模塊化生產(chǎn)加工單元實(shí)訓(xùn)

...wd......wd......wd...設(shè)備故障診斷與維修綜合實(shí)訓(xùn)工程技術(shù)總結(jié)目錄第一章、任務(wù)描述21.意義22.任務(wù)23.實(shí)施2第二章調(diào)研31.國(guó)內(nèi)外概況32.調(diào)研結(jié)論33.技術(shù)參數(shù)3第三章、方案設(shè)計(jì)51、機(jī)械構(gòu)造方案52、氣動(dòng)方案63.2.1傳感器的簡(jiǎn)介以及分類63.2.2傳感器工作原理及應(yīng)用73.2.3氣動(dòng)部件的選用93.2.4氣動(dòng)部件的簡(jiǎn)要分析103、控制設(shè)計(jì)10第四章、技術(shù)設(shè)計(jì)111、氣動(dòng)元件選型112、電氣元件選型143、重要部件描述15第五章、硬件設(shè)計(jì)161、I/O地址表162、電源17第六章、軟件設(shè)計(jì)171、順序功能圖172、PLC程序圖18第七章、調(diào)試281、測(cè)試設(shè)計(jì)282、過(guò)程283、故障28第八章、體會(huì)281、存在的問(wèn)題282、致謝29第一章、任務(wù)描述意義模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)(MPS，Modular

ProductiontrainingSystem)是一種模擬自動(dòng)化生產(chǎn)加工單元。它可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度的工作，用以滿足前沿產(chǎn)品和自動(dòng)化設(shè)備更新的需要。基于MPS

