出。同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略,那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。一般來(lái)說(shuō),PLC的掃描周期包括自診斷、通信等,即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通信、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。(3)PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè),大致可歸納為如下幾類(lèi)。1)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線,如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線及電鍍流水線等。2)模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程序控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A-D轉(zhuǎn)換及D-A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A-D和D-A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程序控制器用于模擬量控制。3)運(yùn)動(dòng)控制。PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō),早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人及電梯等場(chǎng)合。4)過(guò)程控制。過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力及流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。PID(比例-積分-微分)調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理及鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5)數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表及位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過(guò)程控制系統(tǒng),如造紙、冶金及食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6)通信及聯(lián)網(wǎng)。PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,通信非常方便。4.工控機(jī)工控機(jī)(IndustrialPersonalComputer,IPC)是一種加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī),它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。早在20世紀(jì)80年代初期,美國(guó)AD公司就推出了類(lèi)似IPC的MAC-150工控機(jī),隨后美國(guó)IBM公司正式推出工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM7532。由于IPC性能可靠、軟件豐富、價(jià)格低廉,因而在工控機(jī)中異軍突起,后來(lái)居上,應(yīng)用日趨廣泛。(1)工控機(jī)的定義工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī),但現(xiàn)在,更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)計(jì)算機(jī)或工業(yè)計(jì)算機(jī)。工控機(jī)通俗地說(shuō)就是專門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。(2)主要結(jié)構(gòu)1)全鋼機(jī)箱。IPC的全鋼機(jī)箱是按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,抗沖擊,抗振動(dòng),抗電磁干擾,內(nèi)部可安裝同PC總線兼容的無(wú)源底板。2)無(wú)源底板。無(wú)源底板的插槽由ISA(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu))和PCI(外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn))總線的多個(gè)插槽組成,ISA或PCI插槽的數(shù)量和位置根據(jù)實(shí)際需要有一定選擇,該板為四層結(jié)構(gòu),中間兩層分別為地層和電源層,這種結(jié)構(gòu)方式可以減弱板上邏輯信號(hào)的相互干擾和降低電源阻抗。底板可插接各種板卡,包括CPU卡、顯示卡、控制卡及I/O卡等。3)工業(yè)電源。為AT開(kāi)關(guān)電源,平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)到250000h。4)CPU卡。IPC的CPU卡有多種,根據(jù)尺寸可分為長(zhǎng)卡和半長(zhǎng)卡,根據(jù)處理器可分為386、486、586、PII、PIII主板,用戶可視自己的需要任意選配。其主要特點(diǎn):工作溫度為0~60℃;裝有計(jì)時(shí)器;低功耗,最大為5V/2.5A。5)其他配件。IPC的其他配件基本上都與PC兼容,主要有CPU、內(nèi)存、顯卡、硬盤(pán)、軟驅(qū)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光驅(qū)及顯示器等。(3)適用領(lǐng)域目前,IPC已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)及人們生活的方方面面,例如,控制現(xiàn)場(chǎng)、路橋收費(fèi)、醫(yī)療、環(huán)保、通信、智能交通、監(jiān)控、語(yǔ)音、排隊(duì)機(jī)、POS機(jī)、數(shù)控機(jī)床、加油機(jī)、金融、石化、物探、環(huán)保、軍工、電力、鐵路、高速公路、航天及地鐵等。(4)工控機(jī)特點(diǎn)工控機(jī)通俗地說(shuō)就是專門(mén)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)一般具有強(qiáng)烈的振動(dòng),灰塵特別多,另有很高的電磁場(chǎng)力干擾等特點(diǎn),且一般工廠均是連續(xù)作業(yè),即一年中一般沒(méi)有休息。因此,工控機(jī)與普通計(jì)算機(jī)相比,必須具有以下特點(diǎn):1)機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu),有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。2)機(jī)箱內(nèi)有專用底板,底板上有PCI和ISA插槽。3)機(jī)箱內(nèi)有專門(mén)電源,電源有較強(qiáng)的抗干擾能力。4)要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。5)一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱(4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱較為常見(jiàn))。盡管工控機(jī)與普通的商用計(jì)算機(jī)相比,具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),但其劣勢(shì)也是非常明顯:1)配置硬盤(pán)容量小。2)數(shù)據(jù)安全低。3)存儲(chǔ)選擇性小。4)價(jià)格較高。6.2.2輸送系統(tǒng)輸送系統(tǒng)通常采用各種輸送線，其作用一方面為自動(dòng)輸送工件，另一方面為將各種自動(dòng)化裝配專機(jī)連接成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)。輸送系統(tǒng)通常都采用連續(xù)運(yùn)行的方式。