工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用教程 課件 任務(wù)1.5 維保工作站外圍設(shè)備元件

項(xiàng)目一初識工業(yè)機(jī)器人集成工作站外圍部件是工業(yè)機(jī)器人集成工作站的重要組成部分。你需要熟悉工作站各個(gè)外圍設(shè)備元件日常維護(hù)保養(yǎng)的項(xiàng)目及要求，能輔助項(xiàng)目工程師完成本工作站外圍設(shè)備元件的簡單維護(hù)，通過任務(wù)的實(shí)施掌握西門子PLC基本指令編程以及G120變頻器設(shè)置的技能點(diǎn)，養(yǎng)成自覺維護(hù)設(shè)備的意識，提高設(shè)備使用的能力。

【任務(wù)描述】項(xiàng)目一初識工業(yè)機(jī)器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

【任務(wù)目標(biāo)】項(xiàng)目一初識工業(yè)機(jī)器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

序號任務(wù)目標(biāo)11+X技能目標(biāo)：1.能按照維護(hù)保養(yǎng)手冊要求，進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人周邊電氣設(shè)備、軟件參數(shù)的設(shè)置和備份、線路的檢查或更換2.能根據(jù)任務(wù)需求設(shè)置電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度、正反轉(zhuǎn)等參數(shù)3.能按照任務(wù)需求調(diào)試電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度、正反轉(zhuǎn)等參數(shù)4.能使用PLC基本指令完成順序邏輯控制程序編寫2知識目標(biāo)1. 列舉工作站中需維護(hù)保養(yǎng)的常用外圍設(shè)備元件；2. 概述工作站各個(gè)外圍設(shè)備元件日常維護(hù)保養(yǎng)的項(xiàng)目及要求；3. 掌握工作站外圍設(shè)備元件的維護(hù)方法。

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序號任務(wù)目標(biāo)3技能目標(biāo)1.能對工作站外圍設(shè)備元件進(jìn)行常規(guī)維護(hù)保養(yǎng)；2.能使用位指令對PLC設(shè)備進(jìn)行簡單的程序維護(hù)工作；3.能根據(jù)任務(wù)需求設(shè)置G120變頻器參數(shù)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)試。4素養(yǎng)目標(biāo)通過對工作站外圍設(shè)備元件的點(diǎn)檢維護(hù)，養(yǎng)成自覺維護(hù)設(shè)備的意識，提高設(shè)備使用的能力。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護(hù)西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個(gè)要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項(xiàng)目具體要求1定期測試、調(diào)整①每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；②對柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測量工作電壓。2定期清掃①每六個(gè)月或季度對PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；②認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；③每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過濾網(wǎng)。3檢修前準(zhǔn)備①檢修前準(zhǔn)備好工具；②為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；③檢修前與調(diào)度和操作工聯(lián)系好，需掛好檢修牌。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護(hù)西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個(gè)要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項(xiàng)目具體要求4設(shè)備拆裝順序及方法

①停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；②把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“?！蔽恢?；③關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模塊供電的電源；④把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；⑤CPU主板及1/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；⑥安裝時(shí)以相反步驟順序進(jìn)行。一、可編程邏輯控制器PLC的硬件維護(hù)西門子PLC維修保養(yǎng)分為以下5個(gè)要求，具體內(nèi)容如表1-5-1所示。

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01表1-5-1西門子PLC維修保養(yǎng)要求序號維保項(xiàng)目具體要求5檢修工藝及技術(shù)要求①測量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬能表測量；②電源機(jī)架、CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；③在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；④在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；⑤輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ(超時(shí))燈亮；⑥拔插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；⑦更換元件不得帶電操作。二、物料輸送單元的維護(hù)輸送單元的控制部分主要由交流減速電機(jī)和變頻器組成。1.交流減速電機(jī)如圖1-5-1所示，交流減速電機(jī)主要由電機(jī)、減速器和制動(dòng)器組成。其工作原理主要基于電磁感應(yīng)定律，通過在電磁場中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)的。

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01圖1-5-1交流減速電機(jī)1.交流減速電機(jī)交流減速電機(jī)定期維保工作要點(diǎn)如表1-5-2所示。

