1、YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線裝備實(shí)踐指導(dǎo)書實(shí)踐指導(dǎo)書（三菱（三菱 PLCPLC 版本）版本）華南理工大學(xué)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 2前 言現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（自動(dòng)生產(chǎn)線）的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。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

2、的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(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)上安裝供料、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)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和伺服（步進(jìn)）電機(jī)位置控制等技術(shù)。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 CC-LINK網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。因此，YL-335BYL-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)、PLCPLC 控制和組

3、網(wǎng)、伺服電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。利用 YL-335BYL-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，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。YL-335BYL-335B 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，達(dá)到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)，十分適合教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核或技能競(jìng)賽的需要。本實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書主要闡述亞龍 YL-335BYL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書力求

4、采用項(xiàng)目教學(xué)的方法介紹本裝備所涉及的技術(shù)，使學(xué)生在知識(shí)的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用，PLCPLC 的編程和組網(wǎng)能力，設(shè)備的安裝與調(diào)試等方面能收到較好的效果。鑒于時(shí)間倉促和限于編者水平，書中難免有錯(cuò)誤及不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。 3目 錄項(xiàng)目一項(xiàng)目一 了解了解 YL-335B 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備.11.1 YL-335B 的基本組成.11.2 YL-335B 的基本功能.21.3 YL-335B 的電氣控制.51.3.1 YL-335B 工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).51.3.2 YL-335B 的控制系統(tǒng).61.4 供電電源.71.5 氣源處理裝置.8項(xiàng)目二項(xiàng)目二 供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)供

5、料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).102.1 了解供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.102.2 相關(guān)知識(shí)點(diǎn).112.2.1 供料單元的氣動(dòng)元件.112.2.2 認(rèn)知有關(guān)傳感器（接近開關(guān)）.152.3 供料單元安裝技能訓(xùn)練.192.4 供料單元的 PLC 控制系統(tǒng).212.4.1 工作任務(wù).212.4.2 PLC 的 I/O 接線.222.4.3 供料單元單站控制的編程思路.232.4.4 調(diào)試與運(yùn)行.25項(xiàng)目三項(xiàng)目三 加工單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)加工單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).263.1 加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.263.2 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).283.2.1 了解直線導(dǎo)軌.283.2.2 加工單元的氣動(dòng)元件.293.3 加工單元的安裝技

6、能訓(xùn)練.303.4 加工單元 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).323.4.1 工作任務(wù).323.4.2 PLC 的 I/O 分配及系統(tǒng)安裝接線.333.4.3 編寫和調(diào)試 PLC 控制程序.35項(xiàng)目四項(xiàng)目四 裝配單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝配單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).374.1 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過程.374.2 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).404.2.1 裝配單元的氣動(dòng)元件.40 44.2.2 認(rèn)知光纖傳感器.435.3 裝配單元的安裝技能訓(xùn)練.444.4 裝配單元 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).464.4.1 工作任務(wù).464.4.2 PLC 的 I/O 分配及系統(tǒng)安裝接線.464.4.3 編寫和調(diào)試 PLC 控制程序.48項(xiàng)目五項(xiàng)目五

7、 分揀單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)分揀單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).515.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.515.2 分揀單元安裝技能訓(xùn)練.535.2 相關(guān)知識(shí)點(diǎn).555.2.1 旋轉(zhuǎn)編碼器概述.555.2.2 三菱 FR-A740 變頻器簡介.575.2.2.1 FR-A740 變頻器的安裝和接線.575.2.2.2 變頻器的操作面板的操作訓(xùn)練.615.2.2.3 常用參數(shù)設(shè)置訓(xùn)練.655.3 分揀單元的 PLC 控制及編程.695.3.1 工作任務(wù).695.3.2 PLC 的 I/O 接線.705.3.3 分揀單元的編程要點(diǎn).725.3.3.1 高速計(jì)數(shù)器的編程.725.3.3.2 程序結(jié)構(gòu).76項(xiàng)目六項(xiàng)目六 認(rèn)

8、識(shí)人機(jī)界面認(rèn)識(shí)人機(jī)界面.776.1 認(rèn)知 GT1055-QSBD-C 人機(jī)界面.776.1.1 GT1055-QSBD-C 人機(jī)界面的硬件連接.776.2.2 變頻器輸出的模擬量控制.81項(xiàng)目七項(xiàng)目七 輸送單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)輸送單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).867.1 輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過程.867.2 輸送單元安裝技能訓(xùn)練.907.3 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn).927.3.1 認(rèn)知伺服電機(jī)及伺服放大器.927.3.1.1 永磁交流伺服系統(tǒng)概述.927.3.1.2 三菱 MR-J3 系列 AC 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器.947.3.2 QD75P1 定位模塊的使用與編程.987.4 輸送單元的 PLC 控制與編程.1017.4

9、.1 工作任務(wù).1017.4.2 PLC 的選型和 I/O 接線.104項(xiàng)目八項(xiàng)目八 YL-335B 的整體控制的整體控制.1068.1 認(rèn)知三菱 PLC CC-LINK 通信.106 58.1.1 認(rèn)識(shí) QJ61BT11N 與 FX2N-32CCL.1068.1.2 CC-LINK 通信線纜連接.1078.1.3 組建 CC-LINK 通信網(wǎng)絡(luò).1088.2 系統(tǒng)整體控制實(shí)訓(xùn)的工作任務(wù)描述.1108.3 工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn).1188.3.1 設(shè)備的安裝和調(diào)整.1188.3.2 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置和測(cè)試.1198.3.3 人機(jī)界面組態(tài).1208.3.3.1 工程分析和創(chuàng)建.1208.3.3.2 歡迎畫

