财务管理财务知识机电体化柔性装配系统控制实训指导书.pdf

该【财务管理财务知识机电体化柔性装配系统控制实训指导书 】是由【流金岁月】上传分享，文档一共【105】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【财务管理财务知识机电体化柔性装配系统控制实训指导书 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..财务管理财务知识机电体化柔性装配系统控制实训指导书:..目录机电一体化柔性装配系统概述1第一单元上料单元5一、单元简介5二、实训目的7三、实训设备7四、实训内容与步骤8五、控制要求9六、I/O14编号分配表第二单元下料单元16一、单元简介16二、实训目的18三、实训设备18四、实训内容与步骤18五、控制要求19六、I/O22编号分配表第三单元加盖单元24一、单元简介24二、实训目的25三、实训设备25四、实训内容与步骤26五、控制要求27六、I/O29编号分配表第四单元穿销单元31一、单元简介31二、实训目的32三、实训设备32四、实训内容与步骤32五、控制要求34六、I/O36编号分配表第五单元模拟单元38一、单元简介38二、实训目的39三、实训设备39四、实训内容与步骤39五、控制要求40:..六、I/O42编号分配表第七单元伸缩换向单元44一、单元简介44二、实训目的46三、实训设备46四、实训内容与步骤46五、控制要求47六、I/O50编号分配表第八单元检测单元52一、单元简介52二、实训目的53三、实训设备53四、实训内容与步骤53五、控制要求54六、I/O56编号分配表第九单元分拣单元58一、单元简介58二、实训目的59三、实训设备59四、实训内容与步骤59五、控制要求60六、I/O64编号分配表第十单元升降梯立体仓库单元66一、单元简介66二、实训目的70三、实训设备70四、实训内容与步骤70五、控制要求72六、I/O78编号分配表第十一单元传送单元80一、转角单元80二、直线单元81第十二单元装配生产线全程连续控制82一、实训目的82二、实训设备82三、实训内容与步骤82四、控制要求85:..五、系统全程控制中需注意的问题86六、I/O86编号分配表七、主站控制变量传送分配表86附录88附录1:上料单元电源系统图88附录2:上料单元气动原理图89附录3:上料单元PLC90控制接线图附录4:下料单元电源系统图91附录5:下料单元PLC92控制接线图附录6:加盖单元电源系统图93附录7:加盖单元PLC94控制接线图附录8:穿销单元电源系统图95附录9:穿销单元气动原理图96附录10:穿销单元PLC97控制接线图附录11:模拟单元电源系统图98附录12:模拟单元气动原理图99附录13:模拟单元PLC100控制接线图附录14:伸缩换向单元电源系统图101附录15:伸缩换向单元气动原理图102附录16:伸缩换向单元PLC103控制接线图附录17:检测单元电源系统图104附录18:检测单元PLC105控制接线图附录19:分拣单元电源系统图106附录20:分拣单元气动原理图107附录21:分拣单元PLC108控制接线图附录22:升降梯立体仓库单元电源系统图109附录23:升降梯立体仓库单元气动原理图110附录24:升降梯立体仓库单元PLC111控制接线图附录25:电源系统总图112附录26:电源系统用电分配图113附录27:气路连接总图114附录28:S7-300PLC115控制接线图附录29:移动配电平台用户扩展接口分配图116:..机电一体化柔性装配系统概述Me093399型机电一体化教学系统是以工业生产中的自动化装配生产线为原型开发的教学、实验、实训综合应用平台。本装置采用铝合金结构件搭建各分站主体设备,选取多种机械传动方式实现站间串联,整条生产线充分展现了实际工业生产中的典型部分。