1.輸料裝置（1）分類(lèi)具有牽引件的輸料裝置一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動(dòng)裝置給輸料裝置以動(dòng)力，一般由電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟龋员ＷC輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸料裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過(guò)各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無(wú)載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸送物料。這類(lèi)的輸料裝置種類(lèi)繁多，主要有帶式輸送、板式輸送、小車(chē)式輸送、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、刮板輸送、埋刮板輸送、斗式輸送、斗式提升、懸掛鏈輸送和架空索道等。沒(méi)有牽引件的輸料裝置的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來(lái)輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或利用介質(zhì)在管道中的流動(dòng)使物料向前輸送。例如，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)?，輥?zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以沿料槽推送物料；振動(dòng)輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動(dòng)以輸送置于其中的物料等。（2）發(fā)展趨勢(shì)輸料裝置的發(fā)展趨勢(shì)是：1）繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長(zhǎng)度已達(dá)440公里以上。帶式輸送裝置的單機(jī)長(zhǎng)度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。2）擴(kuò)大輸送裝置的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送裝置。3）使輸送裝置的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制對(duì)單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動(dòng)分揀包裹的小車(chē)式輸送裝置應(yīng)能滿足分揀動(dòng)作的要求等。4）降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個(gè)重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送裝置選型的重要指標(biāo)之一。5）減少各種輸送裝置在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。2.各種自動(dòng)上下料裝置由于主要的裝配工序都是由各種自動(dòng)化裝配專機(jī)完成的，各種自動(dòng)化裝配專機(jī)自然也相應(yīng)需要各自的自動(dòng)上下料裝置，應(yīng)用最多的就是振盤(pán)及機(jī)械手。振盤(pán)用于自動(dòng)輸送小型零件，如螺釘、螺母、鉚釘、小型沖壓件、小型注塑件、小型壓鑄件等，而機(jī)械手抓取的對(duì)象更廣，既可以抓取很微小的零件，也可以抓取具有一定尺寸和重量的零件。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，在自動(dòng)化專機(jī)的設(shè)計(jì)中，通常將自動(dòng)上下料機(jī)械手直接設(shè)計(jì)成專機(jī)的一部分，而且通常的上下料操作只需要兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。所以這種機(jī)械手采用配套的直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與氣缸組成上下、水平兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，在上下運(yùn)動(dòng)手臂的末端假設(shè)吸盤(pán)或氣動(dòng)手指即可。對(duì)于某些簡(jiǎn)單的工藝操作，專機(jī)不需要將工件從輸送線上移出，可以在工件在輸送線上的輸送過(guò)程中直接進(jìn)行，例如噴碼打標(biāo)、條碼貼標(biāo)操作，這就使專機(jī)的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化；有些工藝需要使工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，這時(shí)就需要通過(guò)擋停機(jī)構(gòu)使工件停留在輸送線上，然后直接進(jìn)行。而有些工序不僅需要工件在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，而且還需要一定的精度，例如激光打標(biāo)操作，這時(shí)如果僅僅將工件擋停在輸送線上還不夠，因?yàn)檩斔途€通常是連續(xù)運(yùn)行的，在輸送線的作用下工件仍然會(huì)產(chǎn)生輕微的抖動(dòng)，需要設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)構(gòu)將工件向上頂升一定距離，使工件脫離輸送皮帶或輸送鏈板后再進(jìn)行工序操作，完成工序操作后再將工件放下到輸送皮帶或輸送鏈版上繼續(xù)輸送。6.3自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線采用模塊組合式的結(jié)構(gòu),各工作單元是相對(duì)獨(dú)立的模塊,并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架,具有較強(qiáng)的互換性?？筛鶕?jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合、安裝和調(diào)試。下面以YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線為例介紹自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試。6.3.1

YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線概述1.YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線的基本組成YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元組成。其外觀如圖所示。其中,每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主,但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制,該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn),是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。在該自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用了多種類(lèi)型的傳感器,分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過(guò)的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。在控制方面,采用了基于RS485串行通信的PLC網(wǎng)絡(luò)控制方案,即每一個(gè)工作單元由一臺(tái)PLC承擔(dān)其控制任務(wù),各PLC之間通過(guò)RS485串行通信實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。用戶可根據(jù)需要選擇不同廠家的PLC及其所支持的RS485通信模式,組建成一個(gè)小型的PLC網(wǎng)絡(luò)。