10、面組態(tài).1208.3.3.3 主畫面組態(tài).1238.3.4 編寫和調(diào)試 PLC 控制程序.1298.3.4.1 規(guī)劃通信數(shù)據(jù).1298.3.4.2 從站單元控制程序的編制.1318.3.4.3 主站單元控制程序的編制.133 1項(xiàng)目一項(xiàng)目一 了解了解 YL-335BYL-335B 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備1.11.1 YL-335BYL-335B 的基本組成的基本組成亞龍 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)上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。其外觀如圖 1-1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

11、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)則采取伺服電機(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 YL-335BYL-335B 設(shè)備上應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過的狀態(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，YL-335BYL-335B 采用

12、了基于 CC-LINKCC-LINK 網(wǎng)絡(luò)通信的 PLCPLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案，即每圖圖 1-1 YL-335B 外觀外觀圖圖 2一工作單元由一臺(tái) PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 PLC 之間通過 CC-LINK 網(wǎng)絡(luò)通訊實(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 PLCPLC 及其所支持的 CC-LINK 網(wǎng)絡(luò)通信模式，組建成一個(gè)小型的 PLCPLC 網(wǎng)絡(luò)。小型 PLCPLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)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~。另一方面，掌握基于 CC-LINK 網(wǎng)絡(luò)通信的 PLCPLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為學(xué)習(xí)三菱系列現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)

13、以太網(wǎng)技術(shù)等打下了良好的基礎(chǔ)。1.21.2 YL-335BYL-335B 的基本功能的基本功能YL-335BYL-335B 各工作單元在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的分布如圖 1-2 的俯視圖所示。圖圖 1-21-2 YL-335BYL-335B 俯視圖俯視圖各個(gè)單元的基本功能如下：1、供料單元的基本功能：供料單元是 YL-335BYL-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：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 1-3 所示為供料單元實(shí)物的全貌。 3圖圖 1-31-3 供料單元實(shí)物的全

14、貌供料單元實(shí)物的全貌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）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。如圖 1-4 所示為加工單元實(shí)物的全貌。圖圖 1-41-4 加工單元實(shí)物的全貌加工單元實(shí)物的全貌3、裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已 4加工的工件中的裝配過程。裝配單元總裝實(shí)物圖如 1-5。圖圖 1-51-5 裝配單元總裝實(shí)物圖裝配單元總裝實(shí)物圖4、分揀單元的基本功能：完成將上一單元送來的已加工、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。如圖 1

15、-6 所示分揀單元實(shí)物的全貌。圖圖 1-61-6 分揀單元實(shí)物的全貌分揀單元實(shí)物的全貌 55、輸送單元的基本功能：該單元通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺(tái)上精確定位，并在該物料臺(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，實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。輸送單元的外觀如圖 1-7 所示。圖圖 1-71-7 輸送單元外觀圖輸送單元外觀圖 直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，視實(shí)訓(xùn)目的而定。YL-YL-335B335B 的標(biāo)準(zhǔn)配置為伺服電機(jī)。1.31.3 YL-335BYL-335B 的電氣控制的電氣控制1.3.11.3.1 YL-335BYL-335B 工作單元的結(jié)

16、構(gòu)特點(diǎn)工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)YL-335BYL-335B 設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對(duì)分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的 PLCPLC 裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與 PLCPLC 裝置之間的信息交換是一個(gè)關(guān)鍵的問題。YL-335BYL-335B 的解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。PLCPLC 的 I/OI/O 引出線則連接到 PLC 側(cè)的接線端口上。兩個(gè)接線端口間通過多芯信號(hào)電纜互連。圖 1-8 和圖 1-9 分別是裝置側(cè)的接線端口和 PLC側(cè)的接線端口。圖圖 1

17、-81-8 裝置側(cè)接線端口裝置側(cè)接線端口圖圖 1-91-9 PLCPLC 側(cè)接線端口側(cè)接線端口 6裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接 DC24V 電源的+24V 端，底層端子用以連接 DC24V 電源的 0V 端，中間層端子用以連接各信號(hào)線。PLCPLC 側(cè)的接線端口的接線端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號(hào)線,其端子號(hào)與裝置側(cè)的接線端口的接線端子相對(duì)應(yīng)。底層端子用以連接 DC24V 電源的+24V端和 0V 端。裝置側(cè)的接線端口和 PLCPLC 側(cè)的接線端口之間通過專用電纜連結(jié)。其中 25 針接頭電纜連接 PLC 的輸入信號(hào)，15 針接頭電纜連接 PLC 的

18、輸出信號(hào)。1.3.21.3.2 YL-335BYL-335B 的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)YL-335BYL-335B 的每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。1、當(dāng)工作單元自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號(hào)以及運(yùn)行過程中的狀態(tài)顯示信號(hào)，來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖 1-10 所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。圖圖 1-101-10 按鈕指示燈模塊按鈕指示燈模塊模塊盒上器件包括：指示燈（24VDC）：黃色（HL1） 、綠色（HL2） 、紅色（HL3）各一只。主令器件：綠色常開按鈕 SB1 一只紅色常開按鈕 SB

19、2 一只選擇開關(guān) SA（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）急停按鈕 QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)）2、當(dāng)各工作單元通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于主站采用三菱 Q 系列 PLC，從站采用三菱 FX 系列 PLC 的設(shè)備，YL-335BYL-335B 的配置是采用了 CC-LINK 網(wǎng)絡(luò)通信方式。設(shè)備出廠的控制方案如圖 1-11 所示。 7圖圖 1-111-11 YL-335BYL-335B 的通信網(wǎng)絡(luò)的通信網(wǎng)絡(luò)各工作站 PLCPLC 配置如下：1 輸送單元：Q02HCPU 主單元，QX41 DC 輸入模塊共 32 點(diǎn)輸入，QY41P 晶體管輸出模塊共 32 點(diǎn)晶體管輸出。2 供料單元：FX3U-32M 主單元，

