南京工业职业技术学院

发布时间:2015-05-23   来源:文档文库   
字号:



《自动线安装调试综合实训》
项目技术报告




名: 陶希 号: 1201543147 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: 20140926


南京工业职业技术学院项目技术报告

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,、缩上升﹑下降﹑旋转﹑夹紧﹑放松七个动作来实现加工的目的。




2
南京工业职业技术学院项目技术报告

目录


概述 .............................................................2 目录 .............................................................3 第一章 YL-335B的系统介绍 ........................................4 1.1 YL-335B的组成 ............................................4 1.2 YL-335的电气控制..........................................5 1.2.1 YL-335B的工作单元的结构特点............................5 1.2.2 YL-335B的控制系统 .....................................5 第二章 输送单元控制系统 ..........................................7
2.1 输送单元的功能和结构.......................................7 2.2 抓举机械手装置.............................................7 2.3 伺服电机及伺服放大器.......................................8 2.4 S7-200的脉冲输出功能及位控编程...........................9 第三章 输送单元的控制.............................................11 3.1 输送单元的气动系统 ........................................11 3.2 输送单元的PLC控制 ........................................11 3.2.1 输送单元的PLCI/O地址分配...........................12 3.2.2 输送单元PLC的接线原理图...............................14 3.2.3 控制面板...............................................14 3.2.4 PLC梯形图.............................................15 第四章 输送单元的安装与调试.......................................20 4.1 组员任务分配表.............................................20 4.2 安装工具...................................................20 4.3 装配顺序图.................................................21 4.4 系统安装调试故障分析.......................................21 第五章 电源供电图 ................................................22 5.1供电电源模块............................................... 22 个人总结..........................................................23 致谢..............................................................24 参考文献..........................................................25 附录..............................................................26






3
南京工业职业技术学院项目技术报告

第一章 YL-335B的系统介绍
1.1 YL-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。

1-1 YL-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, 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
4
南京工业职业技术学院项目技术报告

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 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。
1.2 YL-335B的电气控制 1.2.1 YL-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。
1-2 装置侧接线端口


1-3 PLC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。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。 1.2.2 YL-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)

5
南京工业职业技术学院项目技术报告

2、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。

1-4 控制方案
各工作站PLC 配置如下:表1-1 单元

3、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 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。

输送单元 供料单元 加工单元 装配单元 分拣单元
PLC类型 S7-226 DC/DC/DC S7-224 AC/DC/RLY S7-224 AC/DC/RLY S7-226 AC/DC/RLY S7-224 XP AC/DC/RLY 输入 24 14 14 24 14 输出点 16点晶体管 10点继电器 10点继电器 16点继电器 10点继电器

6
南京工业职业技术学院项目技术报告

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:

7
南京工业职业技术学院项目技术报告

1.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90度旋转,气缸旋转角度可以任意调节范围0180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MINAS A4 系列AC 伺服电机•驱动器,电机编码器反馈脉冲为 2500 pulse/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6000 pulse/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 MINAS A4 系列 AC 伺服电机•驱动器
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, MADDT1207003 全数字交流永磁同步伺服驱动装置作为运输机械手的运动控制装置。
MADDT1207003 伺服驱动器面板上有多个接线端口,其中: X1:电源输入接口,AC220V电源连接到 L1L3主电源端子,同时连接到控制电源端子L1CL2C上。 X2:电机接口和外置再生放电电阻器接口。UVW 端子用于连接电机。必须注意,电源电压务必按照驱动器铭牌上的指示,电机接线端子(UVW)不
8
南京工业职业技术学院项目技术报告

