自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試

1、自動(dòng)化生產(chǎn)線 安裝 與調(diào)試第一篇 項(xiàng)目開(kāi)篇：典型自動(dòng)化生產(chǎn)線介紹自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試競(jìng)賽主要內(nèi)容：自動(dòng)線的裝配和自動(dòng)線的運(yùn)行與調(diào)試。 本次自動(dòng)線安裝與調(diào)試大賽融合了機(jī)械工程與電子工程的核心技術(shù)， 主要包括： 機(jī)械機(jī) 構(gòu)及氣動(dòng)部件安裝；控制線路布線、氣動(dòng)電磁閥及氣管安裝； PLC 應(yīng)用與編程；變頻器控 制技術(shù)應(yīng)用；運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用；機(jī)電安裝、連接、故障診斷與調(diào)試等。 任務(wù)一：了解自動(dòng)線及其應(yīng)用圖 1-3 所示是應(yīng)用于正泰電器股份有限公司的塑殼式斷路器自動(dòng)生產(chǎn)線，包括自動(dòng)上 料、自動(dòng)鉚接、 5 次通電檢查、瞬時(shí)特性檢查、延時(shí)特性檢查、自動(dòng)打標(biāo)等工序，采用可編 程控制器控制， 每個(gè)單元都有獨(dú)立的控

2、制、 聲光報(bào)警等功能， 采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將生產(chǎn)線構(gòu)成一 個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖 1-4 所示是某汽車配件廠的制動(dòng)器自動(dòng)化裝配線， 該生產(chǎn)線考慮到設(shè)備性能、 生產(chǎn)節(jié) 拍、總體布局、物流傳輸?shù)纫蛩?，采用?biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，選用各種機(jī)械手及可編程自動(dòng) 化裝置，實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)供料、自動(dòng)裝配、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)打標(biāo)、自動(dòng)包裝等裝配過(guò)程自動(dòng) 化，采用網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)控制與管理。圖 1-5 所示是某飲料廠的自動(dòng)灌裝線， 主要完成上料、 灌裝、 封口、檢測(cè)、打標(biāo)、 包裝、 碼垛等幾個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)集約化大規(guī)模生產(chǎn)的要求。1、什么是自動(dòng)線自動(dòng)線是在流水線的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的。 它不僅要求線體上各種機(jī)械加工裝置

3、能自 動(dòng)地完成預(yù)定的各道工序及工藝過(guò)程， 使產(chǎn)品成為合格的制品， 而且要求在裝卸工件、 定位 夾緊、 工件在工序間的輸送、 工件的分揀甚至包裝等都能自動(dòng)地進(jìn)行。 使其按照規(guī)定的程序 自動(dòng)地進(jìn)行工作。 人們把這種自動(dòng)工作的機(jī)械電氣一體化裝置系統(tǒng)稱為自動(dòng)生產(chǎn)線 （簡(jiǎn)稱自 動(dòng)線）。自動(dòng)線的任務(wù)就是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)，怎樣才能達(dá)到這一要求呢？ 自動(dòng)線綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，通過(guò)一些輔 助裝置按工藝將各種機(jī)械加工裝置連成一體， 并控制夜、 氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)將各個(gè)部 分動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，完成預(yù)定的生產(chǎn)加工任務(wù)。2、自動(dòng)線的發(fā)展首先，是可編程控制器的出現(xiàn)。其二，是機(jī)械手、

4、機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展。其三，是傳感技術(shù)的形成。其四，就是液壓和氣壓傳動(dòng)技術(shù)。第五， 就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛躍， 無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)總線還是工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)， 使得自動(dòng)線的各個(gè)控 制單元構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的整體。任務(wù)二：認(rèn)識(shí) YL-335A 型自動(dòng)線1、 YL-335A 型的基本結(jié)構(gòu)認(rèn)知亞龍 YL-335A 型自動(dòng)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這 5個(gè)單元組成。各工作站均設(shè)置一臺(tái)PLC承擔(dān) 起控制任務(wù)，各PLC之間通過(guò)RS-485串行通訊實(shí)現(xiàn)互連，構(gòu)成分布式的控制系統(tǒng)。YL-335A 自動(dòng)線的工作目標(biāo)是：將供料單元料倉(cāng)內(nèi)德工件送往加工單元的物料臺(tái)，完成加