小型PLC網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)化生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中仍占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。2.基本功能1)供料單元的基本功能:按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工的工件自動(dòng)送出到物料臺(tái)上,以便輸送單元的抓取機(jī)械手裝置將工件抓取送往其他工作單元。2)加工單元的基本功能:把該單元物料臺(tái)上的工件(工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來(lái))送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面,完成一次沖壓加工動(dòng)作,然后再送回到物料臺(tái)上,待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。3)裝配單元的基本功能:完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過(guò)程。4)分揀單元的基本功能:完成將上一單元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀,使不同顏色的工件從不同的料槽分流。5)輸送單元的基本功能:該單元具有精確定位到指定單元的物料臺(tái),在物料臺(tái)上抓取工件,把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下。3.特點(diǎn)YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線是一套半開(kāi)放式的設(shè)備,用戶在一定程度上可根據(jù)自己的需要選擇設(shè)備組成單元的數(shù)量、類(lèi)型,最多可由五個(gè)單元組成,最少時(shí)一個(gè)單元即可自成一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。由多個(gè)單元組成的系統(tǒng),其PLC網(wǎng)絡(luò)的控制方案可以體現(xiàn)出自動(dòng)生產(chǎn)線的控制特點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō),此生產(chǎn)線綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識(shí),如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)(機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。利用該系統(tǒng),可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過(guò)程。6.3.2供料單元的結(jié)構(gòu)與控制1.供料單元的功能與結(jié)構(gòu)組成(1)供料單元的功能供料單元是自動(dòng)化生產(chǎn)線中的起始單元,在整個(gè)系統(tǒng)中,起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是:按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件(原料)自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上,以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取,輸送到其他單元上。圖所示為供料單元實(shí)物的全貌。(2)供料單元的結(jié)構(gòu)組成供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成包括工件推出與支承裝置、工件漏斗、閥組、端子排組件、PLC、急停按鈕和起動(dòng)/停止按鈕、走線槽、底板等。1)工件推出與支承裝置及漏斗部分。該部分如圖6-8所示。用于儲(chǔ)存工件原料,并在需要時(shí)將料倉(cāng)中最下層的工件推出到物料臺(tái)上。它主要由大工件、裝料管、推料氣缸、夾緊氣缸(又稱頂料氣缸)、磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)及漫射式光電傳感器等組成。該部分的工作原理是:工件垂直疊放在料倉(cāng)中,推料氣缸處于料倉(cāng)的底層并且其活塞桿可從料倉(cāng)的底部通過(guò)。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí),它與最下層工件處于同一水平位置,而夾緊氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺(tái)上時(shí),首先使夾緊氣缸的活塞桿推出,壓住次下層工件;然后使推料氣缸活塞桿推出,從而把最下層工件推到物料臺(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉(cāng)底部抽出后,再使夾緊氣缸返回,松開(kāi)次下層工件。這樣,料倉(cāng)中的工件在重力的作用下,就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件,為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。為了使氣缸的動(dòng)作平穩(wěn)可靠,氣缸的作用氣口都安裝了限出型氣缸截流閥。氣缸截流閥的作用是調(diào)節(jié)氣缸的動(dòng)作速度。截流閥上帶有氣管快速接頭,只要將合適外徑的氣管往快速接頭上一插就可以將管連接好了,使用時(shí)十分方便。如圖是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸截流閥的氣缸外觀。如圖所示是一個(gè)雙動(dòng)氣缸裝有兩個(gè)限出型氣缸節(jié)流閥的連接和調(diào)節(jié)原理示意圖,當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥A時(shí),可以調(diào)整氣缸的伸出速度;而當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥B時(shí),可以調(diào)整氣缸的縮回速度。從圖上可以看到,氣缸兩端分別有縮回限位和伸出限位兩個(gè)極限位置,這兩個(gè)極限位置都分別裝有一個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),其實(shí)物圖如圖所示。磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的基本工作原理是:當(dāng)磁性物質(zhì)接近磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)中的傳感器時(shí),傳感器便會(huì)動(dòng)作,并輸出傳感器信號(hào)。若在氣缸的活塞(或活塞桿)上安裝上磁性物質(zhì),在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),就可以用這兩個(gè)磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)中的傳感器分別標(biāo)識(shí)氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置。當(dāng)氣缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)到哪一端時(shí),哪一端的磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)就動(dòng)作并發(fā)出電信號(hào)。在PLC的自動(dòng)控制中,可以利用該信號(hào)來(lái)判斷推料及夾緊氣缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或所處的位置,以確定工件是否被推出或氣缸是否返回。在磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)中的傳感器上設(shè)置有LED顯示用于顯示傳感器的信號(hào)狀態(tài),供調(diào)試時(shí)使用。磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)中的傳感器動(dòng)作時(shí),輸出信號(hào)“1”,LED亮;傳感器不動(dòng)作時(shí),輸出信號(hào)“0”,LED不亮。磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的安裝位置可以調(diào)整,調(diào)整方法是松開(kāi)磁性開(kāi)關(guān)的緊定螺釘,讓磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)在氣缸的滑軌里滑動(dòng),到達(dá)指定位置后,再旋緊緊定螺釘。在底座和裝料管第4層工件位置,分別安裝一個(gè)漫射式光電接近開(kāi)關(guān)。漫射式光電接近開(kāi)關(guān)是利用光照射到被測(cè)物體上后反射回來(lái)的光線而工作的,由于物體反射的光線為漫射光,故稱為漫射式光電接近開(kāi)關(guān)。它的光發(fā)射器與光接收器處于同一側(cè)位置,且為一體化結(jié)構(gòu)。在工作時(shí),光發(fā)射器始終發(fā)射檢測(cè)光,若接近開(kāi)關(guān)前方一定距離內(nèi)沒(méi)有物體,則沒(méi)有光被反射到接收器,接近開(kāi)關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作;反之若接近開(kāi)關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體,只要反射回來(lái)的光強(qiáng)度足夠,則接收器接收到足夠的漫射光就會(huì)使接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。如圖所示為漫射式光電接近開(kāi)關(guān)的工作原理示意圖。由此可見(jiàn),若該部分機(jī)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有工件,則處于底層和第4層位置的兩個(gè)漫射式光電接近開(kāi)關(guān)均處于常態(tài);若僅在底層起有3個(gè)工件,則底層處光電接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作而次底層處光電接近開(kāi)關(guān)常態(tài),表明工件已經(jīng)快用完了。這樣,料倉(cāng)中有無(wú)儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠,就可用這兩個(gè)光電接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來(lái)。在控制程序中,就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷底座和裝料管中儲(chǔ)料的情況,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制奠定了硬件基礎(chǔ)。被推料氣缸推出的工件將落到物料臺(tái)上。物料臺(tái)面開(kāi)有小孔,物料臺(tái)下面也設(shè)有一個(gè)漫射式光電接近開(kāi)關(guān),工作時(shí)向上發(fā)出光線,從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在,以便向系統(tǒng)提供本單元物料臺(tái)有無(wú)工件的信號(hào)。在輸送單元的控制程序中,就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來(lái)抓取此工件。2)電磁閥組。閥組,就是將多個(gè)閥集中在一起構(gòu)成的一組閥,而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。供料單元的閥組包括兩個(gè)由二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁閥,這兩個(gè)閥集中安裝在匯流板上,匯流板中兩個(gè)排氣口末端均連接了消聲器。消聲器的作用是減少壓縮空氣在向大氣排放時(shí)的噪聲。閥組的組裝如圖所示。本單元的兩個(gè)閥分別對(duì)夾緊氣缸和推料氣缸的氣路進(jìn)行控制,以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。本單元所采用的電磁閥,帶手動(dòng)換向、加鎖鈕,有鎖定(LOCK)和開(kāi)啟(PUSH)2個(gè)位置。用螺釘旋具把加鎖鈕旋到在“LOCK”位置時(shí),手控開(kāi)關(guān)向下凹進(jìn)去,不能進(jìn)行手控操作。只有在“PUSH”位置,可用工具向下按,信號(hào)為“1”,等同于該側(cè)的電磁信號(hào)為“1”;常態(tài)時(shí),手控開(kāi)關(guān)的信號(hào)為“0”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí),可以使用手控開(kāi)關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制,以改變推料氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制,達(dá)到調(diào)試的目的。3)接線端口。接線端口采用雙層接線端子排,用于集中連接本工作單元所有電磁閥、傳感器等器件的電氣連接線、PLC的I/O端口及直流電源。上層端子用于連接公共電源正、負(fù)極(Vcc和0V),連接片的作用是將各分散端子片進(jìn)行電氣短接,下層端子用于信號(hào)線的連接,固定端板是將各分散的組成部分進(jìn)行橫向固定,保險(xiǎn)座內(nèi)插裝有2A的保險(xiǎn)管。接線端口上的每一個(gè)端子旁都有數(shù)字標(biāo)號(hào),以說(shuō)明端子的位地址。接線端口通過(guò)導(dǎo)軌固定在底板上。如圖是本單元的接線端口外觀圖。(3)氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu),該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制功能是由PLC實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖所示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和夾緊氣缸。1B1和1B2為安裝在推料氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),2B1和2B2為安裝在頂料氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)2.供料單元的PLC控制及編程前面主要討論的是組成供料單元的各部件(器件)。為了使工作單元按工藝要求正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須正確地編制PLC應(yīng)用程序(簡(jiǎn)稱編程)。(1)PLC的I/O接線本單元中,傳感器信號(hào)占用7個(gè)輸入點(diǎn),留出1個(gè)點(diǎn)提供給啟/停按鈕作本地主令信號(hào),則所需的PLCI/O點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)輸入/2點(diǎn)輸出。選用西門(mén)子S7-222主單元,共8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出。(2)供料單元的本地控制和網(wǎng)絡(luò)控制1)本地控制。YL-335A型自動(dòng)化生產(chǎn)線允許各工作單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行,但在供料單元中,主令信號(hào)輸入點(diǎn)被限制為1個(gè),如果需要有起動(dòng)和停止2種主令信號(hào),只能由軟件編程實(shí)現(xiàn)。圖6-16是由軟件編程實(shí)現(xiàn)的用一個(gè)按鈕產(chǎn)生起動(dòng)/停止信號(hào)的程序。2)網(wǎng)絡(luò)控制。自動(dòng)化生產(chǎn)線著重考慮采用RS485串行通信實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)控制方案,系統(tǒng)的主令信號(hào)均從連接到輸送站PLC(主站)的按鈕/指示燈模塊發(fā)出,經(jīng)輸送站PLC程序處理后,把控制要求存儲(chǔ)到其發(fā)送緩沖區(qū),通過(guò)調(diào)用NET—EXE子程序,向各從站發(fā)送控制要求,以實(shí)現(xiàn)各站的復(fù)位、起動(dòng)、停止等操作。