电子课件-《自动化生产线设备装调诊断技术》-B02-0608-自动线3

武汉职院机电工程学院模块三装配单元的安装、调试与编程任务1装配单元结构与功能的认知知识点装配单元的结构与功能装配单元中机械手的认知装配单元中特殊气动元件的认知武汉职院机电工程学院任务提出装配单元是自动生产线中的第三个单元，可以模拟两个物料的装配过程，并通过旋转工作台模拟物流传送过程，相当于实际生产线中的工件装配系统。本任务是认知YL—335自动化生产线装配单元的结构与功能。任务分析要完成本任务，需要学习装配单元的工作过程。很多和供料单元类似的传感器和气动元件的认知可以参阅模块一中内容。任务实施武汉职院机电工程学院一、装配单元的结构和功能装配单元装配单元是将该生产线中分散的两个物料进行装配的过程，即完成把本单元料仓中的小圆柱工件（黑、白两种颜色）装入物料台上的半成品工件中心孔的过程。装配单元的总体装配图如图3—1—2所示。该单元的基本工作过程是：料仓中的物料在重力作用下自由下落到底层，顶料和挡料两直线气缸对底层相邻两物料夹紧和松开，对连续下落的物料进行分配，最底层的物料按指定的路径落入料盘，气动摆台完成180°位置变换后，由伸缩气缸、升降气缸、气动手指所组成的机械手夹持并移动，再插入到已定位在装配台上的半成品工件中，完成一次工件的装配过程。武汉职院机电工程学院武汉职院机电工程学院图3—1—2装配单元全貌图武汉职院机电工程学院装配单元的结构组成包括：简易料仓，供料机构，回转物料台，机械手，半成品工件的定位机构，气动系统及其阀组，信号采集及其自动控制系统，以及用于电器连接的端子排组件，整条生产线状态指示的信号灯和用于其他机构安装的铝型材支架及底板，传感器安装支架等其他附件。1.简易料仓（在料仓的外部安装漫反射光电传感器）2.供料机构：动作过程是由上下位置安装，水平动作的两直线气缸在PLC的控制下完成的。3.回转物料台：由气动摆台和料盘构成，气动摆台驱动料盘旋转180度，并将摆动到位信号通过磁性开关传送给PLC，在PLC的控制下，实现有序，往复循环动作。4.装配机械手：装配机械手装置是一个三维运动的机构，它由水平方向移动和竖直方向移动的2个导杆气缸和气动手指组成。5.半成品工件的定位机构（物料台）6.警示灯武汉职院机电工程学院二、装配单元中的装配机械手机械手的组成：机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。机械手的种类：按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式等机械手。机械手的应用武汉职院机电工程学院三、装配单元中的气动元件1．导杆气缸导杆（向）气缸是指具有导向功能的气缸。一般为标准气缸和导向装置的集合体。导向气缸具有导向精度高，抗扭转力矩、承载能力强、工作平稳等特点。装配单元用于驱动装配机械手水平方向移动的导向气缸外形如下图所示。武汉职院机电工程学院2．气动摆台气动摆台又叫摆动气缸，也是气缸的一种。摆动气缸是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件。用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。摆动气缸有齿轮齿条式和叶片式两大类。齿轮齿条式的运动原理是：气压力推动活塞8带动齿条1作直线运动，齿条1推动齿轮9作回转运动，由齿轮输出力矩并带动负载摆动。装配单元中采用的气动摆台是由直线汽缸驱动齿轮齿条实现回转运动。叶片式摆动气缸用内部止动块来改变其摆动角度。止动块与缸体固定在一起，叶片与转轴连在一起。气压左右在叶片上，带动转轴回转，并输出力矩。单叶片式摆动气缸的结构原理如图3—1—14所示。它是由叶片轴转子（即输出轴）、定子、缸体和前后端盖等部分组成。定子和缸体固定在一起，叶片和转子连在一起。在定子上有两条气路，当左路进气时，右路排气，压缩空气推动叶片带动转子顺时针摆动。反之，作逆时针摆动。武汉职院机电工程学院3．电磁阀组装配单元的阀组由6个二位五通单电控电磁换向阀组成，如图3—1—15所示。