20、共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。3 加工單元：FX3U-32M 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。4 裝配單元：FX3U-48M 主單元，共 24 點(diǎn)輸入，24 點(diǎn)繼電器輸出。分揀單元：FX3U-32M 主單元，共 16 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。3、人機(jī)界面系統(tǒng)運(yùn)行的主令信號(hào)（復(fù)位、啟動(dòng)、停止等）通過觸模屏人機(jī)界面給出。同時(shí)，人機(jī)界面上也顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息。人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁。使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還

21、可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí)也能減少 PLC 控制器所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)的成本，同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對(duì)的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。YL-335BYL-335B 采用了三菱 GT1055-QSBD-C 觸摸屏作為它的人機(jī)界面。GT1055-QSBD-C是一款集顯示、運(yùn)算、通訊三位一體的高速應(yīng)對(duì)工控機(jī)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了 5.7 英寸高亮度 TFT 液晶顯示屏（分辨率 800480） ，可顯示世界各國的語言，GT1055-QSBD-C觸摸屏的使用、人機(jī)界面的組態(tài)方法，將在項(xiàng)目六（分揀單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)）中介紹。1.41.4 供電電源供電電源外部供電電源為三相五線制 A

22、C 380V/220V，圖 1-12 為供電電源模塊一次回路原 8理圖。圖中，總電源開關(guān)選用 DZ47LE-32/C32 型三相四線漏電開關(guān)。系統(tǒng)各主要負(fù)載通過自動(dòng)開關(guān)單獨(dú)供電。其中，變頻器電源通過 DZ47C16/3P 三相自動(dòng)開關(guān)供電；各工作站 PLCPLC 均采用 DZ47C5/2P 單相自動(dòng)開關(guān)供電。此外，系統(tǒng)配置 4 臺(tái) DC24V6A 開關(guān)穩(wěn)壓電源分別用作供料加工、裝配、分揀及輸送單元的直流電源。圖圖 1-121-12 供電電源模塊一次回路原理圖供電電源模塊一次回路原理圖圖圖 1-131-13 配電箱設(shè)備安裝圖配電箱設(shè)備安裝圖 91.51.5 氣源處理裝置氣源處理裝置YL-335B

23、YL-335B 的氣源處理組件及其回路原理圖分別如圖 1-14 所示。氣源處理組件是氣動(dòng)控制系統(tǒng)中的基本組成器件，它的作用是除去壓縮空氣中所含的雜質(zhì)及凝結(jié)水，調(diào)節(jié)并保持恒定的工作壓力。在使用時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過濾器中凝結(jié)水的水位，在超過最高標(biāo)線以前，必須排放，以免被重新吸入。氣源處理組件的氣路入口處安裝一個(gè)快速氣路開關(guān)，用于啟/閉氣源，當(dāng)把氣路開關(guān)向左拔出時(shí)，氣路接通氣源，反之把氣路開關(guān)向右推入時(shí)氣路關(guān)閉。圖圖 1-141-14 氣源處理組件氣源處理組件氣源處理組件輸入氣源來自空氣壓縮機(jī)，所提供的壓力為 0.61.0MPa, 輸出壓力為 00.8MPa 可調(diào)。輸出的壓縮空氣通過快速三通接頭和氣

24、管輸送到各工作單元。 10項(xiàng)目項(xiàng)目二二 供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)2.12.1 了解供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程了解供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程供料單元的主要結(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，PLCPLC，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。其中，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)組成如圖 2-1 所示。其中，管形料倉和工件推出裝置用于儲(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出料臺(tái)上。它主要由管形料倉、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。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

25、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)工圖圖 2-12-1 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成 11件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。 在底座和管形料倉第 4 層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開關(guān)。它們的功能是檢測(cè)料倉中有無儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠。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

26、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)作而第 4 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。推料缸把工件推出到出料臺(tái)上。出料臺(tái)面開有小孔，出料臺(tái)下面設(shè)有一個(gè)圓柱形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)提供本單元出料臺(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。2.22.2 相關(guān)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)2.2.12.2.1 供料單元的氣動(dòng)元件供料單元的氣動(dòng)元件1、標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣

27、缸標(biāo)準(zhǔn)氣缸是指氣缸的功能和規(guī)格是普遍使用的、結(jié)構(gòu)容易制造的、制造廠通常作為通用產(chǎn)品供應(yīng)市場(chǎng)的氣缸。雙作用氣缸是指活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)均由壓縮空氣來推動(dòng)。圖 2-3 是標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸的半剖面圖。圖中，氣缸的兩個(gè)端蓋上都設(shè)有進(jìn)排氣通口，從無桿側(cè)端蓋氣口進(jìn)氣時(shí)，推動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng)；反之，從桿側(cè)端蓋氣口進(jìn)氣時(shí)，推動(dòng)活塞向后運(yùn)動(dòng)。雙作用氣缸具有結(jié)構(gòu)簡單，輸出力穩(wěn)定，行程可根據(jù)需要選擇的優(yōu)點(diǎn)，但由于是利用壓縮空氣交替作用于活塞上實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)的，回縮時(shí)壓縮空氣的有效作用面積較小，所以產(chǎn)生的力要小于伸出時(shí)產(chǎn)生的推力。圖圖 2-22-2 供料操作示意圖供料操作示意圖 12為了使氣缸的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，應(yīng)對(duì)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度

28、加以控制，常用的方法是使用單向節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)。單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，所以也稱為速度控制閥。圖 2-4 給出了在雙作用氣缸裝上兩個(gè)單向節(jié)流閥的連接示意圖，這種連接方式稱為排氣節(jié)流方式。即，當(dāng)壓縮空氣從 A 端進(jìn)氣、從 B 端排氣時(shí)，單向節(jié)流閥 A 的單向閥開啟，向氣缸無桿腔快速充氣；由于單向節(jié)流閥 B 的單向閥關(guān)閉，有桿腔的氣體只能經(jīng)節(jié)流閥排氣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥 B 的開度，便可改變氣缸伸出時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。反之，調(diào)節(jié)節(jié)流閥 A 的開度則可改變氣缸縮回時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。這種控制方式，活塞運(yùn)行穩(wěn)定，是最常用的方式。圖圖 2-42-4 節(jié)流閥連接和調(diào)整原理示意圖