系统控制过程中除涵盖多种基本控制方法外,还凸现组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等先进技术,为培养现代化应用型人才创设了完整、灵活、模块化、易扩展的理想工业场景。为便于协调整个生产线的全程控制,系统设置了一个主站总控制台,主站总控制台是整个装配生产线连续运行的指挥调度中心,其主要功能是实现全程运行的总体控制,完成全系统的通讯连接等。装配生产线示意图如图1所示。整个系统主要由12个从站点组成,每个从站单元完成特定的工作任务,以装配、检验、分拣、入库的方式顺序完成各种装配操作和物流处理过程。各单元的主要功能如下所述:(站点1):本站有工件时,进行自动卡紧和铣削加工。(站点2):根据工件的位置情况,从料槽中抓取装配主体送入数控铣床单元或将铣床单元加工后的产品转送下料单元。(站点3):将前站送入本单元下料仓的工件主体,通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落,工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。(站点4):通过直流电机带动蜗轮蜗杆,经减速电机驱动摆臂将上盖装配至工件主体,完成装配后工件随托盘向下站传送。(站点5):通过旋转推筒推送销钉的方法,完成工件主体与上盖的实体连接装配,完成装配后的工件随托盘向下站传送。(站点6PLC):本站增加了模拟量控制的特殊功能模块,以实现对完成装配的工件进行模拟喷漆和烘干,完成喷漆烘干后的工件随托盘向下站传送。(站点7):将前站传送过来的托盘及组装好的工件经换向、提升、旋转、下落后伸送至传送带向下站传送。(站点8):运用各类检测传感装置对装配好的工件成品进行全面检测(包括上盖、销钉的装配情况,销钉材质、标签有无等),并将检测结果送至PLC进行处理,以此作为后续站控制方式选择的依据(如分拣站依标签有无判别正、次品;仓库站依销钉材质确定库位)。):根据检测单元的检测结果(标签有无),(站点件进行分类,合格产品随托盘进入下一站入库;不合格产品进入废品线,空托盘向下站传送。(站点10):本站由升降梯与立体仓库两部分组成,可进行两个不同生产线的入库和出库。在本装配生产线中可根据检测单元对销钉材质的检测结果将工件进行分类入库(金属销钉和尼龙销钉分别入不同的仓库)。若传送至本单元的为分拣后的空托盘,则将其放行。:..综上所述,站点1、2、3、4、56主要完成顺序逻辑控制;站点实现对模拟量的控制;站点89综汇了激光发射器、电感式、电容式、色彩标志等多种传感器的应用,站点突出体现了气动机械手的控制,站点10则实现步进电机的控制。在装配生产线运行中各个站点既可以自成体系,彼此又有一定的关联。为此,采用了PROFIBUS1S7—300PLC10S7—200)和系列个主站(个从站(现场总线技术,通过PLC)组成系统,实现主从站之间的通信联系,控制系统组成框图如图2所示。组态监控软件,所创建的监控功能可通过动画组件对各单元的工作情况进行实时模拟,为操作人员提供系统运行的相关信息,实现装配生产线的全程监控。完成本实训项目涉及到现场所需的诸多综合技术应用,如:机械传动技术、电气控制技术、气动与液压技术、传感器的应用、PLC控制技术、过程控制技术和现代化生产中的组态控制、工业总线、电脑视觉、实时监控等。在完成项目时应由易到难,逐步深入,可从单站控制入手。完成单站控制的步骤如图3所示:在每一站点单元控制的基础上可以再扩展为系统的全程控制,进而完成PROFIBUS现场总线控制和对整个模拟生产线的实时监控。:..第一单元上料单元一、单元简介上料单元是整个装配生产线的起点,该单元的主要功能是根据不同的控制要求从料槽中抓取装配主体送入数控铣床单元或将铣床单元加工后的产品转送下料单元。