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01表1-5-2交流減速電機(jī)定期維保工作序號維保項(xiàng)目維保方法1清擦電機(jī)及時(shí)清除電機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥2檢查電機(jī)接線及絕緣情況檢查接線盒接線螺絲是否松動(dòng)、燒傷，接線部位是否有燒傷痕跡，接地線和絕緣情況是否良好，如有問題應(yīng)及時(shí)處理。3檢查各固定部分螺絲包括地腳螺絲、端蓋螺絲、軸承蓋螺絲等，將松動(dòng)的螺母擰緊4檢查傳動(dòng)裝置檢查皮帶輪或聯(lián)軸器有無破裂、損壞，如有問題應(yīng)及時(shí)加固、更換；軸承一般每工作3-6個(gè)月，應(yīng)該清洗一次，重新?lián)Q潤滑脂。2.變頻器在電源和電機(jī)中間加裝變頻器，電流就不會直接進(jìn)入電機(jī)。當(dāng)電流進(jìn)入變頻器后，整流模塊會將進(jìn)入的交流電先變成直流電，然后進(jìn)入電容來調(diào)整電壓，讓其穩(wěn)定，再經(jīng)過逆變器把直流電變回交流電。若想要改變電壓頻率達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速目的，在從逆變器輸出時(shí)就可以調(diào)整。變頻器和電機(jī)之間不止是控制關(guān)系，因?yàn)橛辛俗冾l器，電機(jī)工作更穩(wěn)定高效，而且安全節(jié)能，所以說變頻器對電機(jī)起到促進(jìn)作用。變頻器的日常維護(hù)工作要點(diǎn)見表1-5-3所示。

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01表1-5-3變頻器日常維護(hù)項(xiàng)目

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01序號維保要點(diǎn)1檢查環(huán)境溫度是否正常2輸出電流、電壓、頻率等各種數(shù)據(jù)是否正常3顯示的字符是否清楚，是否缺少字符4測溫儀器檢測變頻器是否過熱，是否有異味5變頻器風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，有無異常，散熱風(fēng)道是否通暢6變頻器運(yùn)行中是否有故障報(bào)警顯示7交流輸入電壓是否超過最大值三、傳感器的維護(hù)傳感器通常安裝在工業(yè)環(huán)境中，容易受到灰塵、油脂、水分等污染物的侵蝕，定期清潔可以保證傳感器的正常工作，避免無謂的維修費(fèi)用。傳感器日常維護(hù)工作要點(diǎn)見表1-5-4所示。

表1-5-4傳感器日常維護(hù)工作

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01序號維保要點(diǎn)1清潔方法可以采用軟毛刷擦拭或者用溫水和中性清潔劑洗滌。2檢查電纜和接線：傳感器與控制系統(tǒng)之間的連接通常通過電纜實(shí)現(xiàn)，電纜連接應(yīng)該保持緊密。同時(shí)，應(yīng)檢查電纜和接線是否存在外部損傷或磨損，如有必要應(yīng)及時(shí)更換3檢查傳感器的固定方式：傳感器的穩(wěn)定性對于保證其準(zhǔn)確性至關(guān)重要，如有必要應(yīng)該將其固定在合適的位置四、氣動(dòng)元件的維護(hù)氣動(dòng)元件作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)中重要的組成部分，其工作穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的效率和安全。長時(shí)間使用，氣動(dòng)元件會受到空氣質(zhì)量、潤滑、工作環(huán)境等因素的影響，產(chǎn)生漏氣、損壞等問題。因此，定期對氣動(dòng)元件進(jìn)行維護(hù)非常有必要。氣動(dòng)元件的維護(hù)工作要點(diǎn)如表1-5-5所示。表1-5-5氣動(dòng)元件的維護(hù)工作

