任務8.2伺服軸的控制主講人：XXX時間：20XX.XXONTENTS目錄C0102030405任務要求及分析任務準備任務實施任務評價任務拓展任務要求及分析01模式切換與顯示設備支持手動和自動兩種模式，通過SA轉換開關切換，觸摸屏顯示當前模式狀態，確保操作人員清晰了解設備運行狀態。手動模式下，觸摸屏可控制輸送單元電磁閥及伺服軸，顯示軸位置坐標，便于精確調整和監控。自動模式控制流程自動模式下，設備需先確認就緒狀態，包括機械手爪、旋轉氣缸、抬升氣缸和氣動手指的初始位置。滿足條件后，輸送伺服軸自動回原點，按順序完成物料抓取、搬運和放置動作，循環檢測分揀末端物料，實現連續輸送。程序設計與調試需完成PLC的I/O地址分配及接線端子分配，編制PLC程序，包括主程序塊、手動模式控制塊、自動模式控制塊及軸準備塊。調試運行程序，確保設備在手動和自動模式下均能穩定、準確運行，滿足生產需求。任務要求程序結構設計主程序塊OB1負責系統初始化和模式切換邏輯，調用手動或自動模式控制塊。手動模式控制FC塊實現對輸送單元各部件的單獨控制，便于設備調試和維護。自動模式控制FB塊以步進順序控制方式實現物料輸送，通過Step變量控制動作流程。搬運控制過程搬運控制是輸送模塊的核心功能，通過伺服軸和機械手的協同動作實現物料的精準搬運。程序中需精確控制各動作的順序和條件，確保機械手在搬運過程中動作流暢、準確無誤。初始狀態檢查PLC上電后，系統需檢查各部件是否處于初始位置，若未就緒，需手動復位，避免設備運行故障或事故。初始狀態檢查是確保設備安全運行的重要環節，可及時發現并解決潛在問題。用戶數據與系統數據管理通過全局DB塊管理用戶數據和系統中間變量，便于程序的模塊化設計和數據共享。用戶數據包括分揀夾件和溫控放件的軸坐標值，需在手動模式下通過點動操作獲取并記錄。任務分析任務準備02伺服驅動器組成伺服驅動器由伺服控制單元、功率驅動單元、通信接口單元等組成，采用DSP作為控制核心，實現復雜控制算法。功率驅動單元通過整流和逆變電路驅動伺服電動機，采用PWM技術調節輸出電壓和頻率。伺服電動機工作原理伺服電動機內部轉子為永磁鐵，驅動器控制的三相電形成電磁場，使轉子轉動，編碼器反饋信號用于精確控制。伺服電動機的精度取決于編碼器的精度，高精度編碼器可實現高精度的位置控制。伺服系統控制模式交流伺服系統采用位置控制模式，通過三閉環控制（電流環、速度環、位置環）提高系統快速性、穩定性和抗干擾能力。位置控制模式下，伺服電動機以指令脈沖和反饋脈沖近似相等的速度運行，穩態誤差接近為零。伺服電動機和伺服驅動器主端子接線信號端口接線編碼器端口接線主端子包括主電路電源輸入端子（L、N）、電動機連接端子（U、V、W）和再生電阻端子（P+、D、C）。接線時需注意電源電壓范圍、電動機連接的正確性以及再生電阻的配置。信號端口CN0包括脈沖輸入、方向輸入、輸入輸出端子等，用于控制信號的輸入和輸出。通信端口CN1用于擴展總線功能，需選配總線模塊并注意轉接模塊的使用。編碼器端口CN2包括電源、地線和信號線，用于連接編碼器，實現位置反饋。伺服驅動器接線伺服驅動器面板包括STA/ESC、INC、DEC、ENTER等按鍵，用于狀態切換、數據修改和參數設置。面板顯示基礎簡碼，可顯示伺服系統運行狀態、報警信息等。面板功能介紹通過面板按鍵設置伺服驅動器的參數，如恢復出廠設置、運行模式、使能模式、脈沖數等。參數設置需根據設備需求和實際接線進行調整，確保伺服系統正常運行。參數設置流程伺服驅動器面板參數設置01輸送模塊的氣動控制元件采用二位五通單電控電磁換向閥，集中安裝成閥組。各電磁閥分別控制手抓氣缸、伸縮氣缸、擺動氣缸和抬升氣缸的動作。氣動元件組成02氣動回路通過電磁閥的控制實現氣缸的伸縮、擺動和抬升動作，磁感應接近開關用于檢測氣缸的位置狀態。氣動回路的設計需確保氣缸動作的準確性和可靠性，避免因氣路問題導致設備故障。氣動回路工作原理輸送模塊氣動回路任務實施03轉換開關（I5.0）、輸送軸原點（I0.6）、輸送軸左限位（I0.7）、輸送軸右限位（I1.0）等輸入信號分配到PLC的輸入地址。輸入信號用于檢測設備狀態和操作人員的操作指令，確保設備運行的準確性和安全性。輸入信號分配輸送軸脈沖（Q0.0）、輸送軸方向（Q0.1）、抬升電磁閥（Q0.6）、旋轉電磁閥（Q0.7）等輸出信號分配到PLC的輸出地址。輸出信號用于控制輸送軸和氣缸的動作，實現設備的自動化控制。