本单元的主体结构组成如图1-1所示,包括扬臂同步带传动机构,旋转行星齿轮传动机构、水平移动支架及其齿轮齿条传动机构、托盘直线传送单元、托盘转向从动单元、轨道等。本单元在结构设计中涉及到行星齿轮系、螺纹微调机构、齿轮齿条机构、张紧机构等相关的机械原理、机械零件知识,行星齿轮系的结构图如图1-2:所示机构名称:行星齿轮系AB工作特性:降速比大,增加扭矩OAA齿轮O和电机安装在一起,齿轮A与齿轮O、B相啮合。本机应用目的:齿轮A带动旋转盘(齿轮B)取、送件。图1-2行星齿轮系结构图螺纹微调机构结构图如图1-3:所示图1-3螺纹微调机构结构图机构名称:螺纹微调机构工作特性:调动螺母,利用螺距差实现微调本机应用目的:调节平行四边形的精度齿轮齿条机构结构图如图1-4:所示4:..直流电机2455/机构名称:齿轮齿条机构O工作特性:降速比大,增加水平推动力A齿轮OA相和电机安装在一起,与齿轮B啮合。齿轮BA与齿轮同轴,与齿条相啮合,将旋转运动转为直线运动本机应用目的:电机带动齿轮齿条行走。图1-4齿轮齿条机构结构图为实现本单元的控制功能,在主体结构的相应位置装设了光电传感器、磁性接近开关、微动开关等检测与传感装置,并配备了步进电机、直流电机、直动气缸、电磁铁等执行机构和电磁阀、继电器等控制元件。详见图1-5所示。SQ1—扬臂下行检测SQ2—扬臂上行检测SQ3—顺转检测SQ4—90°旋转检测SQ5—逆转检测SQ6—左行检测SQ7—右行检测SQ8—工件吸持检测S1—气缸升检测S2—气缸降检测S3—工件检测M4—扬臂升降电机M5—旋转电机M1—行进电机M2—直线Ⅰ电机M3—直线Ⅱ电机YM—直流电磁吸铁C-直动气缸HL—指示灯图1-5上料单元检测元件、控制机构安装位置示意图二、、:..,学会照图完成安装接线,、查找、排除故障的方法三、、,了解机械装配方法,重点观察行星齿轮系、齿轮齿条机构的传动过程和理解螺纹微调机构、张紧机构的作用。(见附录1)和气动原理图(见附录2)学****本单元电源系统和气动系统的设计与连接调试方法。-5查找本单元各类检测元件、控制元件和执行机构的安装位置,并依据上料单元PLC3)熟悉其安装接线方法。控制接线图(-1理解本单元各检测元件、执行机构及控制元件的功能,熟悉基本调试方法(必要时可根据系统运行情况适当调整相应位置)。表1-1上料单元检测元件、执行机构、控制元件一览表类别序号编号名称功能安装位置1SQ1微动开关确定扬臂下行位置两支撑侧板顶部型材2SQ2微动开关确定扬臂上行位置两支撑侧板顶部型材3SQ3微动开关确定扬臂顺转位置圆盘4SQ4微动开关确定扬臂90°旋转位置圆盘检5SQ5微动开关确定扬臂逆转位置圆盘测6SQ6微动开关确定扬臂左行位置(铣床方向)圆盘左面支撑型材元件7SQ7微动开关确定扬臂右行位置(下料方向)圆盘右面支撑型材8SQ8微动开关工件吸持检测电磁铁上9S1磁性接近开关确定气缸初始位置气缸10S2磁性接近开关确定气缸伸出位置气缸11S3光电传感器检测工件槽工件工件槽侧面1M5直流电机驱动扬臂旋转圆盘2M4步进电机驱动扬臂升降两支撑侧板中间执行3M1直流电机驱动上料单元行进滑轨支撑板机构4M2直流电机驱动直线I传送带直线单元等5M3直流电机驱动直线II传送带升降梯旁直线单元6YM直流电磁吸铁控制扬臂电磁铁吸放工件扬臂6:..。①反复观察分站运行演示,深刻理解控制要求②根据控制要求描述及工作状态表自行绘制自动控制功能图③设置I/O编号,并将功能图转换为梯形图输入计算机进行调试④将程序下载至PLC进行试运行(断开负载电源)⑤根据I/OPLC编号逐个核对与输入输出设备的连接⑥进行系统调试,实现PLC带分站负载运行(接通负载电源)、停止、急停、复位控制和工作方式选择控制。、查找、排除故障的基本方法。五、控制要求(一)自动控制过程说明及工作状态表初始状态:升降、行进、旋转电机及直动气缸处于原位,扬臂呈静止状态;吸持工件电磁吸铁释放;工作指示灯熄灭。