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01序號維保項(xiàng)目具體要求1定期清潔使用干燥的氣體吹拂元件表面，或使用無渣無水的清洗溶劑或?qū)ｉT的清洗液，不要使用濕氣或水來清潔；在清洗過程中要注意保護(hù)氣缸的密封圈，盡可能的保持清潔狀態(tài)。2更換密封圈分清密封圈的材質(zhì)和型號，避免選錯(cuò)；更換密封圈時(shí)一定要換掉所有密封圈，不要留下舊的；更換密封圈后需要對氣缸進(jìn)行測試，以確保密封圈更換成功。3檢查潤滑油確認(rèn)潤滑油是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，如有不合格必須更換；確認(rèn)潤滑油的使用期限，如果達(dá)到使用期限就需要更換；更換潤滑油時(shí)要保持清潔干燥，防止灰塵污垢等雜質(zhì)混入。4檢查電磁閥確認(rèn)電磁閥的密封性能是否良好，如有漏氣必須及時(shí)更換；確認(rèn)電磁閥的通流量是否正常，如通流量不夠必須清洗或更換。五、視覺檢測系統(tǒng)的維護(hù)為了延長設(shè)備的使用壽命，提高設(shè)備的穩(wěn)定性，需要遵循以下保養(yǎng)規(guī)程。視覺檢測系統(tǒng)的維護(hù)方法如表1-5-6所示。表1-5-6視覺檢測系統(tǒng)的維護(hù)

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01序號維保項(xiàng)目具體要求1定期清潔在設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行后，會在物鏡、鏡頭、機(jī)身等部位積累灰塵和污垢。因此，需要定期清潔設(shè)備。清潔時(shí)需要使用干凈軟布或者專用擦鏡布，避免使用硬物、粗糙物刮擦設(shè)備表面。2定期檢查定期檢查設(shè)備的每個(gè)部位，包括電源、電纜、接口線、鏡片、光源等等，檢查出問題及時(shí)更換。3處理系統(tǒng)故障如果設(shè)備出現(xiàn)故障，需要及時(shí)排除問題。不要私自打開設(shè)備進(jìn)行維修，應(yīng)該及時(shí)聯(lián)系設(shè)備的售后人員進(jìn)行處理。一、維保工作站外圍設(shè)備元件

針對本工作的外圍設(shè)備元件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，并完成表1-5-7所示的點(diǎn)檢項(xiàng)目，并在表中記錄各項(xiàng)目的檢查情況。表1-5-7工作站外圍設(shè)備元件點(diǎn)檢表

【任務(wù)實(shí)施】項(xiàng)目一初識工業(yè)機(jī)器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

02圖1-5-5變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序序號點(diǎn)檢項(xiàng)目點(diǎn)檢內(nèi)容實(shí)施要領(lǐng)判斷標(biāo)準(zhǔn)情況記錄1減速電機(jī)清擦電機(jī)清潔無污垢

電機(jī)接線端子目視、螺絲刀是否松動(dòng)、燒傷

固定螺絲螺絲刀是否松動(dòng)

傳動(dòng)裝置目視、手測有無破裂、損壞、是否順滑

2變頻器運(yùn)行溫度手測是否過熱

運(yùn)行數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)是否正常

顯示字符操作顯示是否完整

冷卻風(fēng)扇手測是否正常工作，有無異響

故障報(bào)警觀察是否顯示

一、維保工作站外圍設(shè)備元件

針對本工作的外圍設(shè)備元件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，并完成表1-5-7所示的點(diǎn)檢項(xiàng)目，并在表中記錄各項(xiàng)目的檢查情況。表1-5-7工作站外圍設(shè)備元件點(diǎn)檢表

【任務(wù)實(shí)施】項(xiàng)目一初識工業(yè)機(jī)器人集成工作站任務(wù)1.5維保工作站外圍設(shè)備元件

02圖1-5-5變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序序號點(diǎn)檢項(xiàng)目點(diǎn)檢內(nèi)容實(shí)施要領(lǐng)判斷標(biāo)準(zhǔn)情況記錄3傳感器傳感器外觀清潔無污垢

