97南京工业职业技术学院

《自动线安装调试综合实训》项目技术报告姓名：陶希学号：1201543147班级：机电1213课程名称：自动线安装调试综合实训指导老师：庄俊东彭焕新提交日期：2014年09月26日南京工业职业技术学院项目技术报告2概要亚龙YL-335A型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此，YL-335A综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。利用YL-335A，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。本文介绍了自动线中的输送单元，介绍了输送单元的工作原理、机械机构、并完成其安装与调试。其以PLC实现程序控制，从而控制气缸的运动，以气压传动作为传动机构，以光电式及电磁式接近开关检测汽缸的伸出、缩回、上升﹑下降﹑旋转﹑夹紧﹑放松七个动作来实现加工的目的。南京工业职业技术学院项目技术报告3目录概述.............................................................2目录.............................................................3第一章YL-335B的系统介绍........................................41.1YL-335B的组成............................................41.2YL-335的电气控制..........................................51.2.1YL-335B的工作单元的结构特点............................51.2.2YL-335B的控制系统.....................................5第二章输送单元控制系统..........................................72.1输送单元的功能和结构.......................................72.2抓举机械手装置.............................................72.3伺服电机及伺服放大器.......................................82.4S7-200的脉冲输出功能及位控编程...........................9第三章输送单元的控制.............................................113.1输送单元的气动系统........................................113.2输送单元的PLC控制........................................113.2.1输送单元的PLC的I/O地址分配...........................123.2.2输送单元PLC的接线原理图...............................143.2.3控制面板...............................................143.2.4PLC梯形图.............................................15第四章输送单元的安装与调试.......................................204.1组员任务分配表.............................................204.2安装工具...................................................204.3装配顺序图.................................................214.4系统安装调试故障分析.......................................21第五章电源供电图................................................225.1供电电源模块...............................................22个人总结..........................................................23致谢..............................................................24参考文献..........................................................25附录..............................................................26南京工业职业技术学院项目技术报告4第一章YL-335B的系统介绍1.1YL-335B的组成亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。如图1-1示。图1-1YL-335B外观图每一工作单元既可自成一个独立的系统，同时又是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相交流异步电动机的传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业应用最为广泛的电气控制技术。本设计中YL-335B应用传感器来判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化装备应用技术中的关键技术之一，也是现代工业实现高度自动化的前提之一。在控制方面，YL-335B采用基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通信实现互连的分布式控制方式。用户可根据南京工业职业技术学院项目技术报告5需要选择不同厂家的PLC型号及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线上有着广泛的应用，在现代工业网络通信中占据相当的份额。1.2YL-335B的电气控制1.2.1YL-335B工作单元的结构特点YL-335B设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。图1-2装置侧接线端口图1-3PLC侧接线端口每一工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。因此，工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。YL-335B的解决方案是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。图1-2和图1-3分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。1.2.2YL-335B的控制系统YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。1、当工作单元自成一个独立的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元按钮指示灯模块。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。模块盒上器件包括：⑴指示灯（24VDC）：黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）各一个。⑵主令器件：绿色常开按钮SB1一个、红色常开按钮SB2一个、选择开关SA（一对转换触点）、急停按钮QS（一个常闭触点）南京工业职业技术学院项目技术报告62、当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，对于采用西门子S7-200系列PLC的设备，YL-335B的标准配置是采用PPI协议的通信方式。YL-335B的控制方案如图1-4所示。图1-4控制方案各工作站PLC配置如下：表1-13、人机界面系统运行的主令信号（复位、启动、停止等）通过触模屏人机界面给出。同时，人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁。使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产成本，同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。单元PLC类型输入点输出点输送单元S7-226DC/DC/DC2416点晶体管供料单元S7-224AC/DC/RLY1410点继电器加工单元S7-224AC/DC/RLY1410点继电器装配单元S7-226AC/DC/RLY2416点继电器分拣单元S7-224XPAC/DC/RLY1410点继电器南京工业职业技术学院项目技术报告7第二章输送单元控制系统2.1输送单元的功能和结构输送单元是YL-335A系统中最为重要同时也是承担任务最为繁重的工作单元。该单元主要完成驱动它的抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。同时，该单元在PPI网络系统中担任着主站的角色，它接收来自按钮/指示灯模块的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。输送单元由抓取机械手装置、步进电机传动组件、PLC模块、按钮/指示灯模块和接线端子排等部件组成。2.2抓取机械手装置抓取机械手装置是一个能实现四自由度运动（即升降、伸缩、气动手指夹紧/松开和沿垂直轴旋转的四维运动）的工作单元，该装置整体安装在步进电机传动组件的滑动溜板上，在传动组件带动下整体作直线往复运动，定位到其他各工作单元的物料台，然后完成抓取和放下工件的功能。图7-1是该装置实物图。图是该装置实物图具体构成如下：南京工业职业技术学院项目技术报告81．气动手爪：双作用气缸由一个二位五通双向电控阀控制，带状态保持功能用于各个工作站抓物搬运。双向电控阀工作原理类似双稳态触发器即输出状态由输入状态决定，如果输出状态确认了即使无输入状态双向电控阀一样保持被触发前的状态。2．双杆气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于控制手爪伸出缩回3．回转气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于控制手臂正反向90度旋转，气缸旋转角度可以任意调节范围0—180度，调节通过节流阀下方两颗固定缓冲器进行调整。4．提升气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于整个机械手提升下降以上气缸运行速度快慢由进气口节流阀调整进气量进行速度调节。2.3伺服电机及伺服放大器YL-335B所使用的松下MINASA4系列AC伺服电机•驱动器，电机编码器反馈脉冲为2500pulse/rev。缺省情况下，驱动器反馈脉冲电子齿轮分-倍频值为4倍频。如果希望指令脉冲为6000pulse/rev，那末就应把指令脉冲电子齿轮的分-倍频值设置为10000/6000。从而实现PLC每输出6000个脉冲，伺服电机旋转一周，驱动机械手恰好移动60mm的整数倍关系。松下MINASA4系列AC伺服电机•驱动器在YL-335B的输送单元上中，采用了松下MHMD022P1U永磁同步交流伺服电机，及MADDT1207003全数字交流永磁同步伺服驱动装置作为运输机械手的