在系统全程运行时二直线电机驱动传送带始终保持运行状态(系统启动即开始运转);分单元运行时可选用PLCPLC/停止同状态的继电器)保持其运行状运行的特殊继电器(与态。系统运行期间,需根据铣床单元的工作状态选择A、B两种不同的控制过程。:,工作指示灯发光,直流电机驱动齿轮齿条动作,上料单元左行至铣床方向。,气动回路的电磁换向阀动作,气缸活塞杆伸出,带动电磁铁下降。,电磁吸铁得电,通过主体工件上安装的金属条吸取工件主体。吸持工件3s后,气动回路电磁换向阀复位,气缸活塞杆收回,电磁铁持工件回缩(若一次吸合未果,即安装在电磁吸铁上的微动开关未发出信号,蜂鸣器发出音响报警信号)。,直流电机驱动齿轮齿条动作,上料单元反向右行。,步进电机切换继电器得电,发出升降脉冲信号。同步带驱动扬臂持工件上行。,步进电机切换继电器失电,此时直流电机带动行星齿轮动作,使扬臂持工件顺向旋转180度,将工件送至下料单元入口处。7:..,气动回路的电磁换向阀动作,气缸活塞杆伸出,带动电磁铁持工件下降。,电磁吸铁失电,对准下料口释放工件,2向阀复位,气缸活塞杆收回。,启动旋转直流电机带动行星齿轮动作,使扬臂逆向旋气缸回缩到位后,进行转。,步进电机切换继电器再次得电,扬臂升降气缸回缩且扬臂逆转(选中下行),且发出升降脉冲信号。此时同步带驱动扬臂下行。方向为“+”,工作指示灯熄灭,系统回复初始状态。与上述描述对应的工作状态表如表1-2所示:表1-2A工作状态表输入信号输出信号动作扬扬扬扬扬扬扬气气工料铣扬扬扬扬步扬扬直扬工直直蜂臂臂臂臂90臂臂臂缸缸件槽削臂臂臂臂进臂臂动臂作线Ⅰ线Ⅱ鸣顺下上逆顺右左初下吸工完升升顺逆电左右气电指报行行转到转行行始降持件毕降降时时机行行缸磁示电电警序原到原位到原到原至检检信脉方旋旋切吸灯机机器位位位位位位位位测测号冲向转转换铁0+-+--+-+--------------++-1+-+--+-+---+-----+---+++-2+-+---++-----------+-+++-3+-+---+-+----------+(3s)/-++++-4+-+---++-+--------+-++++-5+-+--+-+-+--+---+---++++-6-++--+-+-+----+-----++++-7-+--++-+-+---------+++++-8-+--++--++---------+(2s)/--+++-9-+--++-+--------(2s)/+-----+++-10-++--+-+----++--+----+++-11+-+--+-+--------------++-注:。“+”时表示选择升降电机驱动器得电,准备运行。“-”,同时脉冲信号为“+”时,表示执行上行动作;当扬臂升降方向信号为“+”,同时脉冲信号为“+”时,表示执行下行动作。:,工件传感器发出检测信号,工作指示灯发光,控制扬臂顺时旋转的直流电机带动行星齿轮动作,使扬臂顺向旋转90度,对准工件槽。,气动回路的电磁换向阀动作,气缸活塞杆伸出,带动扬臂终端电磁铁下降。,电磁吸铁得电,通过主体工件上安装的金属条吸取工件主体。吸持工件2s后,气动回路电磁换向阀复位,气缸活塞杆收回,电磁铁持工件回缩(若一次吸合未果,即安装在电磁吸铁上的微动开关未发出信号,蜂鸣器发出音响报警信号)。,启动8:..扬臂逆时旋转,带动行星齿轮动作,使扬臂逆向旋转。,直流电机驱动齿轮齿条动作,上料单元左行。,气动回路的电磁换向阀再次动作,气缸活塞杆伸出,带动扬臂终端电磁铁持工件下降。,气缸活塞杆伸出到位后,电磁吸铁失电,将工件放下;气缸活塞杆收回,扬臂终端电磁铁回缩。,直流电机驱动齿轮齿条动作,上料单元右行。,工作指示灯熄灭,系统回复初始状态。