裝置即模塊化加工系統(tǒng)，其典型應(yīng)用就是物料分揀過(guò)程，所涉及的內(nèi)容包括傳感器技術(shù)，自動(dòng)控制原理，氣動(dòng)和電氣控制，電氣安裝和機(jī)械安裝以及PLC人機(jī)界面。一個(gè)適合的物料分揀系統(tǒng)可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高分揀的質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。通過(guò)MPS控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)，進(jìn)一步熟悉電子、機(jī)械、氣動(dòng)、傳感器和PLC等方面的知識(shí)，到達(dá)了知識(shí)穩(wěn)固與提高的目的，有增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。通過(guò)本系統(tǒng)的訓(xùn)練，將理論與實(shí)際相結(jié)合，可以掌握自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)維修等技能?？梢垣@得氣動(dòng)、電氣動(dòng)、工程控制、傳感器和電子方面的知識(shí)；使我們將所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)得到了充分的綜合應(yīng)用的同時(shí)，我們的學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、組織能力等綜合能力及創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神得到了全面的鍛煉和提高。任務(wù)熟悉加工單元構(gòu)造組成，制定程序編寫方案，根據(jù)控制任務(wù)的要求在考慮安全、效率、工作可靠性的根基上，選擇適宜的編程語(yǔ)言，在PC機(jī)上進(jìn)展加工單元PLC控制程序的編寫，下載，完成調(diào)試，并對(duì)程序進(jìn)展綜合評(píng)價(jià)。知識(shí)方面：掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)常用控制形式；STEP7并行程序機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；掌握定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令的使用方法等技能方面：根據(jù)控制要求制定控制方案，編制工藝流程；熟悉STEP7軟件，能夠正確設(shè)置語(yǔ)言、通信接口、PLC等技術(shù)參數(shù)；根據(jù)控制要求，正確編寫并控制程序；編制程序設(shè)計(jì)報(bào)告等。實(shí)施工件通過(guò)機(jī)械手搬入四工位轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)；四工位轉(zhuǎn)分別設(shè)置為一號(hào)待料工位、二號(hào)鉆孔工位、三號(hào)深度檢測(cè)工位、四號(hào)卸料工位，分別間隔90°轉(zhuǎn)角。當(dāng)工件被機(jī)械手搬進(jìn)檢測(cè)待料工位后，轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)逐次旋轉(zhuǎn)90°，鉆孔機(jī)構(gòu)模擬鉆孔，深度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)孔深。當(dāng)工件轉(zhuǎn)至第四工位時(shí)通知下搬運(yùn)單元的機(jī)械手實(shí)施卸料工作。分析系統(tǒng)的整體功能局部，將系統(tǒng)按工位分為，第一工位進(jìn)料檢測(cè)局部，第二工位鉆孔局部，第三工位鉆孔檢測(cè)局部，第四工位卸料局部。仔細(xì)分析各個(gè)局部，每個(gè)局部再細(xì)分為機(jī)械局部和電氣〔包括控制〕局部。然后根據(jù)要求繪制各局部的機(jī)械圖，電氣原理圖，I/O端子接線圖。然后，對(duì)各種傳感器，氣缸，閥等氣動(dòng)元件進(jìn)展選型。調(diào)研國(guó)內(nèi)外概況模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)又叫MPS，該系統(tǒng)是從德國(guó)費(fèi)斯托公司引進(jìn)的一套實(shí)訓(xùn)裝置，用以模擬實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大量復(fù)雜控制工程，包括供料單元，檢測(cè)單元，加工單元，操作手單元，組裝單元，成品分裝單元，機(jī)械手單元，傳送帶單元，立體倉(cāng)庫(kù)單元。具有模塊化、綜合性和易擴(kuò)大等特點(diǎn)。目前各大高校都引入了該系統(tǒng)，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生通過(guò)不同的角度對(duì)該系統(tǒng)深入了解，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)專業(yè)領(lǐng)域有更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)的該方面的廠商主要有亞龍教育裝備，天煌教儀，濟(jì)南首創(chuàng)電子設(shè)備等。濟(jì)南首創(chuàng)電子設(shè)備生產(chǎn)的模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)該柔性生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是為提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐技能而設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的一套實(shí)用性實(shí)驗(yàn)設(shè)備。該裝置由多個(gè)各自獨(dú)立而又嚴(yán)密相連的工作站組成，適用于機(jī)電一體化、自動(dòng)化、自動(dòng)控制等相關(guān)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)與實(shí)習(xí)。該實(shí)驗(yàn)裝置具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制。將各個(gè)模塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)。在根本單元模塊培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站…直至八站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)，配合一定數(shù)量的電腦，可同時(shí)開展約20個(gè)工位的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。調(diào)研結(jié)論該實(shí)驗(yàn)裝置的一大顯著特點(diǎn)是：具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制。幾個(gè)站可以分開單獨(dú)運(yùn)行，又可以將相鄰的兩站、三站…直至8站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。本系統(tǒng)采用敞開式安裝、模塊化形式，各模塊便于教學(xué)、易于搭建、拆卸和維護(hù)。通過(guò)本系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以獲得氣動(dòng)、電氣動(dòng)、工程控制、傳感器和電子方面的知識(shí)。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)得到了充分的綜合應(yīng)用的同時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、組織能力等綜合能力及創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神得到了全面的鍛煉和提高。系統(tǒng)能自動(dòng)完成自動(dòng)供料、取料、裝配的功能。技術(shù)參數(shù)整體尺寸500(W)X750(D)X1216(H)㎜電源AC

220V,

50Hz

過(guò)載或短路保護(hù)工作電壓DC24V,2A氣動(dòng)元件工作壓力4.0～4.5bar組件工作臺(tái)尺寸500×750×825mm材質(zhì)鋁型材架體、T型槽鋁板帶腳輪空氣單元壓力范圍0.4～0.8MPa空氣過(guò)濾器,潤(rùn)滑器、壓力調(diào)節(jié)閥、關(guān)閉閥過(guò)濾精度5?聯(lián)結(jié)器尺寸G1/4

額定流量550

?/min

鉆孔局部升降氣缸行程50mm電磁接近開關(guān)流量控制旋鈕缸徑16

mm

模擬電機(jī)DC24V夾緊氣缸直徑10mm帶接近開關(guān)行程15mm檢測(cè)氣缸直徑10mm帶接近開關(guān)和流量控制行程45mm帶電機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)工作電源DC24V旋轉(zhuǎn)速度10RPM電容傳感器工作電源DC