可以接地或短路,交流伺服电机的旋转方向不象感应电动机可以通过交换三相相序来改变,必须保证驱动器上的UVWE接线端子与电机主回路接线端子按规定的次序一一对应,否则可能造成驱动器的损坏。电机的接线端子和驱动器的接地端子以及滤波器的接地端子必须保证可靠的连接到同一个接地点上。机身也必须接地。RB1RB2RB3端子是外接放电电阻,MADDT1207003 的规格为100/10WYL-335B 没有使用外接放电电阻。
X6:连接到电机编码器信号接口,连接电缆应选用带有屏蔽层的双绞电缆,屏蔽层应接到电机侧的接地端子上,并且应确保将编码器电缆屏蔽层连接到插头的外壳(FG)上。 X5I/O 控制信号端口,其部分引脚信号定义与选择的控制模式有关,不同模式下的接线请参考《松下A 系列伺服电机手册》 YL-335B 输送单元中,伺服电机用于定位控制,选用位置控制模式。所采用的是简化接线方式,如图6-1所示。
伺服驱动器的参数设置与调整 松下的伺服驱动器有七种控制运行方式,即位置控制、速度控制、转矩控制、位置/速度控制、位置/转矩、速度/转矩、全闭环控制。位置方式就是输入脉冲串来使电机定位运行,电机转速与脉冲串频率相关,电机转动的角度与脉冲个数相关;速度方式有两种,一是通过输入直流-10V至—+10V指令电压调速,二是选用驱动器内设置的内部速度来调速;转矩方式是通过输入直流-10V至—+10V指令电压调节电机的输出转矩,这种方式下运行必须要进行速度限制,有如下两种方法:1)设置驱动器内的参数来限制,2)输入模拟量电压限速。
2.4 S7-200的脉冲输出功能及位控编程
S7-200 有两个内置 PTO/PWM 发生器,用以建立高速脉冲串(PTO)或脉宽调节(PWM)信号波形。一个发生器指定给数字输出点Q0.0,另一个发生器指定给数字输出点Q0.1
当组态一个输出为PTO 操作时,生成一个50%占空比脉冲串用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制。内置 PTO 功能提供了脉冲串输出,脉冲周
9
南京工业职业技术学院项目技术报告

期和数量可由用户控制。但应用程序必须通过PLC 内置I/O 提供方向和限位控制。
为了简化用户应用程序中位控功能的使用, STEP7--Micro/WIN 提供的位控向导可以帮助用户在很短的时间内全部完成 PWMPTO 或位控模块的组态。向导可以生成位置指令,用户可以用这些指令在其应用程序中为速度和位置提供动态控制。
运动包络组态完成后,向导会为所选的配置生成四个项目组件(子程序),分别是: PTOx_CTRL子程序 (控制) PTOx_RUN子程序 (运行包络) PTOx_LDPOS PTOx_MAN子程序(手动模式)子程序。一个由向导产生的子程序就可以在程序中调用。



10
南京工业职业技术学院项目技术报告

第三章 输送单元的控制系统
3.1 输送单元的气动系统
输送单元的气动系统由:气动手爪、伸缩气缸、回转气缸、提升气缸、2二位五通双向控阀、2个二位五通单向电控阀电组成。
输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设,插接到电 磁阀组上,其气动控制回路如图3-1所示。
3-1 输送单元气动控制回路原理图
3.2 输送单元的元件选型
序号 12B1+ 2 (1B1+ 3 3B1+ 名称 气动手指 双杆气缸 回转气缸
型号
MHC2-20D 厂商 气动液压厂 有限公司
数量 1 1 1 备注 正常 正常 正常
MGPM 16-75 郭云飞
RTB-10-A2 4 4B1+ 提升气缸
CDQ2B50-20 有限公司
SMC D-Z73 公司
1 正常
5 传感器 1 正常

11
南京工业职业技术学院项目技术报告

6 传感器
SMC D-A93
风敏电器厂
4 正常
7
传感器 SMC D-A73 2 正常

3.2.1 输送单元的PLCI/O地址分配
输入信号
输出信号
序号
PLC 入点
信号名称
信号来源
序号
PLC 出点
信号名称

装置

1
Q0.0 挡料电磁阀

2 3 4 5 6 7 8 9 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 顶料电磁阀 回转电磁阀 手抓加紧电磁阀 手抓下降电磁阀 手臂伸出电磁阀 红色警示灯 橙色警示灯 绿色警示灯

10
I1.1 摆动气缸左限位

10
Q1.5
HL1 1 I0.0 零件不足检测
2 3 4 5 6 7 8 9 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 零件有无检测 左料盘零件检测 右料盘零件检测 装配台工件检测 顶料到位检测 顶料复位检测 挡料状态检测 落料状态检测