这些阀分别对物料分配，位置变换和装配动作气路进行控制，以改变各自的动作状态。各个部件可以参考前面章节电磁阀组结构图。这六个阀分别对挡料气缸、顶料气缸、气动摆台、气动手指、手爪下降气缸和手爪伸出气缸的气路进行控制，以改变各自的动作状态。电磁阀所带手控开关有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2种位置。在进行设备调试时，使手控开关处于开启位置，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，从而实现对相应气路的控制，以改变冲压缸等执行机构的控制，达到调试的目的。电磁阀组任务2装配单元的机械安装技能点机械装配和操作技能常用装配工具、检测工具的使用知识点装配单元的机械结构组成装配单元机械安装的安装步骤和方法武汉职院机电工程学院武汉职院机电工程学院任务提出装配单元的机械结构按照功能可以主要分为小工件供料组件、装配回转台组件、装配机械手组件、小工件料仓组件等几个部分。除了机械部件之外，还有一些配合机械动作的气动元件和传感器，以及整个生产线的指示灯组件。本任务要求在底板上完成YL—335自动生产线装配单元各机械机构的安装，同时要求将本单元电气控制中所使用的电磁阀组、PLC、接线端子排也固定安装在底板上。任务分析要完成本任务，需要具备机械安装的基础知识，具备常用装配工具包括内六角扳手、螺钉旋具组件、呆扳手等的使用技能以及常用检测工具如条式水平仪和铸铁直角铁的使用技能（具体常用工具的使用参加模块一中相应内容）以及各部件的安装顺序。武汉职院机电工程学院任务实施一、准备工作在进行安装之前，应在教师指导下，通过先导任务的学习，熟悉本单元功能和动作过程，熟悉本单元各组成结构，初步建立整体安装思路。二、机械安装按照“零件→组件→组装”的思路，首先将各个零件安装成组件，然后进行组装。所组合成的组件包括小工件供料组件、装配回转台组件、装配机械手组件、小工件料仓组件、左支撑组件、右支撑组件。1.小工件供料组件的安装2.装配回转台组件的安装3.装配机械手组件的组装4.小工件料仓组件的安装5.左、右支撑架组件的组装6.装配单元的总体组装7.传感器的安装8.警示灯、电磁阀组、PLC、接线端子排的固定安装任务3装配单元气动控制回路的连接与调试技能点装配单元气动控制回路的连接装配单元气动控制回路的调试知识点装配单元气动控制回路的工作原理装配单元气动控制回路的设计武汉职院机电工程学院任务提出气动控制回路是本工作单元的执行机构。装配单元气动执行元件较多，包括顶料气缸和挡料气缸，由PLC控制电磁阀，进而由电磁阀来控制顶料和挡料气缸的运动，实现小工件的供料，这一种控制方式和供料单元中的大工件的供料比较类似；两个导杆气缸，分别用来控制手爪的垂直方向和水平方向的伸出和缩回；气动手指，采用和加工单元一样的平行型气动手指，来实现手爪对工件的夹紧和放松；气动摆台，在0°～180°内旋转运动，实现小工件的循环往复送料。武汉职院机电工程学院任务分析要完成本任务，需要熟悉装配单元顶料和挡料、导杆气缸运动、气动手指夹紧和松开、气动摆台的摆动等动作过程，确定各气动执行元件初始位置，在理解工作原理的前提下读懂气动系统回路原理图，然后按照实训要求一步步进行气动回路的连接。气动回路连接完毕以后，对节流阀和电磁阀组进行手动调试，进而完成气动回路的调试。相关知识图中最上层执行元件从左到右依次分别为顶料气缸、挡料气缸、手爪伸出气缸（导杆气缸）、手爪提升气缸（导杆气缸）、气动摆台、物料夹紧气缸（气动手指）。1B1和1B2为安装在顶料气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，安装距离较近；2B1和2B2为安装在挡料气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，由图中可以挡料气缸初始位置是在伸出位置；3B1和3B2为安装在手爪伸出气缸的两个极限位置的磁感应接近开关；4B1和4B2为安装在手爪提升气缸的两个极限位置的磁感应接近开关；5B1和5B2为安装在气动摆台的两个极限位置的磁感应接近开关，分别安装在0°位置和180°位置；6B2为安装在气动手指夹紧位置的磁感应接近开关，只用一个磁性开关来检测气动手指的状态，该磁性开关置位时手爪为夹紧状态，复位时手爪为松开状态。