24V

尺寸M18感應(yīng)距離8mm電感傳感器工作電源DC

24V

尺寸M8感應(yīng)距離1.4mm

電磁閥組二位五通單控電磁閥2個(gè)三位五通雙控電磁閥1個(gè)控制方式PLC控制第三章、方案設(shè)計(jì)1、機(jī)械構(gòu)造方案旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)模塊主要是由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、工作臺(tái)固定底盤、定速比直流電動(dòng)機(jī)、定位塊、電感式接近開關(guān)傳感器、漫反射式光電傳感器、支架等組成。在轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)上有四個(gè)工位，用于存放工件。每個(gè)工位下面都有一個(gè)圓孔，用于光電傳感器對(duì)工件的識(shí)別。電感式接近開關(guān)傳感器用于判斷工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，以便于進(jìn)展定位控制。鉆孔局部鉆孔局部主要由鉆孔氣缸、鉆孔電機(jī)、夾緊氣缸等組成。鉆孔局部用于實(shí)現(xiàn)鉆孔加工過(guò)程。在鉆孔氣缸的兩端、夾緊氣缸的兩端都安裝由磁感應(yīng)式接近開關(guān)，分別用于判斷兩個(gè)氣缸運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)極限位置檢測(cè)局部檢測(cè)局部用于實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔加工完畢的模擬檢測(cè)過(guò)程。檢測(cè)模塊主要由檢測(cè)氣缸、檢測(cè)氣缸固定架、檢測(cè)局部支架及磁感應(yīng)式接近開關(guān)組成。繼電器繼電器k1、k2，分別用于控制鉆孔電機(jī)和工作臺(tái)電機(jī)?！踩鐖D1.3所示〕2、氣動(dòng)方案3.2.1傳感器的簡(jiǎn)介以及分類人是靠視覺(jué)、聽覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)這些感覺(jué)器官來(lái)承受外界信息的，而一臺(tái)光機(jī)電一體化的自動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行中也有大量的信息需要準(zhǔn)確地被“感受〞，以使設(shè)備能按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，自動(dòng)化設(shè)備用于“感受〞信息的裝置就是傳感器。傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。1)傳感器的組成傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路及輔助電源局部組成。a、敏感元件，是傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的局部。b、轉(zhuǎn)換元件，是傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適用于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)的局部。c、轉(zhuǎn)換電路，是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率量的電路。d、輔助電源，是用于提供傳感器正常工作能源的電源。傳感器的組成如圖2.6所示圖2.6傳感器的組成圖2.6傳感器的組成2〕常用傳感器的分類作為實(shí)現(xiàn)傳感功能的根本器件，傳感器的分類方法很多，a、按傳感器能量變換關(guān)系進(jìn)展分類按能量變換關(guān)系，傳感器分為發(fā)電型傳感器和參量型傳感器。b、按傳感器輸入量(即被測(cè)參數(shù))進(jìn)展分類按輸人量分類，傳感器以被測(cè)物理量命名，如位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。c、按傳感器的輸出量進(jìn)展分類按輸出量分類，傳感器可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器兩類。模擬式傳感器是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)為模擬量，數(shù)字式傳感器是指?jìng)鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)為數(shù)字量。