電纜和接線目視有無外皮損傷和磨損

工作狀態(tài)校準(zhǔn)有無信號反饋

4氣動(dòng)元件密封性聽力有無漏氣

氣缸動(dòng)作手測氣缸伸縮是否順滑

電磁閥動(dòng)作操作通電是否正常動(dòng)作

5視覺檢測系統(tǒng)鏡頭清潔清潔無污垢

工作狀態(tài)操作是否正常工作，光照是否充足

二、維保PLC設(shè)備的軟件程序1.認(rèn)識西門子PLC的位指令

西門子PLC在編程時(shí)常用的基本指令有位指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比較指令、數(shù)學(xué)函數(shù)常用指令、字邏輯運(yùn)算指令等。其中位指令反應(yīng)和改變開關(guān)量信號狀態(tài)，在PLC的維護(hù)調(diào)試中使用廣泛。

位邏輯運(yùn)算指令，簡稱位指令，包含基本位指令（觸點(diǎn)和線圈等）、置位和復(fù)位指令等。本任務(wù)只需要用到S7-1200系列PLC的位指令，部分位指令具體見表1-5-8。表1-5-8部分位指令

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02序號指令符號指令名稱功能說明1動(dòng)合觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）當(dāng)操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)將閉合2動(dòng)斷觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）當(dāng)操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時(shí)，動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開3

邏輯取反對邏輯運(yùn)算結(jié)果的信號狀態(tài)取反；如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“1”，則指令輸出的信號狀態(tài)為“0；如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“0”，則輸出的信號狀態(tài)為“1”二、維保PLC設(shè)備的軟件程序1.認(rèn)識西門子PLC的位指令表1-5-8部分位指令

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02序號指令符號指令名稱功能說明4線圈可以使用“賦值”指令來置位指定操作數(shù)的位；如果輸入線圈的信號狀態(tài)為“1”，則將指定的信號狀態(tài)置位為“1”。如果線圈輸入的信號狀態(tài)為“0”，則指定的位將復(fù)位為“0”5賦值取反將邏輯運(yùn)算的結(jié)果取反，然后將其賦值給指定操作數(shù)；線圈輸入為“1”時(shí)，復(fù)位操作數(shù)；線圈輸入為“0”時(shí)，操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”6置位輸出將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”7復(fù)位輸出將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)復(fù)位為“0”二、維保PLC設(shè)備的軟件程序2.識讀并編寫PLC控制程序（1）應(yīng)用觸點(diǎn)指令與線圈指令如圖1-5-2所示的程序，使用觸點(diǎn)指令及線圈指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)、保持和停止功能。

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02圖1-5-2觸點(diǎn)指令與線圈指令應(yīng)用二、維保PLC設(shè)備的軟件程序2.識讀并編寫PLC控制程序（2）應(yīng)用置位指令與復(fù)位指令置位輸出指令與復(fù)位輸出指令最主要的特點(diǎn)是有記憶和保持功能，被置位或復(fù)位的操作數(shù)只能通過復(fù)位指令或置位指令還原。如圖1-5-3中，當(dāng)I0.0的常開觸點(diǎn)閉合，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)并保持該狀態(tài)。即使I0.0的常開觸點(diǎn)斷開，Q0.0也仍然保持1狀態(tài)。I0.1的常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)并保持該狀態(tài)，即使I0.1的常開觸點(diǎn)斷開，Q0.0也仍然保持為0狀態(tài)。

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02圖1-5-3置位與復(fù)位指令應(yīng)用三、設(shè)置G120變頻器參數(shù)

在許多應(yīng)用中，電機(jī)只需在通電后以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，或在不同的固定轉(zhuǎn)速之間切換，如輸送帶。通過設(shè)置變頻器參數(shù)可以達(dá)到簡單修改調(diào)試輸送帶的目的。本任務(wù)以工作站使用到的G120變頻器為例，通過設(shè)置參數(shù)來進(jìn)行電機(jī)正反轉(zhuǎn)及速度的切換。具體實(shí)施如下：1.預(yù)定義接口宏G120為滿足不同的接口定義提供了多種預(yù)定義接口宏，利用預(yù)定義接口宏可以方便地設(shè)置變頻器的命令源和設(shè)定值源。如表1-5-9所示，變頻器CU240E-2控制單元可定義以下宏程序。