29、節(jié)流閥連接和調(diào)整原理示意圖節(jié)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 2-5 是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸節(jié)流閥的氣缸外觀。圖圖 2-32-3 雙作用氣缸工作示意圖雙作用氣缸工作示意圖圖圖 2-52-5 安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸 132、單電控電磁換向閥、電磁閥組如前所述，頂料或推料氣缸，其活塞的運(yùn)動(dòng)是依靠向氣缸一端進(jìn)氣，并從另一端排氣，再反過來，從另一端進(jìn)氣，一端排氣來實(shí)現(xiàn)的。氣體流動(dòng)方向的改變則由能改變氣體流動(dòng)方向或通斷的控制閥即方向控制閥加以控制。在自動(dòng)控制中，方向控制閥常采用電磁控制方式實(shí)現(xiàn)方向控制，稱為

30、電磁換向閥。電磁換向閥是利用其電磁線圈通電時(shí)，靜鐵芯對(duì)動(dòng)鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥芯切換，達(dá)到改變氣流方向的目的。圖 2-6 所示是一個(gè)單電控二位三通電磁換向閥的工作原理示意。圖圖 2-62-6 單電控電磁換向閥的工作原理單電控電磁換向閥的工作原理所謂“位”指的是為了改變氣體方向，閥芯相對(duì)于閥體所具有的不同的工作位置?！巴ā钡暮x則指換向閥與系統(tǒng)相連的通口，有幾個(gè)通口即為幾通。圖 3-5 中，只有兩個(gè)工作位置，具有供氣口 P、工作口 A 和排氣口 R，故為二位三通閥。圖 2-7 分別給出二位三通、二位四通和二位五通單控電磁換向閥的圖形符號(hào)，圖形中有幾個(gè)方格就是幾位，方格中的“”和“”符號(hào)表示各接口互

31、不相通。圖圖 2-72-7 部分單電控電磁換向閥的圖形符號(hào)部分單電控電磁換向閥的圖形符號(hào)YL-335BYL-335B 所有工作單元的執(zhí)行氣缸都是雙作用氣缸，因此控制它們工作的電磁閥需要有二個(gè)工作口和二個(gè)排氣口以及一個(gè)供氣口，故使用的電磁閥均為二位五通電磁閥。 14供料單元用了兩個(gè)二位五通的單電控電磁閥。這兩個(gè)電磁閥帶有手動(dòng)換向和加鎖鈕，有鎖定（LOCKLOCK）和開啟（PUSHPUSH）2 個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在 LOCKLOCK 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 PUSHPUSH 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

32、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。兩個(gè)電磁閥是集中安裝在匯流板上的。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。這種將多個(gè)閥與消聲器、匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成稱為閥組，而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。 ，閥組的結(jié)構(gòu)如圖 2-8 所示。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)的控制邏輯控制功能是由PLCPLC 實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖 2-9 所示。圖中 1A 和 2A 分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1

33、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 為安裝在頂料缸的兩個(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。通常，這兩個(gè)氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。圖圖 2-82-8 電磁閥組電磁閥組 15圖圖 2-92-9 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖2.2.22.2.2 認(rèn)知有關(guān)傳感器（接近開關(guān)）認(rèn)知有關(guān)傳感器（接近開關(guān)）YL-335BYL-335B 各工作單元所使用的傳感器都是接近傳感器，它利用傳感器對(duì)所接近的物體具有的敏感特性來識(shí)別物體的接近，并輸出相應(yīng)開關(guān)信號(hào)，因此，接近傳感器

34、通常也稱為接近開關(guān)。接近傳感器有多種檢測(cè)方式，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測(cè)對(duì)象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕捉檢測(cè)體的接近引起的電氣信號(hào)的容量變化的方式、利用磁石和引導(dǎo)開關(guān)的方式、利用光電效應(yīng)和光電轉(zhuǎn)換器件作為檢測(cè)元件等等。YL-335BYL-335B 所使用的是磁感應(yīng)式接近開關(guān)（或稱磁性開關(guān)） 、電感式接近開關(guān)、漫反射光電開關(guān)和光纖型光電傳感器等。這里只介紹磁性開關(guān)、電感式接近開關(guān)和漫反射光電開關(guān)，光纖型光電傳感器留待在裝配單元實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中介紹。1 1、磁性開關(guān)、磁性開關(guān)YL-335BYL-335B 所使用的氣缸都是帶磁性開關(guān)的氣缸。這些氣缸的缸筒采用導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)的材料，如硬鋁、不銹鋼等

35、。在非磁性體的活塞上安裝一個(gè)永久磁鐵的磁環(huán)，這樣就提供了一個(gè)反映氣缸活塞位置的磁場(chǎng)。而安裝在氣缸外側(cè)的磁性開關(guān)則是用來檢測(cè)氣缸活塞位置，即檢測(cè)活塞的運(yùn)動(dòng)行程的。有觸點(diǎn)式的磁性開關(guān)用舌簧開關(guān)作磁場(chǎng)檢測(cè)元件。舌簧開關(guān)成型于合成樹脂塊內(nèi)，并且一般還有動(dòng)作指示燈、過電壓保護(hù)電路也塑封在內(nèi)。圖 2-10 是帶磁性開關(guān)氣缸的工作原理圖。當(dāng)氣缸中隨活塞移動(dòng)的磁環(huán)靠近開關(guān)時(shí)，舌簧開關(guān)的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點(diǎn)閉合；當(dāng)磁環(huán)移開開關(guān)后，簧片失磁，觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)發(fā)出電控信號(hào)，在 PLCPLC 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 16態(tài)或所處的位置，以確定工件是否被推出或氣缸是否返