d、按傳感器工作原理進(jìn)展分類按傳感器的工作原理為依據(jù)分類，可分為電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器等。3.2.2傳感器工作原理及應(yīng)用1〕電感式接近開關(guān)a、電感式接近開關(guān)的根本工作原理電感式傳感器為信號(hào)發(fā)生器，它被用于在加工機(jī)械，機(jī)器人，生產(chǎn)線以及傳送帶系統(tǒng)中檢測(cè)和功能相關(guān)的動(dòng)作,并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。它是以非接觸的方式工作的。當(dāng)有金屬物體接近規(guī)定的感應(yīng)距離時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出一個(gè)電信號(hào)。電感式接近開關(guān)就是利用電渦流效應(yīng)制造的傳感器。〔1〕高頻振蕩型電感式接近開關(guān)它以高頻振蕩器〔LC振蕩器〕中的電感線圈作為檢測(cè)元件，利用被測(cè)金屬物體接近電感線圈時(shí)產(chǎn)生的渦流效應(yīng)，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路將該變化轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸出，從而到達(dá)檢測(cè)的目的?！?〕差動(dòng)線圈型電感式接近開關(guān)它有兩個(gè)電感線圈，由其中一個(gè)電感線圈作為檢測(cè)線圈，另一個(gè)電感線圈作為比擬線圈；由于被測(cè)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng)，從而引起檢測(cè)線圈中磁通的變化，檢測(cè)線圈的磁通與比擬線圈的磁通進(jìn)展比擬，然后利用比擬后的磁通差，經(jīng)由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路將該磁通差轉(zhuǎn)換成電的開關(guān)量輸出，從而到達(dá)檢測(cè)的目的。b、電感式接近開關(guān)的分類〔1〕按工作電源的性質(zhì)進(jìn)展分類①流型：采用交流電源供電，用于交流控制回路。②流型：采用直流流電源供電，用于直流控制回路?！?〕按接線方式進(jìn)展分類①二線制②三線制③四線制④五線制⑤六線制〔3〕按觸點(diǎn)的性質(zhì)分類①常開式②常閉式③常開與常閉混合式〔4〕按輸出邏輯分類①正邏輯型②負(fù)邏輯型③浮空邏輯型④混合型〔5〕按外形分類①螺紋型②圓柱型③長(zhǎng)方體型④U型等〔6〕按防護(hù)方式分類①防水型②防爆型③耐高溫型④耐高壓型等c、電感式接近開關(guān)的圖形符號(hào)接近開關(guān)通用符號(hào)如圖2.7所示，電感式接近開關(guān)如圖2.8所示。圖2.7接近開關(guān)通用符號(hào)圖2.7接近開關(guān)通用符號(hào)圖圖2.8電感式接近開關(guān)圖形符號(hào)d、電感式傳感器的特點(diǎn)無(wú)機(jī)械磨損和撕扯動(dòng)作，因此使用壽命長(zhǎng)；不會(huì)因灰塵或觸點(diǎn)焊接在一起而出現(xiàn)故障；無(wú)觸點(diǎn)反彈，因此無(wú)切換故障；切換頻率高達(dá)3000Hz；抗震；安裝位置隨意；黃色LED顯示切換狀態(tài)；完全密閉，防護(hù)等級(jí)高。e、電感式傳感器在自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用由于電感式傳感只能對(duì)金屬起作用，在自動(dòng)控制的應(yīng)用可以應(yīng)用在上例中進(jìn)展檢測(cè)白色的金屬或紅色的塑料，又可以應(yīng)用在流水生產(chǎn)線上檢測(cè)金屬工件是否到位。如圖2.9所示。當(dāng)工件到位后自動(dòng)輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)。用以控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)或下一個(gè)加工步驟等。圖圖2.9電感式傳感器的應(yīng)用檢查有無(wú)物體通過(guò)檢查有無(wú)物體通過(guò)3.2.3氣動(dòng)部件的選用元件名稱數(shù)量型號(hào)元件符號(hào)氣源1集中供氣檢測(cè)氣缸〔帶磁環(huán)〕1