5、工操作后， 把加工的工件送往裝配單元的物料臺(tái)， 然后把裝配單元料倉(cāng)內(nèi)的白色和黑色 兩種不同顏色的小圓柱工件嵌入到物料臺(tái)上的工件中， 完成裝配后的成品送往分揀單元揀輸 出。其中， 每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)， 同時(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)則采取步 進(jìn)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(zhǎng)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-335A 設(shè)

6、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(guò)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-335A 采用了基于 RS-485 串行通訊的 PLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案， 即每一工作 單元由一臺(tái) PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各 PLC 之間通過(guò) RS-485 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控 制方式。 用戶可以根據(jù)需要選擇不同的廠家的 PLC 及其所支持的 RS-485 通訊模式， 組建成 一個(gè)小型的 PLC 網(wǎng)絡(luò)。掌握基于 RS-485 串行通訊的 PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng) 總線技術(shù)、工業(yè)

7、以太網(wǎng)技術(shù)等知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。2、 供料單元的基本結(jié)構(gòu)功能認(rèn)知供料單元主要由工作庫(kù)、 工件緊鎖裝置和工件推出裝置組成。 主要配置有： 井式工件庫(kù)、 直線氣缸、 光電傳感器、 工作定位裝置等。 供料單元的基本功能是按照需要將放置在料倉(cāng)中 待加工的工件自動(dòng)送到物料臺(tái)上， 以便樹(shù)東單元的抓取機(jī)械手裝置將工件抓取送往其他工作 單元。其外觀如圖 1-7 所示。3、輸送單元的基本結(jié)構(gòu)功能認(rèn)知輸送單元主要包括： 直線移動(dòng)裝置和工件取送裝置。主要配置有： 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、薄型氣 缸、氣動(dòng)擺臺(tái)、雙導(dǎo)桿氣缸、氣動(dòng)手指、行程開(kāi)關(guān)和磁性開(kāi)關(guān)等。輸送單元的基本功能： 該單元能實(shí)現(xiàn)到指定單元的物料臺(tái)精確定位， 并在該物料臺(tái)

8、上抓 取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下的功能。輸送單元的裝配外觀圖如圖 1-8 所示。4、加工單元的基本結(jié)構(gòu)功能認(rèn)知 加工單元主要包括：工件搬運(yùn)裝置和工件加工裝置。主要配置有：導(dǎo)軌、直線氣缸、薄 型氣缸、工作夾緊裝置等。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(lái)）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。其外觀如圖 1-9 所示。5、裝配單元的基本結(jié)構(gòu)功能認(rèn)知 裝配單元主要包括：裝配工件庫(kù)和裝配工作搬運(yùn)裝置。裝配裝置主要配置有：工件庫(kù)、 擺臺(tái)、導(dǎo)桿氣缸、氣動(dòng)手指、直線氣缸、光電傳感

9、器等。裝配單元的的基本功能： 完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色和白色小圓柱工件嵌入到已加工的 工件中的裝配過(guò)程。其外觀如圖 1-10 所示。6、分揀單元的基本結(jié)構(gòu)功能認(rèn)知成品分揀單元主要包括： 皮帶輸送線和成品分揀裝置。 主要配置有： 直線傳送帶輸送線、 直線氣缸、三相異步電動(dòng)機(jī)、變頻器、光電傳感器、光纖傳感器等。分揀單元的基本功能： 將上一單元送來(lái)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。其外觀如圖 1-11 所示。7、 YL-335A 的特點(diǎn)、參數(shù)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目認(rèn)知YL-335A 設(shè)備是一套半開(kāi)放式的設(shè)備，學(xué)習(xí)時(shí)在一定程度上可以根據(jù)自己的需要選擇 設(shè)備組成單元的數(shù)量、 類型