36、回。圖圖 2-102-10 帶磁性開關(guān)氣缸的工作原理圖帶磁性開關(guān)氣缸的工作原理圖在磁性開關(guān)上設(shè)置的 LED 顯示用于顯示其信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。磁性開關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1” ，LED 亮；磁性開關(guān)不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0” ，LED 不亮。磁性開關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開它的緊定螺栓，讓磁性開關(guān)順著氣缸滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再旋緊緊定螺栓。磁性開關(guān)有藍(lán)色和棕色 2 根引出線，使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到 PLCPLC 輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到 PLCPLC 輸入端。磁性開關(guān)的內(nèi)部電路如圖 2-11 中虛線框內(nèi)所示。2 2、電感式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)電感式接近開關(guān)是利用電渦流效

37、應(yīng)制造的傳感器。電渦流效應(yīng)是指，當(dāng)金屬物體處于一個(gè)交變的磁場(chǎng)中，在金屬內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生交變的電渦流，該渦流又會(huì)反作用于產(chǎn)生它的磁場(chǎng)這樣一種物理效應(yīng)。如果這個(gè)交變的磁場(chǎng)是由一個(gè)電感線圈產(chǎn)生的，則這個(gè)電感線圈中的電流就會(huì)發(fā)生變化，用于平衡渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。利用這一原理，以高頻振蕩器（LCLC 振蕩器）中的電感線圈作為檢測(cè)元件，當(dāng)被測(cè)金屬物體接近電感線圈時(shí)產(chǎn)生了渦流效應(yīng)，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路（包括檢波、放大、整形、輸出等電路）將該變化轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸出，從而達(dá)到檢測(cè)目的。電感式接近傳感器工作原理框圖如圖 2-12 所示。供料單元中，為了檢測(cè)待加工工件是否金屬材料，在供料管底座側(cè)面

38、安裝了一個(gè)電感式傳感器，如圖 2-13 所示圖圖 2-112-11 磁性開關(guān)內(nèi)部電路磁性開關(guān)內(nèi)部電路 17在接近開關(guān)的選用和安裝中，必須認(rèn)真考慮檢測(cè)距離、設(shè)定距離，保證生產(chǎn)線上的傳感器可靠動(dòng)作。安裝距離注意說明如圖 2-14 所示。圖圖 2-142-14 安裝距離注意說明安裝距離注意說明3 3、漫射式光電接近開關(guān)、漫射式光電接近開關(guān)（1）光電式接近開關(guān)“光電傳感器” 是利用光的各種性質(zhì)，檢測(cè)物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。其中輸出形式為開關(guān)量的傳感器為光電式接近開關(guān)。光電式接近開關(guān)主要由光發(fā)射器和光接收器構(gòu)成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測(cè)物體不同而被遮掩或反射，到達(dá)光接收器的量將會(huì)發(fā)生變

39、化。光接收器的敏感元件將檢測(cè)出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，進(jìn)行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍(lán)色來判斷顏色）和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同，光電式接近開關(guān)可分為對(duì)射式、反射式和漫射式 3 種，如圖 2-15 所示。圖圖 2-122-12 電感式傳感器原理框圖電感式傳感器原理框圖圖圖 2-132-13 供料單元上的電感式傳感器供料單元上的電感式傳感器 18圖圖 2-152-15 光電式接近開關(guān)光電式接近開關(guān)(2) 漫射式光電開關(guān)漫射式光電開關(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

40、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)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 2-15(b)為漫射式光電接近開關(guān)的工作原理示意圖。供料單元中，用來檢測(cè)工件不足或工件有無的漫射式光電接近開關(guān)選用神視神視或OMRONOMRON 公司的 CX-441CX-441 或 E3Z-L61E3Z-L61 型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細(xì)小光束型，NPNNPN 型晶體管集電極開路輸出） 。該光電開關(guān)的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋

41、鈕和顯示燈如圖 2-16 所示。圖中動(dòng)作選擇開關(guān)的功能是選擇受光動(dòng)作(Light) 或遮光動(dòng)作 (Drag)模式。即當(dāng)此開關(guān)按順時(shí)針方向充分旋轉(zhuǎn)時(shí)（L 側(cè)），則進(jìn)入檢測(cè)-ON 模式；，當(dāng)此開關(guān)按逆時(shí)針方向充分旋轉(zhuǎn)時(shí)（D 側(cè)），則進(jìn)入檢測(cè)-OFF 模式。距離設(shè)定旋鈕是 5 回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器，調(diào)整距離時(shí)注意逐步輕微旋轉(zhuǎn)，否則若充分旋轉(zhuǎn)距離調(diào)節(jié)器會(huì)空轉(zhuǎn)。調(diào)整的方法是，首先按逆時(shí)針方向?qū)⒕嚯x調(diào)節(jié)器充分旋到最小檢測(cè)距離（E3Z-L61E3Z-L61 約 20mm） ，然后根據(jù)要求距離放置檢測(cè)物體，按順時(shí)針方向逐步旋轉(zhuǎn)距離調(diào)節(jié)器，找到傳感器進(jìn)入檢測(cè)條件的點(diǎn)；拉開檢測(cè)物體距離，按順時(shí)針方向進(jìn) 19一步旋轉(zhuǎn)距離調(diào)節(jié)

42、器，找到傳感器再次進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，一旦進(jìn)入，向后旋轉(zhuǎn)距離調(diào)節(jié)器直到傳感器回到非檢測(cè)狀態(tài)的點(diǎn)。兩點(diǎn)之間的中點(diǎn)為穩(wěn)定檢測(cè)物體的最佳位置。圖圖 2-162-16 CX-441CX-441（E3Z-L61E3Z-L61）光電開關(guān)的外形和調(diào)節(jié)旋鈕、顯示燈）光電開關(guān)的外形和調(diào)節(jié)旋鈕、顯示燈圖 2-17 給出該光電開關(guān)的內(nèi)部電路原理框圖。圖圖 2-172-17 CX-441CX-441（E3Z-L61E3Z-L61）光電開關(guān)電路原理圖）光電開關(guān)電路原理圖用來檢測(cè)物料臺(tái)上有無物料的光電開關(guān)是一個(gè)圓柱形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，該光電開關(guān)選用 SICKSICK 公司產(chǎn)

