1、沈陽航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文論文題目： YL-335B供料單元研究 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 專業(yè)名稱： 指導(dǎo)教師： 職稱： 單位： 協(xié)助指導(dǎo)教師： 職稱： 單位： 日期：20 年 月 日摘 要亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個(gè)單元組,供料單元是YL-335B 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：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。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，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一

2、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底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉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。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)，PLC，供料目 錄摘 要I1供料單元的結(jié)構(gòu)11.1供料單元的元件認(rèn)知11.2供料單元的結(jié)構(gòu)組成11.2.1工件推出與支撐及漏斗部分21.2.2電磁閥組62 供料單元的氣路設(shè)計(jì)與連線83供料單元的電路設(shè)計(jì)與接線94 供料單元的PLC編程104.1 PLC的接線I/O104.2供料單元的本地控制

3、和網(wǎng)絡(luò)控制114.2.1本地控制114.2.2網(wǎng)絡(luò)控制11結(jié)論12參 考 文 獻(xiàn)13附錄A YL-335B供料單元PLC程序14211供料單元的結(jié)構(gòu)1.1供料單元的元件認(rèn)知供料單元是YL-335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。如圖1.1所示為供料單元實(shí)物的全貌。圖1.1供料單元實(shí)物的全貌1.2供料單元的結(jié)構(gòu)組成供料單元的結(jié)構(gòu)組成如圖1.2所示。供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和

4、啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。 圖1.2 供料單元的主要結(jié)構(gòu)1.2.1工件推出與支撐及漏斗部分該部分如圖1.3所示。用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要時(shí)將料倉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、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開關(guān)、漫射式光電傳感器組成。圖1.3 進(jìn)料模塊和物料臺(tái)該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。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

5、料臺(tái)上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉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。截流閥上帶有氣管的快速接頭，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。圖1.4是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸截流閥的氣缸外觀。 + 圖1.4 安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸圖1.5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)，是調(diào)整氣缸的伸出速度，而當(dāng)調(diào)節(jié)節(jié)流閥B時(shí)，是調(diào)整氣缸的

6、縮回速度。圖1.5節(jié)流閥連接和調(diào)整原理示意從圖1.4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)接近開關(guān)，如圖1.6所示。磁感應(yīng)接近開關(guān)的基本工作原理是：當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時(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)式接近開關(guān)，就可以用這兩個(gè)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)判斷推料及頂料缸的運(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。在傳感

7、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。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。傳感器（也叫做磁性開關(guān)）的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開磁性開關(guān)的緊定螺釘，讓磁性開關(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。圖1.6 磁感應(yīng)接近開關(guān)在底座和裝料管第4層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開關(guān)。漫射式光電接近開關(guān)是利用光照射到被測(cè)物體上后反射回來的光線而工作的，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，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)

8、沒有物體，則沒有光被反射到接收器，接近開關(guān)處于常態(tài)而不動(dòng)作；反之若接近開關(guān)的前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要反射回來的光強(qiáng)度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光就會(huì)使接近開關(guān)動(dòng)作而改變輸出的狀態(tài)。圖1.7為漫射式光電接近開關(guān)的工作原理示意圖。圖1.7 漫射式接近開關(guān)的工作原理由此可見，若該部分機(jī)構(gòu)內(nèi)沒有工件，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關(guān)動(dòng)作而次底層處光電接近開關(guān)常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉中有無儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來。在控制程序中，就可以利用該信號(hào)狀態(tài)來判斷底座和裝料管中儲(chǔ)料的情

9、況，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制奠定了硬件基礎(chǔ)。被推料缸推出的工件將落到物料臺(tái)上。物料臺(tái)面開有小孔，物料臺(tái)下面也設(shè)有一個(gè)漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測(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)來判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來抓取此工件。1.2.2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。供料單元的閥組只使用兩個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，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1.8所示。本單元

10、的兩個(gè)閥分別對(duì)頂料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)。圖1.8 電磁閥組本單元所采用的電磁閥，帶手動(dòng)換向、加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK位置時(shí)，手控開關(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，以改變推料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。2 供料單元的氣路設(shè)計(jì)與連線氣動(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

11、回路的工作原理如圖2.1所示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1和1B2為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2B1和2B2為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1和2Y1分別為控制推料缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。圖2.1 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖3供料單元的電路設(shè)計(jì)與接線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。上層端子用作連接公共電源正、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，下層端子用作信號(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

12、，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)，以說明端子的位地址。接線端口通過導(dǎo)軌固定在底板上。圖3.是本單元的端子接線圖。圖3.1 供料單元端子接線圖4 供料單元的PLC編程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。詳圖如附錄。4.1 PLC的接線I/O 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PLC I/O點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)輸入/2點(diǎn)輸出。圖4.1 供料單元PLC的I/O接線原理圖4.2供料單元的本地控制和網(wǎng)絡(luò)控制4.2.1本地控制工作任務(wù):只考慮供料單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，單元工作的主令信號(hào)和工作狀態(tài)

13、顯示信號(hào)來自PLC旁邊的按鈕指示燈模塊。并且，按鈕指示燈模塊上的工作方式選擇開關(guān)SA應(yīng)置于“單站方式”位置。具體控制要求為：(1)設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個(gè)氣缸均處于縮回位置，且料倉內(nèi)有足夠的待代加工工件，則“正常工作”指示燈常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1HZ頻率閃爍。(2)若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，工作單元啟動(dòng)，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈HL2常亮。啟動(dòng)后，若出料臺(tái)上沒有工件，則應(yīng)把工件推到出料臺(tái)上。出料臺(tái)上的工件被人工取出后，若沒有停止信號(hào)，則進(jìn)行下一次推出工件操作。(3)若在運(yùn)行中按下停止按鈕，則在完成本工作周期任務(wù)后，各工作單元停止工作，HL2指示燈熄滅。(4)若在運(yùn)行

14、中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1以1HZ的頻率閃爍，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈HL2保持常亮。若料倉內(nèi)沒有工件，則HL1指示燈和HL2指示燈均以2HZ頻率閃爍。工作站在完成本周期任務(wù)后停止。除非向料倉補(bǔ)充足夠的工件，工作站不能再啟動(dòng)。4.2.2網(wǎng)絡(luò)控制系統(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，向各從站發(fā)送控制要求，以實(shí)現(xiàn)各站的復(fù)位、啟動(dòng)、停止等等操作。結(jié)論可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡(jiǎn)單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電

15、一體化技術(shù)，掌握PLC 技術(shù)及PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺(tái)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺(tái)PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC 之間通過串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。因此，YL-335B 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 控制技術(shù)等。利用YL-335B，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。參 考 文 獻(xiàn)1中國(guó)-亞龍科技集團(tuán).亞龍YL-335B型自動(dòng)化