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02宏編號宏功能1雙線制控制，有兩個(gè)固定轉(zhuǎn)速2單方向兩個(gè)固定轉(zhuǎn)速，帶安全功能3單方向四個(gè)固定轉(zhuǎn)速8電動(dòng)電位器(MOP)，帶安全功能9電動(dòng)電位器(MOP)13端子啟動(dòng)模擬量給定，帶安全功能15模擬給定和電動(dòng)電位器（MOP）切換12雙線制控制1，模擬量調(diào)速（默認(rèn)）17雙線制控制2，模擬量調(diào)速18雙線制控制3，模擬量調(diào)速19三線制控制1，模擬量調(diào)速20三線制控制2，模擬量調(diào)速21現(xiàn)場總線USS通訊表1-5-9變頻器CU240E-2控制單元可定義的宏程序其中，宏程序1為雙限制控制，有兩個(gè)固定轉(zhuǎn)速。其設(shè)置的效果：DI0接通為正轉(zhuǎn)，DI1接通為反轉(zhuǎn)，DI4接通時(shí)轉(zhuǎn)速為固定速度3，端子DI5接通時(shí)轉(zhuǎn)速為固定速度4，DI4、DI5接通時(shí)變頻器將以固定速度3+4運(yùn)行，宏程序1端子功能配置如圖1-5-4所示。

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02圖1-5-4宏程序1端子功能配置根據(jù)使用需要，我們將選擇使用“宏程序1”，此時(shí)可通過變頻器參數(shù)P0015修改宏，具體步驟如下：（1）設(shè)置P0010=1；（2）修改P0015=1；（3）設(shè)置P0010=0。注意:只有在設(shè)置P0010=1時(shí)才能更改P0015參數(shù)。2.設(shè)置宏程序1參數(shù)宏程序1自動(dòng)設(shè)置參數(shù)如下表1-5-10.所示，系統(tǒng)已自動(dòng)配置，若無變化則無需更改此參數(shù)。表1-5-10宏程序1自動(dòng)設(shè)置參數(shù)

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02參數(shù)號參數(shù)值說明參數(shù)組P840[0]r3333.0由2線制信號啟動(dòng)變頻器CDS0P1113[0]r3333.1由2線制信號反轉(zhuǎn)CDS0P3330[0]r722.0數(shù)字量輸入DI0作為2線制-正轉(zhuǎn)啟動(dòng)命令CDS0P3331[0]r722.1數(shù)字量輸入DI1作為2線制-反轉(zhuǎn)啟動(dòng)命令CDS0P2103[0]r722.2數(shù)字量輸入DI2作為故障復(fù)位命令CDS0P1022[0]r722.4數(shù)字量輸入DI4作為固定轉(zhuǎn)速1選擇CDS0P1023[0]r722.5數(shù)字量輸入DI5作為固定轉(zhuǎn)速2選擇CDS0P1070[0]r1024轉(zhuǎn)速固定設(shè)定值作為主設(shè)定值CDS03.設(shè)置電機(jī)固定轉(zhuǎn)速參數(shù)設(shè)置宏程序1，除了其本身的自動(dòng)設(shè)置參數(shù)以外，還需要手動(dòng)設(shè)置電機(jī)固定轉(zhuǎn)速參數(shù)，如下表1-5-11所列。本次任務(wù)將P1003設(shè)置為200，P1004設(shè)置為500。表1-5-11固定轉(zhuǎn)速設(shè)置參數(shù)

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02參數(shù)號參數(shù)值說明參數(shù)組P1003[0]0.0固定轉(zhuǎn)速1rpmP1004[0]0.0固定轉(zhuǎn)速2rpm4.實(shí)施效果完成參數(shù)設(shè)置后，根據(jù)表1-5-12（“√”為DI接通狀態(tài)，“×”為DI斷開狀態(tài)），對運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對照檢查。表1-5-12變頻器DI接通狀態(tài)及運(yùn)行效果

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02DI0DI1DI3DI4效果××××電機(jī)不轉(zhuǎn)√×××電機(jī)不轉(zhuǎn)√×√×電機(jī)正轉(zhuǎn)200rpm√××