43、品 MHT15-N2317 型，其外形如圖 2-18 所示。圖圖 2-182-18 MHT15-N2317光電開關(guān)外形光電開關(guān)外形4 4、接近開關(guān)的圖形符號(hào)：、接近開關(guān)的圖形符號(hào)：部分接近開關(guān)的圖形符號(hào)如圖 2-19 所示。圖中(a)(b)(c)三種情況均使用 NPN 型三極管集電極開路輸出。如果是使用 PNP 型的，正負(fù)極性應(yīng)反過來。 20圖圖 2-192-19 接近開關(guān)的圖形符號(hào)接近開關(guān)的圖形符號(hào)2.32.3 供料單元安裝技能訓(xùn)練供料單元安裝技能訓(xùn)練1 1、訓(xùn)練目標(biāo)、訓(xùn)練目標(biāo)將供料單元拆開成組件和零件的形式，然后再組裝成原樣，安裝內(nèi)容包括機(jī)械部分的裝配、氣路的連接和調(diào)整和電氣接線。2 2、

44、安裝步驟和方法、安裝步驟和方法 機(jī)械部分安裝首先把供料站各零件組合成整體安裝時(shí)的組件，然后把組件進(jìn)行組裝。所組合成的組件包括鋁合金型材支撐架組件出料臺(tái)及料倉底座組件推料機(jī)構(gòu)組件。如圖2-20 所示。圖圖 2-20 供料單元組件供料單元組件各組件裝配好后，用螺栓把它們連接為總體，再用橡皮錘把裝料管敲入料倉底座。然后將連接好供料站機(jī)械部分以及電磁閥組、PLC 和接線端子排固定在底板上，最后固定底板完成供料站的安裝。安裝過程中應(yīng)注意：裝配鋁合金型材支撐架時(shí)，注意調(diào)整好各條邊的平行及垂直度，鎖緊螺栓。氣缸安裝板和鋁合金型材支撐架的連接，是靠預(yù)先在特定位置的鋁型材“T”型 21槽中放置預(yù)留與之相配的螺母

45、，因此在對(duì)該部分的鋁合金型材進(jìn)行連接時(shí)，一定要在相應(yīng)的位置放置相應(yīng)的螺母。如果沒有放置螺母或沒有放置足夠多的螺母，將造成無法安裝或安裝不可靠。 機(jī)械機(jī)構(gòu)固定在底板上的時(shí)候，需要將底板移動(dòng)到操作臺(tái)的邊緣，螺栓從底板的反面擰入，將底板和機(jī)械機(jī)構(gòu)部分的支撐型材連接起來。氣路連接和調(diào)試連接步驟：從匯流排開始，按圖 2-8 所示的氣動(dòng)控制回路原理圖連接電磁閥、氣缸。連接時(shí)注意氣管走向應(yīng)按序排布，均勻美觀，不能交叉、打折；氣管要在快速接頭中插緊，不能夠有漏氣現(xiàn)象。氣路調(diào)試包括：用電磁閥上的手動(dòng)換向加鎖鈕驗(yàn)證頂料氣缸和推料氣缸的初始位置和動(dòng)作位置是否正確。調(diào)整氣缸節(jié)流閥以控制活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，伸出速度以

46、不推倒工件為準(zhǔn)。電氣接線電氣接線包括，在工作單元裝置側(cè)完成各傳感器、電磁閥、電源端子等引線到裝置側(cè)接線端口之間的接線；在 PLCPLC 側(cè)進(jìn)行電源連接、I/O 點(diǎn)接線等。供料單元裝置側(cè)的接線端口上各電磁閥和傳感器的引線安排如表 2-1 所示。表表 2-1 供料單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配供料單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配輸入端口中間層輸出端口中間層端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線端子號(hào)設(shè)備符號(hào)信號(hào)線21B1頂料到位21Y頂料電磁閥31B2頂料復(fù)位32Y推料電磁閥42B1推料到位52B2推料復(fù)位6SC1出料臺(tái)物料檢測(cè)7SC2物料不足檢測(cè)8SC3物料有無檢測(cè)9SC4金屬材料檢測(cè)10#17#端子沒有連

47、接4#14#端子沒有連接 接線時(shí)應(yīng)注意，裝置側(cè)接線端口中，輸入信號(hào)端子的上層端子（+24V）只能作為傳感器的正電源端，切勿用于電磁閥等執(zhí)行元件的負(fù)載。電磁閥等執(zhí)行元件的正電源端和 0V 端應(yīng)連接到輸出信號(hào)端子下層端子的相應(yīng)端子上。裝置側(cè)接線完成后，應(yīng)用扎帶綁扎，力求整齊美觀。PLCPLC 側(cè)的接線，包括電源接線，PLC 的 I/O 點(diǎn)和 PLCPLC 側(cè)接線端口之間的連線，PLC 22的 I/O 點(diǎn)與按鈕指示燈模塊的端子之間的連線。具體接線要求與工作任務(wù)有關(guān)。電氣接線的工藝應(yīng)符合國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，例如，導(dǎo)線連接到端子時(shí)，采用壓緊端子壓接方法；連接線須有符合規(guī)定的標(biāo)號(hào)；每一端子連接的導(dǎo)線不超過