供料、加工、裝配及分揀各從站單元在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)信號(hào),應(yīng)存儲(chǔ)到該單元PLC規(guī)劃好的數(shù)據(jù)緩沖區(qū),等待主站單元的讀取而回饋到系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。3.供料單元的安裝和調(diào)試(1)供料單元機(jī)械部分的安裝步驟1)觀察了解本單元結(jié)構(gòu)。在實(shí)際觀察結(jié)構(gòu)時(shí),不要用力扯導(dǎo)線、氣管;不要拆卸元器件和其他裝置。2)開(kāi)始安裝時(shí),首先把傳感器支架安裝在落料支承板下方,把底座裝在支承板上,然后安裝兩個(gè)傳感器支架,把以上整體裝在落料支承架上。注意底座出料口方向朝前,與擋料板方向一致,支承架的橫架方向是在后面,螺釘先不要擰緊,安裝氣缸支承板之后再進(jìn)行固定。3)先后在氣缸支承板上安裝兩個(gè)氣缸,裝節(jié)流閥和推料頭,最后把支承板固定在落料板支架上。4)把以上整體安裝到底板上,將底板固定于工作臺(tái)上,在工作臺(tái)第4道、第10道槽溝安裝螺釘固定。5)安裝大工件裝料箱(俗稱料筒或料倉(cāng))。6)安裝3個(gè)傳感器和4個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。(2)供料單元機(jī)械部分調(diào)試的注意事項(xiàng)1)推料位置要通過(guò)手動(dòng)調(diào)整推料氣缸或者擋料板位置,調(diào)整后再安裝螺栓固定。否則,位置不到位將引起工件推偏。2)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的安裝位置可以調(diào)整,調(diào)整方法是松開(kāi)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的緊定螺栓,讓它延著氣缸滑動(dòng),在到達(dá)指定位置后,再旋緊緊定螺栓。注意夾緊氣缸要把工件夾緊,行程很短,因此其上面的2個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)幾乎靠近在一起。如果磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)安裝位置不當(dāng),會(huì)影響控制過(guò)程。3)底座及裝料管安裝光電接近開(kāi)關(guān),若該部分機(jī)構(gòu)沒(méi)有工件,光電接近開(kāi)關(guān)上的指示燈不亮;若在底層起有3個(gè)工件,底層處光電接近開(kāi)關(guān)亮,而第4層處光電接近開(kāi)關(guān)不亮;若在底層起有4個(gè)工件或者以上,則2個(gè)光電接近開(kāi)關(guān)都亮。否則,須調(diào)整光電接近開(kāi)關(guān)位置或者光強(qiáng)度。4)物料臺(tái)面開(kāi)有小孔,物料臺(tái)下面也設(shè)有一個(gè)光電接近開(kāi)關(guān),工作時(shí)向上發(fā)出光線,從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在,以便向系統(tǒng)提供本單元物料臺(tái)有無(wú)工件的信號(hào)。在輸送單元的控制程序中,就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來(lái)判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來(lái)抓取此工件。該光電接近開(kāi)關(guān)選用圓柱形的光電接近開(kāi)關(guān)(MHT15-N2317型)。(3)供料單元的PLC的I/O地址分配供料單元的PLC的I/O地址分配見(jiàn)表6-1。(4)生產(chǎn)工藝流程與程序在自動(dòng)連續(xù)控制模式下,在料倉(cāng)中有工件,各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都在初始位置情況下,當(dāng)按下啟/停按鈕時(shí),供料單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)的夾緊氣缸的活塞桿推出,壓住次下層工件,推料氣缸將存放在料倉(cāng)中的工件推出到擋料板。在推料氣缸返回后,夾緊氣缸返回,料倉(cāng)中的工件下移。只要料倉(cāng)中有工件,擋料板工件被取走,此工件就繼續(xù)。在運(yùn)行過(guò)程中,料倉(cāng)中無(wú)工件或者擋料板工件沒(méi)有用手取走時(shí),停止運(yùn)行;當(dāng)再次按下起/停按鈕時(shí),供料單元應(yīng)該在完成當(dāng)前的工作循環(huán)后停止運(yùn)行,并且各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)該回到初始狀態(tài)。在起動(dòng)前,供料單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果不在初始位置,料倉(cāng)中無(wú)工件,不允許起動(dòng)。料倉(cāng)中工件少于4個(gè)時(shí),可設(shè)計(jì)提示報(bào)警。在編寫(xiě)滿足控制要求和安全要求的控制程序時(shí),首先要了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu);其次要清楚各個(gè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)之間的準(zhǔn)確動(dòng)作關(guān)系,也就是清楚生產(chǎn)工藝;再次要考慮安全、效率等因素;最后才是通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)控制功能。(5)調(diào)試運(yùn)行在編寫(xiě)、傳輸、調(diào)試程序過(guò)程中,進(jìn)一步了解掌握設(shè)備調(diào)試的方法、技巧及注意點(diǎn),培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。1)在下載、運(yùn)行程序前,必須認(rèn)真檢查程序。在檢查程序時(shí),重點(diǎn)檢查各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間是否發(fā)生沖突,采用了什么樣措施避免沖突,同一執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不同階段所做的動(dòng)作是否區(qū)分開(kāi)。2)只有在認(rèn)真、全面檢查程序,確認(rèn)無(wú)誤時(shí),才可以運(yùn)行程序并進(jìn)行實(shí)際調(diào)試,不可以在不檢查的情況下直接在設(shè)備上運(yùn)行所編寫(xiě)的程序,如果程序存在問(wèn)題,很容易造成設(shè)備損毀和人員傷害。3)在調(diào)試過(guò)程中,仔細(xì)觀察執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,并且做好實(shí)時(shí)記錄(有動(dòng)作填“1”,無(wú)動(dòng)作填“0”),作為分析的依據(jù),從而分析程序可能存在的問(wèn)題。如果程序能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的控制功能,則應(yīng)進(jìn)行多次運(yùn)行,檢查運(yùn)行的可靠性并進(jìn)行程序優(yōu)化。4)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),把調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題、解決的方法記錄下來(lái)。5)在運(yùn)行過(guò)程中,應(yīng)該時(shí)刻注意現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況,一旦發(fā)生執(zhí)行機(jī)構(gòu)相互沖突事件,應(yīng)及時(shí)采取措施,如急停、切斷執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號(hào),切斷氣源或切斷總電源等,以避免造成設(shè)備的損毀。其他單元的調(diào)試過(guò)程與之類(lèi)似,下面就不再介紹了。