10、，最多可由 5 個(gè)單元組成， 最少時(shí) 1 個(gè)單元即可自成 1 個(gè)獨(dú)立的 控制系統(tǒng)。對(duì)由多個(gè)單元組成的系統(tǒng)而言，采用 PLC 網(wǎng)絡(luò)的控制方案可以體現(xiàn)出自動(dòng)生產(chǎn) 線的控制特點(diǎn)。YL-335A 主要技術(shù)參數(shù)如下：1) 交流電源：三相五線制，AC38 0X( 1± 10% V/220 (1 士 10% V50Hz2) 溫度：-10+40 C;環(huán)境溫度：W 90% (25C);3) 實(shí)訓(xùn)桌外形尺寸：長(zhǎng)X寬X高=1920mnX 960mm< 840mm4) 整機(jī)功耗：w 1.5kVA;55) 氣源工作壓力：最小 0.6Mbar，最大1Mbar。(1bar=10 Pa)6) 安全保護(hù)措施：具

11、有接地保護(hù)、漏電保護(hù)動(dòng)能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。利用YL-335A可以完成以下實(shí)訓(xùn)任務(wù)：1 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)使用實(shí)訓(xùn)；2 氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)；3 可編程控制器編程實(shí)訓(xùn)；4 PLC 網(wǎng)絡(luò)組建實(shí)訓(xùn)；5 電氣控制電路實(shí)訓(xùn)；6 變頻器應(yīng)用實(shí)訓(xùn)；7 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和位置控制實(shí)訓(xùn)；8 自動(dòng)控制技術(shù)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)；9 機(jī)械系統(tǒng)安裝和調(diào)試實(shí)訓(xùn)；10 系統(tǒng)維護(hù)與故障檢測(cè)實(shí)訓(xùn)。8、大賽主要完成的工作任務(wù)( 1 )設(shè)備安裝完成 YL-335A 自動(dòng)線供料、加工、裝配、分揀單元和輸送單元的部分器件裝配工作，并把 這些工作單元安裝在 YL-335A 的工作桌面上。(

12、 2)氣路連接 根據(jù)生產(chǎn)線工作任務(wù)對(duì)氣動(dòng)元件的動(dòng)作要求和控制要求連接氣路。(3)電路設(shè)計(jì)和電路連接 根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)輸送單元的電氣控制電路，并根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖連接電路。 按照給定的 I/O 分配表， 連接供料、 加工和裝配單元控制電路。對(duì)于分揀單元，按照給 定 I/O 分配表預(yù)留給變頻器的 I/O 端子，設(shè)計(jì)和連接變頻器主電路和控制電路， 并連接 分揀單元的控制電路。根據(jù)該生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)控制要求，連接通信網(wǎng)絡(luò)。( 4)程序編制和程序調(diào)試根據(jù)該生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的動(dòng)作要求和特殊情況下的動(dòng)作要求，編寫PLC的控制程序和設(shè)置步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)及變頻器參數(shù)。調(diào)試機(jī)械部件、氣動(dòng)元件、檢測(cè)元件的位置和編寫

13、的PLC控制程序，滿足設(shè)備的生產(chǎn)和控制要求。小結(jié) 第二篇 項(xiàng)目備戰(zhàn)：自動(dòng)線核心技術(shù)應(yīng)用PLC就像人的大腦；軟件就像大腦的中樞神經(jīng)；光電傳感器就像人的眼睛；磁性開(kāi)關(guān)就像人的觸覺(jué)； 電動(dòng)機(jī)與皮帶輸送帶就像人的腿； 直線氣缸就像人的手和胳膊； 電磁閥組就像人的 肌肉；通信總線就像人的神經(jīng)系統(tǒng)。任務(wù)一 自動(dòng)線中傳感器的使用如圖 2-2 所示，當(dāng)工件進(jìn)入自動(dòng)線中的分揀站， 人的眼睛可以清楚地觀察到， 但自動(dòng)線是如 何來(lái)判斷的呢？如何是自動(dòng)線具有人的眼睛的功能呢？ 傳感器就像人的眼睛、耳朵、鼻子等感官器件，是自動(dòng)線中的檢測(cè)元件，能感受規(guī)定的被測(cè) 量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。在 YL-335A 自動(dòng)線中主