48、 2 根等等。2.42.4 供料單元的供料單元的 PLCPLC 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)2.4.12.4.1 工作任務(wù)工作任務(wù)本項(xiàng)目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)顯示信號(hào)來自 PLCPLC 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) SASA 應(yīng)置于“單站方式”位置。具體的控制要求為： 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)有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈 HL1HL1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以 1Hz 頻率閃爍。 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 HL2HL2

49、 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。 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，HL2HL2 指示燈熄滅。 若在運(yùn)行中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈HL1HL1 以 1Hz 的頻率閃爍， “設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2HL2 保持常亮。若料倉內(nèi)沒有工件，則HL1HL1 指示燈和 HL2HL2 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)。要求完成如下任務(wù)。1、規(guī)劃 PLC 的 I/O 分配及接線

50、端子分配。2、進(jìn)行系統(tǒng)安裝接線。3、按控制要求編制 PLC 程序。4、進(jìn)行調(diào)試與運(yùn)行。2.4.22.4.2 PLCPLC 的的 I/OI/O 接線接線根據(jù)工作單元裝置的 I/O 信號(hào)分配（表 2-1）和工作任務(wù)的要求，供料單元 PLC選用 FX3U-32M 主單元，共 16 點(diǎn)輸入和 16 點(diǎn)繼電器輸出。PLC 的 I/O 信號(hào)分配如 23表 2-2 所示，接線原理圖則見圖 2-21。表表 2-2 供料單元供料單元 PLC 的的 I/O 信號(hào)表信號(hào)表輸入信號(hào)輸出信號(hào)序號(hào)PLC 輸入點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來源序號(hào)PLC 輸出點(diǎn)信號(hào)名稱信號(hào)來源1X0頂料氣缸伸出到位1Y0頂料電磁閥2X1頂料氣缸縮回到位2

51、Y1推料電磁閥裝置側(cè)3X2推料氣缸伸出到位3Y24X3推料氣缸縮回到位4Y35X4出料臺(tái)物料檢測(cè)5Y46X5供料不足檢測(cè)6Y57X6缺料檢測(cè)7Y68X7金屬工件檢測(cè)裝置側(cè)89X109Y7正常工作指示10X1110Y10運(yùn)行指示11X12停止按鈕11Y11未用按鈕/指示燈模塊12X13啟動(dòng)按鈕13X14急停按鈕14X15工作方式選擇按鈕/指示燈模塊 24圖圖 2-21 供料單元供料單元 PLC 的的 I/O 接線原理圖接線原理圖2.4.32.4.3 調(diào)試與運(yùn)行調(diào)試與運(yùn)行（1）調(diào)整氣動(dòng)部分，檢查氣路是否正確，氣壓是否合理，氣缸的動(dòng)作速度是否合理。（2）檢查磁性開關(guān)的安裝位置是否到位，磁性開關(guān)工作是

52、否正常。（3）檢查 I/O 接線是否正確。（4）檢查光電傳感器安裝是否合理，靈敏度是否合適，保證檢測(cè)的可靠性。（5）放入工件，運(yùn)行程序看供料單元?jiǎng)幼魇欠駶M足任務(wù)要求。（6）調(diào)試各種可能出現(xiàn)的情況，比如在任何情況下都有可能加入工件，系統(tǒng)都要能可靠工作。（7）優(yōu)化程序。3 3、問題與思考、問題與思考（1）總結(jié)檢查氣動(dòng)連線、傳感器接線、I/O 檢測(cè)及故障排除方法。（2）如果在供料過程中出現(xiàn)意外情況如何處理。（3）思考如果采用網(wǎng)絡(luò)控制如何實(shí)現(xiàn)？（4）思考加工單元各種可能會(huì)出現(xiàn)的問題。 25項(xiàng)目三項(xiàng)目三 加工單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)加工單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)3.13.1 加工單元的結(jié)構(gòu)加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過程和工作過

53、程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)的過程。加工單元裝置側(cè)主要結(jié)構(gòu)組成為：加工臺(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，底板等。其中，該單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成如圖 3-1 所示。圖圖 3-13-1 加工單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成加工單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成1 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)加工臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖 3-2 所示。加工臺(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。它主要由手爪氣動(dòng)、手指、加工臺(tái)伸縮氣缸、線性導(dǎo)軌及滑塊、磁感應(yīng)接近開關(guān)、漫射式光電傳感器組成?；瑒?dòng)加工臺(tái)的工作原理：

54、滑動(dòng)加工臺(tái)在系統(tǒng)正常工作后的初始狀態(tài)為伸縮氣缸伸出，加工臺(tái)氣動(dòng)手指張開的狀態(tài)，當(dāng)輸送機(jī)構(gòu)把物料送到料臺(tái)上，物料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到工件后，PLCPLC 控制程序驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指將工件夾緊加工臺(tái)回到加工區(qū)域沖壓氣缸下方?jīng)_壓氣缸活塞桿向下伸出沖壓工件完成沖壓動(dòng)作后向上縮回加工臺(tái)重新伸出到位后氣動(dòng)手指松開的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)。為下一次工件到來加工做準(zhǔn)備。 26圖圖 3-23-2 加工臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)加工臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)在移動(dòng)料臺(tái)上安裝一個(gè)漫射式光電開關(guān)。若加工臺(tái)上沒有工件，則漫射式光電開關(guān)均處于常態(tài)；若加工臺(tái)上有工件，則光電接近開關(guān)動(dòng)作，表明加工臺(tái)上已有工件。該光電傳感器的輸出信號(hào)送到加