12
南京工业职业技术学院项目技术报告


11 12 13 I1.2 I1.3 I1.4 摆动气缸右限位 手抓加紧检测
手抓下降到位检
手抓上升到位检
手臂缩回到未检
手臂伸出到位检 停止按钮


11 12 13 Q1.6 Q1.7
HL2 HL3


14 I1.5 14

15 I1.6 15

16 I1.7 按钮模块 按钮模块

16

17 I2.4 17

18 19 20
I2.5 I2.6 I2.7 启动按钮 紧急停止按钮 单机/联机
18 19 20






13
南京工业职业技术学院项目技术报告

3.2.2 输送单元PLC的接线原理图

3.2.3 控制面板


14
南京工业职业技术学院项目技术报告



3.2.4 PLC梯形图





15
南京工业职业技术学院项目技术报告









16
南京工业职业技术学院项目技术报告









17
南京工业职业技术学院项目技术报告









18
南京工业职业技术学院项目技术报告



19





南京工业职业技术学院项目技术报告

第四章 输送单元的安装与调试
4.1 组员任务分配表
4.1组员任务分配表

组长


组员
职责
团结组员,完成实训任务
顾颖炜 潘雯
陶希 吴敏
徐雯 徐丽
于佳莉 杨燕婷
李建兵
姓名 范婷
任务
监督督促组员,做好实训准备 元件选择 安装与调试 电气原理图设计 气动原理图设计 程序设计

4.2 安装工具
1 2 3 4 5 6 7 8 9 T 线 线

45/6/8/10CR V Mo MF 47 150×19 M10M12
BS-6202B BS-D2206

1 1 1 4 4 1 1 1 1

20
南京工业职业技术学院项目技术报告

4.3 装配顺序图

4.4 系统安装调试故障分析
1 2 3 4 5

线



线

21
南京工业职业技术学院项目技术报告

第五章 电源供电图
5.1供电电源模块
供电电源模块及如下图所示。外部供电电源为三相五线制AC380v/220v,三根相线经三相三线漏电保护开关后连接到三个安全导线插孔处,零线和接地线也连接到安全导线插孔处。另外模块上提供两个单相电源插座,为PLC模块和按钮/示灯模块提供AC220v电源。






22
南京工业职业技术学院项目技术报告


个人总结

经过两周的实训,我们在具备的气动、电气、PLC控制,部件装配调试基础上,进一步将本学期已经学过的相关课程及课程中已初步掌握的自动机与自动线机械结构单项、单元(技能)能力融合在一起,通过一个自动线中的输送单元的方案设计、元器件选型与采购、电气原理图、气动原理图、PLC输入输出接线图、装配调试、编写随机技术文件,这些训练提高了我们的综合职业能力。
在完成这一课题中,我和我的同伴们认真负责,在关键问题与环节上下工夫,充分发挥自己的主动性、创造性来解决技术上与工作中的问题,并培养自己在整个工作过程中的团队意识,我们团结合作,一起攻克难关。
我们这次实训的任务是自动线中的输送单元。主要任务包括:自动机的设计、元器件的选型和设计、PLC程序的编写、装配调试、完成项目报告。这些任务并不是我所想的那么容易,需要我们一点一点的去研究、学习,在这个过程中,我们收获很多,技能的提升,解决问题的能力在变强,思考问题的角度不再局限在那一边一脚,视野宽阔了很多。
这次实训对我们将来踏入社会后的工作很有帮助,非常感谢在此次实训中对我给予帮助的老师和同学。因为从中学到了很多知识,知识是无价的,我受益匪浅。



23
南京工业职业技术学院项目技术报告



致谢
本次实训在庄俊东老师和彭焕新老师的悉心指导下圆满完成,衷心感谢老师的指导!
两周的实训虽然不长也不短,但是却是让我们受益匪浅的两周。我们的专业技能有了相应的提高,辅导老师一直耐心的指导我们教育我们,感谢老师的耐心的教导,在此我对您们的帮助十分感谢!我们班五组同学积极讨论,热烈参与,踊跃提问,最后在老师的帮助下完美完成了这次的实训任务。我觉得每次的实训都是对自身能力的一次提高,尤其是这次,我真的是感受到了大家一起分工合作的乐趣。非常感谢学校提供的每一次的实训机会,让我们体会到理论与实践相结合的乐趣,真正把理论完完全全的通过实践真正的掌握了,非常感谢学校提供的实训机会!此外,向同组共同努力的组员们表示衷心地感谢!在这次实习中大家合理分工,认真负责的完成各自的任务。其中遇到不会的问题大家相互帮忙,互解决,共同商讨,共同完成。虽仅仅只有两周但我们学到了很多的知识,受益匪浅,良师益友是很重要的,谢谢同学与老师们!



24
南京工业职业技术学院项目技术报告

参考文献
[1]. 吕景泉.自动化生产线安装与调试[M.中国铁道出版社,2008 [2]. 丁加军、盛靖琪. 自动机与自动线[M. 机械工业出版社,2008


25
南京工业职业技术学院项目技术报告

附录



26

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/7a959070f90f76c661371ac6.html

《南京工业职业技术学院.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式