6.3.3加工單元的結(jié)構(gòu)與控制1.加工單元的功能與結(jié)構(gòu)(1)加工單元的功能加工單元的功能是完成把待加工工件從物料臺(tái)移送到加工區(qū)域沖壓氣缸的正下方;完成對(duì)工件的沖壓加工,然后把加工好的工件重新送回物料臺(tái)的過(guò)程。如圖所示為加工單元實(shí)物的全貌。(2)加工單元的結(jié)構(gòu)組成加工單元主要結(jié)構(gòu)組成:物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、加工(沖壓)機(jī)構(gòu)、電磁閥組、接線端口、PLC模塊、急停按鈕和起動(dòng)/停止按鈕、底板等。1)物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。物料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖6-18所示。物料臺(tái)用于固定被加工件,并把工件移到加工(沖壓)機(jī)構(gòu)正下方進(jìn)行沖壓加工。它主要由配套手爪、氣動(dòng)手指、伸縮氣缸、線性導(dǎo)軌及滑塊、磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)、漫射式光電傳感器組成。滑動(dòng)物料臺(tái)的工作原理:滑動(dòng)物料臺(tái)原始位置是處于物料臺(tái)伸縮氣缸伸出和物料臺(tái)配套手爪張開(kāi)的狀態(tài),當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)把物料送到料臺(tái)上,漫射式光電傳感器檢測(cè)到工件后,PLC控制程序驅(qū)動(dòng)機(jī)械手指將工件夾緊→物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方→沖壓氣缸向下伸出沖壓工件→完成沖壓動(dòng)作后向上縮回→物料臺(tái)重新伸出→到位后機(jī)械手指松開(kāi),按此順序完成工件加工工序,并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。并為下一次工件到來(lái)加工做準(zhǔn)備。在移動(dòng)料臺(tái)上安裝一個(gè)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。若物料臺(tái)上沒(méi)有工件,則磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)均處于常態(tài);若物料臺(tái)上有工件,則磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作,表明物料臺(tái)上已有工件,需將工件輸送到加工位置進(jìn)行加工。漫射式光電傳感器的輸出信號(hào)送到加工單元PLC的輸入端,用以判別物料臺(tái)上是否有工件需要進(jìn)行加工;當(dāng)加工過(guò)程結(jié)束,已加工工件被送回到物料臺(tái)后,PLC通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把加工完成信號(hào)回饋給系統(tǒng),以協(xié)調(diào)控制。2)加工(沖壓)機(jī)構(gòu)。加工(沖壓)機(jī)構(gòu)如圖所示。加工機(jī)構(gòu)用于對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工。它主要由沖壓氣缸、沖壓頭、安裝板和鋁合金支架等組成。沖壓機(jī)構(gòu)的工作原理:當(dāng)工件到達(dá)沖壓位置時(shí),沖壓氣缸伸出對(duì)工件進(jìn)行加工,完成加工動(dòng)作后沖壓氣缸縮回,為下一次沖壓做準(zhǔn)備。沖壓頭根據(jù)工件的要求對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工,沖壓頭安裝在沖壓氣缸頭部。沖壓臺(tái)用于安裝沖壓氣缸,對(duì)沖壓氣缸進(jìn)行固定。3)電磁閥組。加工單元的手爪、物料臺(tái)伸縮氣缸和沖壓氣缸均用三個(gè)二位五通的帶手控開(kāi)關(guān)的單電控電磁閥控制,三個(gè)控制閥集中安裝在帶有消聲器的匯流板上,如圖所示。由于沖壓氣缸對(duì)氣體的壓力和流量要求比較高,故沖壓氣缸的配套氣管較粗。這三個(gè)閥分別對(duì)沖壓氣缸、物料臺(tái)手爪氣缸和物料臺(tái)伸縮氣缸的氣路進(jìn)行控制,以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。電磁閥所帶手控開(kāi)關(guān)有鎖定(LOCK)和開(kāi)啟(PUSH)兩種位置。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí),使手控開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟位置,可以使用手控開(kāi)關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制,以改變對(duì)沖壓氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制,達(dá)到調(diào)試的目的。4)接線端口。如圖是加工單元的接線端口外觀圖。(3)氣動(dòng)控制回路本工作單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖所示。1B1和1B2為安裝在沖壓氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),2B1和2B2為安裝在物料臺(tái)伸縮氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),3B1和3B2為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制沖壓氣缸、物料臺(tái)伸縮氣缸和物料夾緊氣缸的電磁閥的電磁控制端。從圖6-22可以看到,當(dāng)氣源接通時(shí),物料臺(tái)伸縮氣缸的初始狀態(tài)是在伸出位置。這一點(diǎn),在進(jìn)行氣路安裝時(shí)應(yīng)予注意。2.加工單元的PLC控制及編程(1)PLC的I/O接線本單元中,傳感器信號(hào)占用6個(gè)輸入點(diǎn),留出2個(gè)點(diǎn)提供給急停按鈕和啟/停按鈕作本地主令信號(hào),則所需的PLCI/O點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)輸入/3點(diǎn)輸出,故選用西門(mén)子S7-222AC/DC/RLY主單元,共8點(diǎn)輸入和6點(diǎn)繼電器輸出。(2)加工單元的編程要點(diǎn)1)在加工單元中,提供起動(dòng)/停止按鈕和急停按鈕各一個(gè)作為該單元的主令信號(hào)。如果需要有起動(dòng)和停止兩種主令信號(hào),則只能由軟件編程實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)方法與供料單元同樣,這里不再重復(fù)。本單元的急停按鈕是當(dāng)本單元出現(xiàn)緊急情況下提供的局部急停信號(hào),一旦發(fā)生,本單元所有機(jī)構(gòu)應(yīng)立即停止運(yùn)行,直到急停解除為止;同時(shí),急停狀態(tài)信號(hào)應(yīng)回饋到系統(tǒng),以便協(xié)調(diào)處理。2)加工單元的工藝過(guò)程也是一個(gè)順序控制:物料臺(tái)的物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后,按照“機(jī)械手指夾緊工件→物料臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方→沖壓氣缸向下伸出沖壓工件→完成沖壓動(dòng)作后向上縮回→物料臺(tái)重新伸出→到位后機(jī)械手指松開(kāi)”的順序完成工件加工,并向系統(tǒng)發(fā)出加工完成信號(hào)。讀者可按上述工藝要求編寫(xiě)PLC程序。這里假設(shè)該單元用本地控制,按一下啟/停按鈕,單元起動(dòng),按上述順序工作;再按一下啟/停按鈕,發(fā)出停止工作信號(hào),加工單元在完成本周期的動(dòng)作后停止工作,即使物料臺(tái)的物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件,也不再運(yùn)行。3.