MGPL25-50可調(diào)單向節(jié)流閥6亞德客三位五通雙控二聯(lián)件1亞德客AFR2000M換向閥3亞德客4A400夾緊氣缸〔帶磁環(huán)〕1SC32*25*25提升氣缸〔帶磁環(huán)〕1MGPL25-50電容傳感器2PR08-2DN電感傳感器1LJ12A3-4磁感應(yīng)式接近開關(guān)6CS1-F加工單元主要元器件3.2.4氣動(dòng)部件的簡(jiǎn)要分析1〕加工檢測(cè)站單元的構(gòu)造及工作過(guò)程開場(chǎng)—→檢測(cè)有無(wú)物料傳感器，檢測(cè)有—→旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電機(jī)工作臺(tái)—→位置檢測(cè)傳感器檢測(cè)到位—→加工機(jī)組氣缸伸出同時(shí)M1動(dòng)作—→加工完成—→加工機(jī)組氣缸收回——→M1停頓—→旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電機(jī)工作—→位置檢測(cè)傳感器檢測(cè)到位—→檢測(cè)氣缸下降、上升—→旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)電機(jī)工作—→位置檢測(cè)傳感器檢測(cè)到位—→等待第五站取工件—→循環(huán)開場(chǎng)2〕加工檢測(cè)站單元?dú)鈩?dòng)元件種類及構(gòu)造符號(hào)a、導(dǎo)向氣缸導(dǎo)向氣缸的外形、構(gòu)造及符號(hào)如以下圖，導(dǎo)向氣缸的應(yīng)用如以下圖。雙作用雙活塞式氣缸，行程長(zhǎng)度250mm，用于機(jī)械手單元X軸的左右伸縮，雙活塞氣缸是由兩個(gè)活塞進(jìn)展驅(qū)動(dòng)的，因此在一樣高度的情況下能產(chǎn)生2倍于標(biāo)準(zhǔn)氣缸的推力。雙作用雙活塞式氣缸，行程長(zhǎng)度80mm，用于機(jī)械手單元Y軸的上下伸縮，其特點(diǎn)是該氣缸構(gòu)造簡(jiǎn)單，將導(dǎo)軌和氣缸做于一體。圖3.5導(dǎo)向氣缸的外形、構(gòu)造及符號(hào)導(dǎo)向氣缸導(dǎo)向氣缸圖圖3.6導(dǎo)向氣缸在系統(tǒng)中的應(yīng)用3、控制設(shè)計(jì)〔1〕上電時(shí)要求先點(diǎn)亮允許復(fù)位指示燈，按復(fù)位按鈕，個(gè)工作部位應(yīng)回到初始狀態(tài)〔電磁夾緊裝置釋放、孔深檢測(cè)電磁裝置復(fù)位、電磁撥叉復(fù)位、鉆磨電機(jī)控制繼電器釋放、工作臺(tái)電機(jī)控制繼電器釋放、鉆磨裝置下降控制繼電器釋放、鉆孔裝置上升控制繼電器并設(shè)置本站忙標(biāo)志〕?！?〕按復(fù)位按鈕工作部件回到初始位置后應(yīng)點(diǎn)亮允許啟動(dòng)指示燈，按啟動(dòng)按鈕工作單元開場(chǎng)工作?！?〕工作單元開場(chǎng)工作后，如果下游站處于空閑狀態(tài)且本站工作輸入位置有工件，則旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，如果定位傳感器動(dòng)作。則旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)停頓準(zhǔn)備進(jìn)展孔深檢測(cè)機(jī)鉆磨?！?〕如果孔深檢測(cè)工位有工件，則執(zhí)行孔深檢測(cè)；鉆磨工位有工件，則執(zhí)行鉆磨；輸出位置有工件，則由電磁撥叉將工件送到下游站。如果3個(gè)工位都有工件，則同時(shí)執(zhí)行孔深檢測(cè)、鉆磨及輸出操作，同時(shí)完畢本次工作循環(huán)。在輸出位置如果又合格工件，則點(diǎn)亮允許復(fù)位指燈。第四章、技術(shù)設(shè)計(jì)1、氣動(dòng)元件選型氣動(dòng)元件選擇