輸出信號分配I/O地址分配在博途軟件中新建項目，設置編程PC的IP地址與PLC、觸摸屏在同一網段，添加S7-1200PLC控制器。進行DI/DO的起始地址修改、網絡連接的添加，設置PLC的IP地址和通信參數，確保設備之間的通信正常。新建項目與硬件組態01根據I/O地址分配表，在默認變量表中定義需要用到的變量，變量名可使用中文，增加程序的易讀性。變量表中需包含輸入輸出信號、中間變量和與觸摸屏通信的變量，確保程序的完整性和可維護性。編輯變量表02在博途軟件中添加“軸工藝對象”并配置，設置驅動器類型、測量單位、脈沖輸出、方向輸出等參數。配置機械參數，如電動機每轉的脈沖數、每轉位置、絲桿導程等，確保伺服軸的運動控制精度。軸工藝對象組態03在擴展參數中啟用硬限位開關，設置硬件下限位開關和上限位開關的地址及電平。設置最大轉速、加減速時間、急停減速時間等動態參數，優化伺服軸的運動性能。位置限制與動態參數設置04設置回原點的原點開關、回原點方向、參考點開關下側等參數，確保伺服軸能夠準確回原點。回原點參數設置05硬件組態與變量設置01全局DB的創建與使用新建兩個全局DB塊：“系統數據”DB和“用戶數據”DB，分別用于存儲中間變量和與觸摸屏通信的變量。在全局DB塊中定義所需的變量，便于程序的模塊化設計和數據共享。04手動模式FC1編程手動模式控制程序實現輸送伺服軸回原點、軸左右點動、機械手各關節氣缸動作的控制。通過觸摸屏按鈕控制各部件動作，顯示伺服軸當前位置坐標，便于設備調試和維護。02主程序OB1編程主程序OB1負責系統初始化、模式切換邏輯和程序塊的調用，共8條程序段。程序段1使用初始脈沖復位功能，程序段2實現急停功能，程序段3和4檢測手自動模式切換。程序段5調用手動模式控制塊，程序段6檢測自動就緒標志，程序段7初始化自動模式步狀態序號并調用自動模式控制塊，程序段8調用軸準備塊。05自動模式FB2編程自動模式控制程序按照Step變量的值順序控制輸送軸或機械手操作的步狀態。程序塊有兩個輸入形參：分揀出料口坐標和溫控入料口坐標，通過軸絕對運動指令實現物料的搬運。程序段1檢測分揀末端有料，軸回原點；程序段3軸移動到分揀末端出料口；程序段4機械手執行抓取動作；程序段5軸移動至溫控坐標位置；程序段6機械手執行放置動作。03軸準備FB1編程軸準備FB1包含軸運動所需的基本指令，如軸啟用、軸暫停、軸確認錯誤和軸當前位置讀取。使用多重背景數據塊的方式，將背景數據添加到FB1的背景數據塊中，無需額外的背景DB塊。程序設計123手動模式調試調試準備自動模式調試在手動模式下，通過觸摸屏按鈕分別控制輸送單元的氣缸和伺服軸，觀察設備動作是否符合預期。記錄分揀夾件和溫控放件的軸坐標值，并在用戶數據DB塊中填寫。打開壓縮空氣氣泵，確保氣源正常，將PLC工程下載至S7-1200中。在觸摸屏中組態設計監控HMI界面，包括運行狀態指示、軸當前坐標顯示、軸確認錯誤按鈕及手動操作按鈕等。當輸送單元就緒后，切換至自動模式，在分揀皮帶出料口放置工件，觀察設備是否按程序進行順序控制。在博途軟件中打開程序塊的“啟用/禁用監視”按鈕，結合程序在線狀態進行修改和完善。項目調試任務評價04I/O接線圖繪制I/O接線圖清晰、準確，詳細標注了各接線點位、信號名稱和連接設備，便于后續的接線和維護工作。元件安裝伺服電動機、伺服驅動器、電磁閥等元件安裝牢固、規范，符合安裝要求和工藝標準。硬件接線硬件接線整齊、美觀，接線牢固，無松動、虛接等現象，符合電氣安全規范。010203硬件安裝與接線復位、起動和停止功能復位、起動和停止按鍵功能正常，操作響應迅速，設備狀態切換準確無誤。01手動控制功能能手動控制輸送單元的4個氣缸動作，操作靈活，反饋及時。能手動控制伺服軸回原點、左右移動，軸位置顯示準確，控制精度高。02自動控制功能能按要求自動到分揀出料口將料取出，動作流暢，抓取準確。能按要求自動將料送到溫控模塊放料臺并復位，放置穩定，設備運行可靠。03編程與調試設備用電規范，無危險用電行為，接地良好，漏電保護裝置可靠。用電安全無帶電插拔工作站的電纜、電線等情況，操作人員穿著符合生產要求。操作安全安全素養0102工作環境整潔桌面物品和工具擺放整齊、整潔，工作區域干凈，無雜物堆積。設備維護設備外觀干凈，標識清晰、完整，維護到位。5S素養操作人員表達清晰、準確，能夠準確傳達工作信息和指令。表達溝通能力團隊成員相互配合，共同完成工作任務，能夠積極發揮各自的優勢，共同解決問題。團隊協作能力發展素養任務拓展05在自動模式下