加工單元安裝與調(diào)試(1)加工單元機(jī)械部分的安裝步驟1)對(duì)安裝好的實(shí)物進(jìn)行觀察,培養(yǎng)自己的觀察能力。例如,在觀察氣動(dòng)控制回路的組成情況時(shí),可通過(guò)觀察到有無(wú)節(jié)流閥、氣缸的進(jìn)排氣推斷氣動(dòng)控制回路;通過(guò)手動(dòng)操作控制閥,控制氣缸動(dòng)作,觀察執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特征;認(rèn)識(shí)所使用的傳感器的類(lèi)型、安裝位置、作用及其與PLC的接口地址;查明PLC的接口地址和輸入/輸出控制信號(hào)。2)在工作臺(tái)上,先安裝支架,再安裝上下氣缸的安裝板,然后安裝氣閥安裝板。3)將導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌滑板上后,再按順序安裝前后氣缸、氣爪、氣缸支架后,整體連接到氣缸滑塊上,最后將傳感器安裝板安裝到氣爪氣缸上。(2)調(diào)試注意點(diǎn)1)導(dǎo)軌一定要靈活,否則必須調(diào)整導(dǎo)軌固定螺釘或滑板固定螺釘。2)氣缸位置要安裝正確,否則必須進(jìn)行調(diào)整。3)傳感器位置和靈敏度要調(diào)整正確,以免產(chǎn)生誤動(dòng)作。(3)加工單元的PLC的I/O地址分配加工單元的PLC的I/O地址分配見(jiàn)表6-2。6.3.4裝配單元的結(jié)構(gòu)與控制1.裝配單元的結(jié)構(gòu)(1)裝配單元的功能裝配單元是將該生產(chǎn)線中分散的兩種物料進(jìn)行裝配的過(guò)程。主要是通過(guò)對(duì)自身物料倉(cāng)庫(kù)的物料按生產(chǎn)需要進(jìn)行分配,并使用機(jī)械手將其插入來(lái)自加工單元的物料中心孔的過(guò)程。裝配單元總裝實(shí)物如圖所示。豎直的簡(jiǎn)易物料倉(cāng)庫(kù)中的物料在重力作用下自動(dòng)下落,通過(guò)兩導(dǎo)桿氣缸的共同作用,分別對(duì)底層相鄰兩物料夾緊與松開(kāi),完成對(duì)連續(xù)下落的物料的分配,被分配的物料按指定的路徑落入由氣動(dòng)擺臺(tái)構(gòu)成的物料位置轉(zhuǎn)換裝置,由氣動(dòng)擺臺(tái)完成180°位置變換后,由前后導(dǎo)桿氣缸和氣動(dòng)手指所組成的機(jī)械手夾持后位移,并插入已定位的半成品工件中。(2)裝配單元的結(jié)構(gòu)組成由于裝配單元不僅要完成對(duì)分散物料的裝配過(guò)程,而且配有自身的物料倉(cāng)庫(kù),因此它的結(jié)構(gòu)組成包括:簡(jiǎn)易物料倉(cāng)庫(kù),物料分配機(jī)構(gòu),被分配物料位置變換機(jī)構(gòu),機(jī)械手,半成品工件的定位機(jī)構(gòu),氣動(dòng)系統(tǒng)及其閥組,信號(hào)采集及其自動(dòng)控制系統(tǒng),用于電氣連接的端子排組件,整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號(hào)燈和用于其他機(jī)構(gòu)安裝的鋁型材支架及底板,傳感器安裝支架等其他附件。1)簡(jiǎn)易物料倉(cāng)庫(kù)。簡(jiǎn)易物料倉(cāng)庫(kù)是由塑料圓棒加工而成,它直接插裝在物料分配機(jī)構(gòu)的底座連接孔中,并在頂端放置加強(qiáng)金屬環(huán),用以防止空心塑料圓柱的破損。物料豎直放入料倉(cāng)的空心圓柱內(nèi),由于二者之間有一定的間隙,使其能在重力作用下自由下落。為了能對(duì)料倉(cāng)缺料時(shí)即時(shí)報(bào)警,在料倉(cāng)的外部安裝漫反射式光電傳感器,并在料倉(cāng)塑料圓柱上縱向銑槽,以使光電傳感器的紅外光斑能可靠照射到被檢測(cè)的物料上,如圖所示。簡(jiǎn)易物料倉(cāng)庫(kù)中的物料外形一致,顏色分為黑色和白色。2)物料分配機(jī)構(gòu)。它的動(dòng)作過(guò)程是由上下安裝水平動(dòng)作的兩直線氣缸在PLC的控制下完成的。當(dāng)供氣壓力達(dá)到規(guī)定氣壓后,打開(kāi)氣路閥門(mén),此時(shí)分配機(jī)構(gòu)底部氣缸在單電控電磁閥的作用下,恢復(fù)到初始狀態(tài),即該氣缸活塞桿伸出,因重力下落的物料被阻擋,系統(tǒng)上電并正常運(yùn)行后,當(dāng)位置變換機(jī)構(gòu)料盤(pán)旁的光電傳感器檢測(cè)到位置變換機(jī)構(gòu)需要物料時(shí),物料分配機(jī)構(gòu)中的上部氣缸在電磁閥的作用下活塞桿伸出,將與之對(duì)應(yīng)的物料夾緊,使其不能下落,底部氣缸活塞桿縮回,物料掉入位置變換機(jī)構(gòu)的料盤(pán)中,底部氣缸復(fù)位伸出,上部的氣缸縮回,物料連續(xù)下落,為下一次分料做好準(zhǔn)備。在兩直線氣缸上均裝有檢測(cè)活塞桿伸出與縮回到位的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),用于動(dòng)作到位檢測(cè),當(dāng)系統(tǒng)正常工作并檢測(cè)到活塞磁鋼的時(shí)候,磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)的紅色指示燈點(diǎn)亮,并將檢測(cè)到的信號(hào)傳送給控制系統(tǒng)的PLC。物料分配機(jī)構(gòu)的底部裝有用于檢測(cè)有無(wú)物料的光電傳感器,使控制過(guò)程更準(zhǔn)確可靠。3)物料位置變換機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)擺臺(tái)和料盤(pán)構(gòu)成,氣動(dòng)擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)料盤(pán)旋轉(zhuǎn)180°,并將擺動(dòng)到位信號(hào)通過(guò)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)傳送給PLC,在PLC的控制下,實(shí)現(xiàn)有序、往復(fù)循環(huán)動(dòng)作,如圖所示。4)機(jī)械手。機(jī)械手是整個(gè)裝配單元的核心,變換機(jī)構(gòu)有物料的信號(hào)傳送至PLC,在半成品工件定位機(jī)構(gòu)傳感器檢測(cè)到該機(jī)構(gòu)有工件的情況下,機(jī)械手從初始狀態(tài)執(zhí)行裝配操作過(guò)程。機(jī)械手外形如圖所示。PLC驅(qū)動(dòng)與豎直移動(dòng)氣缸相連的電磁換向閥動(dòng)作,由豎直移動(dòng)帶導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指向下移動(dòng),磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到下移到位后,氣動(dòng)手指驅(qū)動(dòng)手爪夾緊物料,并將夾緊信號(hào)通過(guò)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)傳送給PLC,在PLC控制下,豎直移動(dòng)氣缸復(fù)位,被夾緊的物料隨氣動(dòng)手指一并提起,離開(kāi)位置變換機(jī)構(gòu)的料盤(pán),提升到最高位后,水平移動(dòng)氣缸在與之對(duì)應(yīng)的換向閥的驅(qū)動(dòng)下,活塞桿伸出,移動(dòng)到氣缸前端位置后,豎直移動(dòng)氣缸再次被驅(qū)動(dòng)下移,移動(dòng)到最下端位置,氣動(dòng)手指松開(kāi),經(jīng)短暫延時(shí),豎直移動(dòng)氣缸和水平移動(dòng)氣缸縮回,機(jī)械手恢復(fù)初始狀態(tài)。在整個(gè)機(jī)械手動(dòng)作過(guò)程中,除氣動(dòng)手指松開(kāi)到位無(wú)傳感器檢測(cè)外,其余動(dòng)作的到位信號(hào)檢測(cè)均采用與氣缸配套的磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),將采集到的信號(hào)輸入PLC,由PLC輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁閥換向,使由氣缸及氣動(dòng)手指組成的機(jī)械手按程序自動(dòng)運(yùn)行。5)半成品工件的定位機(jī)構(gòu)。輸送單元運(yùn)送來(lái)的半成品工件直接放置在該機(jī)構(gòu)的料斗定位孔中,由定位孔與工件之間的較小的間隙配合實(shí)現(xiàn)定位,從而完成準(zhǔn)確的裝配動(dòng)作和定位精度,如圖所示。