1Y1、2Y1、3Y1、4Y1、5Y1、6Y1分别为控制上述各个气缸的单控电磁阀的电磁控制端。系统电气连接与PLC程序编写完成后，这几个磁感应接近开关的安装位置分别决定了这六个气缸的伸出和回缩行程、旋转的角度范围以及手指夹紧工件的位置。第二层控制元件为安装了带快速接头的限出型气缸节流阀，调节节流阀可以控制气缸活塞杆的伸出、缩回运动的速度以及旋转和夹紧的速度。第三层控制元件为六三个二位五通的带手控开关的单控电磁阀，六个控制阀集中安装在带有消声器的汇流板上，这六个阀分别对上述各个气缸的气路进行控制，以改变各自的动作状态。最下层为气源系统。任务实施一、气动回路的连接1．连接2．连接注意事项回路连接要完全满足装配单元气动控制原理图中各执行元件动作的关系二、气动回路的调试在装配单元控制气路连接完成后，为了确保执行元件能满足工作需要而良好运行，需要对气动回路进行调试，具体的调试步骤如下。武汉职院机电工程学院武汉职院机电工程学院1.接通气源前，先用手轻轻拉拔各快速接头处的气管，确认各管路中不存在气管未插好的情况。同时，将调节各执行元件速度的节流阀开度调到最小，避免气源接通后各执行元件突然动作产生较大冲击，导致设备或人员伤害事故发生。2.打开气泵，接通气源，将过滤减压阀的压力调节手柄向上提起，顺时针或逆时针慢慢转动压力调节手柄，观察压力表，待压力表气压指在0.5MPa左右时，压下压力调节手柄锁紧。切忌过度转动压力调节手柄，以防其损坏和压力突然升高。3.检查气动回路的气密性，观察气路中是否存在漏气，若有漏气的情况，则要根据响声判断找出漏气的位置及原因。若是气管破损或气动元件损坏导致漏气的，则需更换气管或气动元件；若是没有插好气管导致漏气的，则需重新插好气管。4.用电磁阀上的手动换向加锁钮检验顶料气缸、挡料气缸、手爪伸出气缸、手爪提升气缸、气动手指和气动摆台的初始位置和动作位置是否符合工作要求。武汉职院机电工程学院5.调整气缸节流阀来进行气缸活塞杆的伸出和缩回运动速度的调试、气动手指夹紧和松开速度的调试以及气动摆台旋转180°速度的调试。轻轻转动其节流阀上的调节螺钉，逐渐打开节流阀的开度，确保输出气流能使气缸的活塞杆滑块平稳滑动，气动手指加紧和松开速度均匀，气动摆台旋转速度均匀无阻滞，各个气缸的活塞杆运行无冲击、无卡滞为宜，最后再锁紧节流阀的调节螺母。6.按照图3—3—2来连接线路进行电磁阀的动作调试，来模拟PLC对电磁阀的控制。任务4装配单元电气控制回路的连接与调试技能点装配单元电气控制回路的连接装配单元电气控制回路的调试知识点装配单元输入/输出端口的分配装配单元PLC控制原理图的识读武汉职院机电工程学院武汉职院机电工程学院任务提出电气控制回路是本工作单元的控制机构，传感器、电磁阀、PLC、输入按钮、指示灯等器件共同组成电气控制回路，根据装配单元动作要求完成对气动执行机构的控制，从而实现本单元的工作过程。本任务要求在深入理解YL—335自动化生产线装配单元工作过程的基础上，识读装配单元PLC控制原理图，进行加工单元电气控制回路的连接，包括传感器、电磁阀、输入按钮、指示灯等与PLC的电气连接，并进行电气控制回路的调试，完成装配单元的电气控制任务。装配单元PLC输入端接线原理图武汉职院机电工程学院任务分析要完成本任务，需要熟悉装配单元各个气缸和气动手指的动作过程，在理解工作原理的前提下设计电气系统回路原理图，然后按照实训要求一步步进行电气回路的连接。电气回路连接完毕以后，进行模拟输入的手动调试，进而完成电气回路的调试。相关知识装配单元的输入/输出端口的分配武汉职院机电工程学院任务实施一、电气回路的连接1．连接为了保证为了保证线路连接的方便，采用“工作单元装置——接线端子排——PLC”的接线思路，首先将工作单元装置的导线集中接到接线端子排，再从接线端子排引出相应的导线到PLC。装置侧的接线，包括各传感器、电磁阀、电源端子等引线到接线端子排