与上述描述对应的工作状态表如表1-3所示:表1-3B工作状态表输入信号输出信号动作扬扬扬扬扬扬扬气气工料铣扬扬扬扬步扬扬直扬工直直蜂臂臂臂臂90臂臂臂缸缸件槽削臂臂臂臂进臂臂动臂作线Ⅰ线Ⅱ鸣顺下上逆顺右左初下吸工完升升顺逆电左右气电指报行行转转行行始降持件毕降降时时机行行缸磁示电电警序原到原到到原到原至检检信脉方旋旋切吸灯机机器位位位位位位位位位测测号冲向转转换铁0+-+--+-+--------------++-1+-+--+-+--+---+------+++-2+--+-+-+--+--------+-+++-3+--+-+--+----------+(2s)/-++++-4+--+-+-+-+----++----++++-5+-+--+-+-+-------+--++++-6+-+---++-+---------+++++-7+-+---+-++---------+(2s)/--+++-8+-+---++----------+--+++-9+-+--+-+--------------++-注:内容同表1-2注(二)自动控制程序流程图图1-6:为在自动控制工作方式下选择不同控制过程的的程序框图图1-7A:为选择控制过程的程序流程图9:..图1-8B:为选择控制过程的程序流程图初始状态料池工件检测()顺时旋转电机()否停止逆时旋转电机()90度旋转检测()是停止顺时旋转电机(),输出气缸左行电机()()否否左行检测()气缸降检测()是是停止左行电机();输出气缸()电磁铁(),延时2秒(T37)否气缸降检测()停止气缸()是停止电磁吸铁(),气否缸()气缸升检测否()、吸件检测()气缸升检测是是延时2秒(T41)后逆时旋转电机()右行电机()否否右行检测()逆转检测()是是停止右行电机()10图1-8B控制过程程序流程图:..(三)控制方式说明上料单元独立运行时具有自动、手动两种控制方式。当选择自动方式时本单元呈连续运行工作状态;当选择手动方式时则相当于步进工作状态,即每按动一次启动按钮系统按设计步骤依次运行一步的运行方式。在系统运行期间若按下停止按钮,执行动作立即停止;再按下启动按钮,将在上一停顿状态继续运行。当发生突发事故时,应立即拍下急停按钮,系统将切断PLC负载供电即刻停止运行(此时所有其它按钮都不起作用)。排除故障后需旋起急停按钮,并按下复位按钮,待各机构回复初始状态后按下启动按钮,本单元方可重新开始运行。六、I/O编号分配表表1-4PLCI/O为上料单元控制板上的编号设置:表1-4I/O上料单元分配表形式序号名称PLC地址编号地址设置1扬臂下行检测(复位)(复位)(复位)(铣床方向)(下料方向).1SB1设置的站号为::16~(至位)(至位):P3左行电机(至位)(复位)(复位)(复位):P+:..----(200PLC—→300PLC)----(200PLC←—300PLC)若运用本单元控制板上的PLC1-4I/O设置的编号编制程序;若另进行控制,必须按照表行选用其它PLCI/OPLC编号,但在完成与接口板的连接进行控制,编制程序时可以任意设置时应特别注意PLC编号与接口板接线的对应关系。完成上料单元独立运行后若要参与到系统总控台控制的全程运行,需在单元控制的程序中增加如下内容:、停止、急停、复位等功能,并将本单元的工作状态传送至上位机。,需将下料电机运行及料仓底部工件检测信号作为本单元向下料口释放工件的闭锁条件,即在下料电机运行期间或料仓底部工件检测有信号时,本单元不得向下料口释放工件。12:..第二单元下料单元一、单元简介下料单元的主要功能是将前站送入本单元下料仓的工件主体,通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落,工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。本单元主体结构组成如图2-1所示,包括间歇轮、同步齿行带、同步轮、传送电机、直线单元、工作指示灯等。