自動(dòng)化模塊化生產(chǎn)線—加工站所使用的氣動(dòng)執(zhí)行包括普通氣缸和三軸氣缸兩種，三軸氣缸選擇的是SMC氣缸MGPL25-50薄型帶導(dǎo)桿三軸氣缸，三軸氣缸在精度以及安全上都要好于普通氣缸。氣缸工作時(shí)比擬電磁閥安裝在工作臺(tái)導(dǎo)軌上，方便接線、接收調(diào)試。本設(shè)備使用到的氣動(dòng)控制元件包括兩位五通單電控電磁閥、兩位五通雙電控電磁閥。提升氣缸夾緊氣缸檢測(cè)氣缸氣動(dòng)回路圖2、電氣元件選型直流電機(jī)〔directcurrentmachine〕是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能〔直流電動(dòng)機(jī)〕或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能〔直流發(fā)電機(jī)〕的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。減速機(jī)在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，減速機(jī)是一種相對(duì)精細(xì)的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速機(jī)；按照齒廠輪形狀可分為圓柱齒輪減速機(jī)、圓錐齒輪減速機(jī)和圓錐－圓柱齒引輪減速機(jī)；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同進(jìn)軸式減速機(jī)。減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用作原動(dòng)件與工作機(jī)之間的減速傳動(dòng)裝置。在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。3、重要部件描述可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根基的新型工業(yè)控制技術(shù)。目前已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?？删幊炭刂破魇怯?jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)制造的，早期的可編程控制器被稱為可編程邏輯控制器。后來(lái)的可編程控制器以微處理器為核心，功能不僅限于邏輯控制，所以又將其稱為ProgrammableController，簡(jiǎn)稱PLC。PLC的應(yīng)用廣泛、功能強(qiáng)大，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC在現(xiàn)代工業(yè)中使用十分廣泛，隨著科技的不斷開展，其功能也越來(lái)越多，不僅僅用于邏輯控制。越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出性能優(yōu)越的PLC。PLC已經(jīng)應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，例如在家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到了迅速的開展。所以MPS05模塊化自動(dòng)化生產(chǎn)線選擇PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。本設(shè)備三站選用西門子可編程控制器S7-200型PLC，CPU型號(hào)為214C。PLC自帶兩路模擬量輸入，集成PROFINET接口[11]，使得編程、調(diào)試過(guò)程以及控制器和人機(jī)界面的通信可以全面地使用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)；同時(shí)集成高級(jí)功能，如脈沖輸出、高速計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制等。它的設(shè)計(jì)具備可擴(kuò)展性和靈活性，使其能夠準(zhǔn)確完成自動(dòng)化任務(wù)對(duì)控制器的復(fù)雜要求。CPU本體可以通過(guò)嵌入輸入/輸出信號(hào)板完成靈活擴(kuò)展，信號(hào)板嵌入在CPU模塊的前端，可以提供兩個(gè)數(shù)字量輸入/數(shù)字量輸出接口或者一個(gè)模擬量輸出。