6)電磁閥組就是將多個(gè)閥集中在一起構(gòu)成的一組閥,而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。裝配單元的閥組由6個(gè)二位五通單電控電磁換向閥組成,如圖所示。這些閥分別對(duì)物料分配、位置變換和裝配動(dòng)作氣路進(jìn)行控制,以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。(3)氣動(dòng)控制回路(如圖所示)1)警示燈。本工作單元上安裝有紅、黃、綠三色警示燈,但它是作為整個(gè)系統(tǒng)警示用的。警示燈有六根引出線,其中并在一起的兩根粗線是電源線(紅線接“+24V”,黑紅雙色線接“GND”),其余四根是信號(hào)控制線(棕色線為控制信號(hào)公共端,如果將控制信號(hào)線中的紅色線和棕色線接通,則紅燈亮;將控制信號(hào)線中的綠色線和棕色線接通,則綠燈亮;將控制信號(hào)線中的黃色線和棕色線接通,則黃燈亮)。2)氣動(dòng)擺臺(tái)。它是由直線氣缸驅(qū)動(dòng)齒輪齒條實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),回轉(zhuǎn)角度能在0°~180°之間任意可調(diào),而且可以安裝磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),檢測(cè)旋轉(zhuǎn)到位信號(hào),多用于方向和位置需要變換的機(jī)構(gòu),如圖所示。3)導(dǎo)桿氣缸。該氣缸由直線運(yùn)動(dòng)氣缸帶雙導(dǎo)桿和其他附件組成。其外形如圖所示。安裝支架用于導(dǎo)桿導(dǎo)向件的安裝和導(dǎo)桿氣缸整體的固定,連接件安裝板用于固定其他需要連接到該導(dǎo)桿氣缸上的物件,并將兩導(dǎo)桿和直線氣缸活塞桿的相對(duì)位置固定,當(dāng)直線氣缸的一端接通壓縮空氣后,活塞被驅(qū)動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng),活塞桿也一起移動(dòng),被連接件安裝板固定到一起的兩導(dǎo)桿也隨活塞桿伸出或縮回,從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿氣缸的整體功能。安裝在導(dǎo)桿末端的行程調(diào)整板用于調(diào)整該導(dǎo)桿氣缸的伸出行程。具體調(diào)整方法是松開(kāi)行程調(diào)整板上的緊定螺釘,讓行程調(diào)整板在導(dǎo)桿上移動(dòng),當(dāng)達(dá)到理想的伸出距離以后,再完全鎖緊緊定螺釘,完成行程的調(diào)節(jié)。2.裝配單元的PLC控制及編程裝配單元的控制過(guò)程均為邏輯控制,編程時(shí)不僅要注意網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入,更要理清輸入繼電器與輸出繼電器之間的邏輯關(guān)系。讓整個(gè)裝配單元的動(dòng)作過(guò)程穩(wěn)定可靠,邏輯嚴(yán)謹(jǐn),與其他單元的配合井然有序,滿足該自動(dòng)生產(chǎn)線的需要。3.裝配單元安裝和調(diào)試(1)裝配單元機(jī)械部分的安裝步驟1)仔細(xì)觀察實(shí)物。2)在工作臺(tái)上,先安裝支架,在支架上安裝小工件投料機(jī)構(gòu)安裝板后,安裝物料倉(cāng)庫(kù)。3)把3個(gè)氣缸安裝成一體后,整體安裝到支架上。4)把回轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在旋轉(zhuǎn)氣缸上后,整體安裝到旋轉(zhuǎn)氣缸底板上。5)把以上整體裝在底板上。(2)裝配單元機(jī)械部分安裝調(diào)試時(shí)的注意事項(xiàng)1)鋁型材要對(duì)齊。2)導(dǎo)軌氣缸行程要調(diào)整恰當(dāng)。3)氣動(dòng)擺臺(tái)要調(diào)整到180°,并且與回轉(zhuǎn)物料臺(tái)平行。4)擋料氣缸和夾緊氣缸位置要適當(dāng)。5)傳感器位置與靈敏度調(diào)整適當(dāng)。(3)裝配單元的PLC的I/O地址分配裝配單元的PLC的I/O地址分配見(jiàn)表6-3。6.3.5分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制1.分揀單元的結(jié)構(gòu)(1)分揀單元的功能分揀單元是自動(dòng)化生產(chǎn)線中的最末單元,完成對(duì)上一單元送來(lái)的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀,使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并被入料口光電傳感器檢測(cè)到時(shí),即起動(dòng)變頻器,工件開(kāi)始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。如圖所示為分揀單元實(shí)物的全貌。(2)分揀單元的結(jié)構(gòu)組成分揀單元的主要結(jié)構(gòu)組成:傳送和分揀機(jī)構(gòu),傳動(dòng)機(jī)構(gòu),變頻器模塊,電磁閥組,接線端口,PLC模塊,底板等。1)傳送和分揀機(jī)構(gòu)。傳送和分揀機(jī)構(gòu)如圖所示。傳送已經(jīng)加工、裝配好的工件,在光纖傳感器檢測(cè)到并進(jìn)行分揀。它主要由傳送帶、料斗、物料槽、推料(分揀)氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應(yīng)接近式傳感器組成。傳送帶是把機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)加工好的工件進(jìn)行傳輸,輸送至分揀區(qū)。料斗是用于糾偏機(jī)械手輸送過(guò)來(lái)的工件。兩條物料槽分別用于存放加工好的黑色工件和白色工件。傳送和分揀的工作原理:本站的功能是對(duì)從裝配站送來(lái)的裝配好的工件進(jìn)行分揀。當(dāng)輸送站送來(lái)工件放到傳送帶上并被入料口漫射式光電傳感器檢測(cè)到時(shí),將信號(hào)傳輸給PLC,通過(guò)PLC的程序起動(dòng)變頻器,電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作,把工件帶進(jìn)分揀區(qū),如果進(jìn)入分揀區(qū)的工件為白色,則檢測(cè)白色物料的光纖傳感器動(dòng)作,作為1號(hào)槽推料氣缸的起動(dòng)信號(hào),將白色料推到1號(hào)槽里;如果進(jìn)入分揀區(qū)的工件為黑色,則檢測(cè)黑色的光纖傳感器作為2號(hào)槽推料氣缸起動(dòng)信號(hào),將黑色料推到2號(hào)槽里。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束。在每個(gè)料槽的對(duì)面都裝有推料(分揀)氣缸,把分揀出的工件推到對(duì)號(hào)的料槽中。在兩個(gè)推料(分揀)氣缸的前極限位置分別裝有磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān),PLC的自動(dòng)控制可根據(jù)該信號(hào)來(lái)判別分揀氣缸當(dāng)前所處位置。當(dāng)推料(分揀)氣缸將物料推出時(shí)磁感應(yīng)接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作輸出信號(hào)為“1”,反之,輸出信號(hào)為“0”。為了準(zhǔn)確且平穩(wěn)地把工件從滑槽中間推出,需要仔細(xì)地調(diào)整兩個(gè)分揀氣缸的位置和氣缸活塞桿的伸出速度。在傳送帶入料口位置裝有漫射式光電傳感器,用以檢測(cè)是否有工件輸送過(guò)來(lái)進(jìn)行分揀。當(dāng)有工件時(shí),漫射式光電傳感器將信號(hào)傳輸給PLC,用戶PLC程序輸出起動(dòng)變頻器信號(hào),從而驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)起動(dòng),將工件輸送至分揀區(qū)。在傳送帶上方分別裝有兩個(gè)光纖傳感器如圖所示,光纖傳感器由光纖檢測(cè)頭、光纖放大器兩部分組成。放大器和光纖檢測(cè)頭是分離的兩個(gè)部分,光纖檢測(cè)頭的尾端部分分成兩條光纖,使用時(shí)分別插入放大器的兩個(gè)光纖孔。