图2-1下料单元本单元在结构设计中涉及到间歇机构、同步带传动、螺杆调节结构、螺杆锁紧结构、张紧机构等相关的机械原理、机械零件知识。间歇机构结构图如图2-2:所示图2-2间歇机构结构图机构名称:间歇机构工作特性:O2轴转动与停止的时间比为1:3。本机应用目的:控制传动模块。同步齿型带传动机构结构图如图2-3:所示13:..机构名称:同步齿型带传动机构工作特性:平稳、无噪声,传动中无滑动周向位移,使W2=W1。本机应用目的:竖直同步传送模块。图2-3同步齿型带传动机构结构图螺杆调节机构结构图如图2-4:所示图2-4螺杆调节机构结构图机构名称:螺杆调节机构工作特性:结构简单、工作可靠。本机应用目的:皮带涨紧力调节,机体紧定。同步机构结构图如图2-5:所示从动轮主动轮机构名称:同步机构工作特性:由两个相同的齿轮构成,保证两个同步带下降速度的一致性。本机应用目的:使工件进入存储料仓过程中保持水平状态。图2-5同步机构结构图14:..同步带所使用的张紧机构由弹簧和弹片构成,将同步带向内侧压紧,保证同步带夹紧工件主体,不会发生脱落。以上机构协调工作,实现工件主体出/入下料单元的物流处理过程。为实现本单元的控制功能,在结构的相应位置装设了光电传感器、电感式传感器、电容式传感器等检测与传感装置,并配备了直流电机、电磁铁等执行机构。详见图2-6所示。S1—工件检测S2—托盘检测S3—料仓底部工件检测M1—传送电机M2—下料电机YM—直流电磁吸铁HL1—红色指示灯HL2—绿色指示灯图2-6下料单元检测元件、控制机构安装位置示意图二、、,学会照图完成安装接线,、查找、排除故障的方法三、:..四、,了解机械装配方法,重点观察间歇机构、同步带传动、螺杆调节结构过程和理解螺杆锁紧结构、张紧机构的作用。)学****电源系统的设计与连接调试方法。对照电源系统图(-6PLC对照图查找本单元各类检测元件、执行机构的安装位置,并依据下料单元控制接线图(见附录5)熟悉其安装接线方法。-1根据表理解本单元各检测元件、执行机构的功能,熟悉基本调试方法(必要时可根据系统运行情况适当调整相应位置)。表2-1下料单元检测元件、执行机构、①反复观察分站运行演示,深刻理解控制要求②根据控制要求描述及工作状态表自行绘制自动控制功能图③设置I/O编号,并将功能图转换为梯形图输入计算机进行调试④将程序下载至PLC进行试运行(断开负载电源)⑤根据I/OPLC编号逐个核对与输入输出设备的连接⑥进行系统调试,实现PLC带分站负载运行(接通负载电源)、停止、急停、、查找、排除故障的基本方法五、控制要求(一)自动控制过程说明及工作状态表初始状态:直线及转角二传送电机、下料电机均处于停止状态;直流电磁吸铁竖起禁行;工作指示灯熄灭。系统启动运行后本单元红色指示灯发光;直线电机、转角电机驱动二传送带开始运转且始终保持运行状态(分单元运行时可选用与PLC/停止同状态的特殊继电器保持二传运行送电机的运行状态)。系统运行期间:,经过秒时间确认后,启动下料电机执16:..行将工件主体下落动作。,若无托盘到位信号,则停止下料电机运行,将工件置于料仓中等待。,底层的电感式传感器发出检测信号,红色指示灯熄灭,绿色指示灯发光;经过2秒时间确认后,启动下料电机继续执行将工件主体下落动作。,当工件下落至托盘时,工件检测传感器发出检测信号,延时秒确认后,直流电磁铁吸合下落,放行托盘。,电磁吸铁释放处于禁止状态,绿色指示灯熄灭,红色指示灯发光,系统回复初始状态。说明:若下料电机从料仓入口至出口动作一个行程后工件检测传感器仍无检测信号,此时报警器发出警报,提示运行人员需在料仓中装入工件(本套设备中通过延时进行控制)。与上述描述对应的工作状态表如表2-2所示:表2-2工作状态表输入信号输出信号工托料上下绿直传转红蜂件盘仓料料色流送角色鸣动检检底单电指电电电指器作测测部元机示磁机机示报顺工放灯吸灯警序件件铁检测0-------+++--(4s