55、工單元 PLCPLC 的輸入端，用以判別加工臺(tái)上是否有工件需進(jìn)行加工；當(dāng)加工過程結(jié)束，加工臺(tái)伸出到初始位置。同時(shí)，PLCPLC 通過通信網(wǎng)絡(luò)，把加工完成信號(hào)回饋給系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)控制。移動(dòng)料臺(tái)上安裝的漫射式光電開關(guān)仍選用 E3Z-L61E3Z-L61 型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細(xì)小光束型） ，該光電開關(guān)的原理和結(jié)構(gòu)以及調(diào)試方法在前面已經(jīng)介紹過了。移動(dòng)料臺(tái)伸出和返回到位的位置是通過調(diào)整伸縮氣缸上兩個(gè)磁性開關(guān)位置來定位的。要求縮回位置位于加工沖頭正下方；伸出位置應(yīng)與輸送單元的抓取機(jī)械手裝置配合，確保輸送單元的抓取機(jī)械手能順利地把待加工工件放到料臺(tái)上。2 2、加工（沖壓）機(jī)構(gòu)、加工（沖壓）機(jī)構(gòu)加工（沖壓）

56、機(jī)構(gòu)如圖 3-3 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、安裝板等組成。沖壓臺(tái)的工作原理是：當(dāng)工件到達(dá)沖壓位置既伸縮氣缸活塞桿縮回到位，沖壓缸伸出對(duì)工件進(jìn)行加工，完成加工動(dòng)作后沖壓缸縮回，為下一次沖壓做準(zhǔn)備。 沖頭根據(jù)工件的要求對(duì)工件進(jìn)行沖壓加工，沖頭安裝在沖壓缸頭部。安裝板用于安裝沖壓缸，對(duì)沖壓缸進(jìn)行固定。 27圖圖 3-33-3 加工（沖壓）機(jī)構(gòu)加工（沖壓）機(jī)構(gòu)3.23.2 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)3.2.13.2.1 了解直線導(dǎo)軌了解直線導(dǎo)軌直線導(dǎo)軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與導(dǎo)軌之間作無限滾動(dòng)循環(huán)，使得負(fù)載平臺(tái)能沿著導(dǎo)軌以高精度作線性運(yùn)動(dòng)，其摩擦系數(shù)可降至傳

57、統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引的 1/50，使之能地達(dá)到很高的定位精度。在直線傳動(dòng)領(lǐng)域中，直線導(dǎo)軌副一直是關(guān)鍵性的產(chǎn)品，目前已成為各種機(jī)床、數(shù)控加工中心、精密電子機(jī)械中不可缺少的重要功能部件。 直線導(dǎo)軌副通常按照滾珠在導(dǎo)軌和滑塊之間的接觸牙型進(jìn)行分類，主要有兩列式和四列式兩種。YL-335BYL-335B 上均選用普通級(jí)精度的兩列式直線導(dǎo)軌副，其接觸角在運(yùn)動(dòng)中能保持不變，剛性也比較穩(wěn)定。圖 3-4（a）給出導(dǎo)軌副的截面示意圖，圖（b）裝配好的直線導(dǎo)軌副。圖圖 3-43-4 兩列式直線導(dǎo)軌副兩列式直線導(dǎo)軌副安裝直線導(dǎo)軌副時(shí)應(yīng)注意：要小心輕拿輕放，避免磕碰以影響導(dǎo)軌副的直線精度。不要將滑塊拆離導(dǎo)軌或超過行程又推回去。

58、加工單元移動(dòng)料臺(tái)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)直線導(dǎo)軌副和導(dǎo)軌安裝構(gòu)成，安裝滑動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)要注意調(diào)整兩直線導(dǎo)軌的平行。移動(dòng)料臺(tái)及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)組件的安裝方法將在后面“加工單元的安裝技能訓(xùn)練”任務(wù)中討論。 283.2.23.2.2 加工單元的氣動(dòng)元件加工單元的氣動(dòng)元件加工單元所使用氣動(dòng)執(zhí)行元件包括標(biāo)準(zhǔn)直線氣缸、薄型氣缸和氣動(dòng)手指，下面只介紹前面尚未提及的薄型氣缸和氣動(dòng)手指。1、薄型氣缸、薄型氣缸薄型氣缸屬于省空間氣缸類，即氣缸的軸向或徑向尺寸比標(biāo)準(zhǔn)氣缸有較大減小的氣缸。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。圖 3-5 是薄型氣缸的一些實(shí)例圖。圖圖 3-5 薄型氣缸的實(shí)例圖薄型氣缸的實(shí)例圖薄型氣缸的特點(diǎn)是：缸筒與無桿側(cè)端

59、蓋壓鑄成一體，桿蓋用彈性擋圈固定，缸體為方形。這種氣缸通常用于固定夾具和搬運(yùn)中固定工件等。在 YL-335B 的加工單元中，薄型氣缸用于沖壓，這主要是考慮該氣缸行程短的特點(diǎn)。2、氣動(dòng)手指（氣爪）、氣動(dòng)手指（氣爪）氣爪用于抓取、夾緊工件。氣爪通常有滑動(dòng)導(dǎo)軌型、支點(diǎn)開閉型和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)型等工作方式。YL-335B 的加工單元所使用的是滑動(dòng)導(dǎo)軌型氣動(dòng)手指，如圖 3-6 (a)所示。其工作原理可從其中剖面圖(b)和(c)看出。 29圖圖 3-6 氣動(dòng)手指實(shí)物和工作原理氣動(dòng)手指實(shí)物和工作原理3 3、氣動(dòng)控制回路、氣動(dòng)控制回路加工單元的氣動(dòng)控制元件均采用二位五通單電控電磁換向閥，各電磁閥均帶有手動(dòng)換向和加鎖鈕

60、。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖 3-7 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)接近開關(guān)，2B1 和 2B2 為安裝在加工臺(tái)伸縮氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，3B1 為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y1、2Y1 和 3Y1 分別為控制沖壓氣缸、加工臺(tái)伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。圖圖 3-73-7 加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖3.33.3 加工單元的安裝技能訓(xùn)練加工單元的安裝技能訓(xùn)練1 1、訓(xùn)練目標(biāo)、訓(xùn)練目標(biāo)將加工單元的機(jī)械部分拆開成組件和零件的形式，然后再組裝成原