第五章、硬件設(shè)計(jì)1、I/O地址表名稱地址功能按鈕開關(guān)I1.0啟動(dòng)按鈕按鈕開關(guān)I1.1停頓按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)I1.2自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕開關(guān)I1.3復(fù)位按鈕電容傳感器I0.0第一工位物料檢測(cè)電感傳感器I0.1轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.2夾緊氣缸前位檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.3夾緊氣缸后位檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.4升降缸上位檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.5升降缸下位檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.6檢測(cè)氣缸上位檢測(cè)磁感應(yīng)式接近開關(guān)I0.7檢測(cè)氣缸下位檢測(cè)繼電器Q0.0鉆孔電機(jī)啟動(dòng)繼電器Q0.1旋轉(zhuǎn)臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)電磁閥3Y1Q0.2控制升降氣缸上升電磁閥3Y2Q0.3控制升降氣缸下降電磁閥3Y4Q0.4夾緊氣缸工作電磁閥3Y3Q0.5檢測(cè)氣缸工作分支電動(dòng)機(jī)Q0.6工件傳送到下一站光電式傳感器Q0.7向上一站發(fā)送信號(hào)指示燈Q1.0啟動(dòng)指示燈指示燈Q1.1復(fù)位指示燈2、電源主電路采用AC220V，控制電路采用DC24V。第六章、軟件設(shè)計(jì)1、順序功能圖第三站程序流程圖如圖1所示，按下上電按鈕，上電燈亮，設(shè)備可以工作。按下復(fù)位按鈕，分度轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定位檢測(cè)傳感器檢測(cè)有信號(hào)，分度轉(zhuǎn)盤停頓。放置工件，按下開場(chǎng)按鈕，開場(chǎng)燈亮，左檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有信號(hào)，氣動(dòng)分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)定位檢測(cè)傳感器再次檢測(cè)到信號(hào)存在，分度轉(zhuǎn)盤停頓旋轉(zhuǎn)，夾緊氣缸伸出固定工件，夾緊氣缸伸出后將信號(hào)傳遞給三軸氣缸，三軸氣缸伸出，電動(dòng)螺絲刀模擬加工，當(dāng)扭矩到達(dá)標(biāo)定值時(shí)，電機(jī)停頓加工，三軸氣缸縮回。夾緊氣缸與三軸氣缸都縮回時(shí)，將信號(hào)傳遞給分度轉(zhuǎn)盤，分度轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定位傳感器再次檢測(cè)到信號(hào)存在，分度轉(zhuǎn)盤停頓旋轉(zhuǎn)，右位置檢測(cè)傳感器檢測(cè)是否有信號(hào)存在，如果有發(fā)信息給下一站前來(lái)取料，如果沒(méi)有信號(hào)，工位停頓不動(dòng)。待下一工位將工件搬運(yùn)走后，重復(fù)以上所述動(dòng)作。程序流程圖順序功能圖2、PLC程序第七章、調(diào)試1、測(cè)試設(shè)計(jì)1.1、首先，在電腦上運(yùn)行仿真PLC程序，看看程序編寫是否有錯(cuò)誤，功能是否完整，各局部是否按預(yù)期結(jié)果運(yùn)行。1.2、觀察機(jī)械局部，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝是否正確。氣動(dòng)局部，氣管接頭處是否接緊，各頂桿伸出是否會(huì)互相干擾。1.3、待以上都準(zhǔn)確無(wú)誤，將PLC程序下載到PLC中，運(yùn)行程序，并觀察結(jié)果。2、過(guò)程2.1、按下上電按鈕，上電燈亮，表示系統(tǒng)可以運(yùn)行。2.2、在單站情況下，按下開場(chǎng)按鈕，系統(tǒng)開場(chǎng)運(yùn)行，人工將工件放置在工位I上，工位下方的傳感器檢測(cè)到工件的存在，夾緊氣缸自動(dòng)夾緊工件，并給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)信號(hào)使分度轉(zhuǎn)盤自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度到工位II。2.3、然后三軸氣缸伸出，加工電機(jī)旋轉(zhuǎn)并擰緊螺絲。加工完成后電機(jī)停頓旋轉(zhuǎn)，氣缸自動(dòng)縮回。然后分度轉(zhuǎn)盤再次旋轉(zhuǎn)90度，到達(dá)工位III，工位III下方的傳感器檢-測(cè)到工件的存在后夾緊氣缸自動(dòng)解鎖，拿下工件后一個(gè)循環(huán)完畢。2.4、在聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下，由二站將工件傳送到工位I上，加工完畢，由四站的機(jī)械手將工件取走即可。3、故障3.1、如果PLC程序仿真未按預(yù)期結(jié)果運(yùn)行，則程序有錯(cuò)誤，應(yīng)仔細(xì)檢查程序。3.2、如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝不合理，應(yīng)該重新安裝，以便確定一個(gè)合理的安裝方案。3.3、如果氣缸運(yùn)行不穩(wěn)定，可能是氣壓不合理，應(yīng)調(diào)節(jié)氣壓。3.4、如果氣缸活塞桿未到指定位置就動(dòng)作，可能是傳感器位置安裝不合理，應(yīng)重新確定。第八章、體