【正文】 ........................................................................................................102附錄 16：伸縮換向單元 PLC 控制接線圖 .....................................................................................................103附錄 17：檢測(cè)單元電源系統(tǒng)圖 ......................................................................................................................104附錄 18：檢測(cè)單元 PLC 控制接線圖 .............................................................................................................105附錄 19：分揀單元電源系統(tǒng)圖 ......................................................................................................................106附錄 20：分揀單元?dú)鈩?dòng)原理圖 ......................................................................................................................107附錄 21：分揀單元 PLC 控制接線圖 .............................................................................................................108附錄 22：升降梯立體倉(cāng)庫(kù)單元電源系統(tǒng)圖 ..................................................................................................109附錄 23：升降梯立體倉(cāng)庫(kù)單元?dú)鈩?dòng)原理圖 ..................................................................................................110附錄 24：升降梯立體倉(cāng)庫(kù)單元 PLC 控制接線圖 .........................................................................................111附錄 25：電源系統(tǒng)總圖 ..................................................................................................................................112附錄 26：電源系統(tǒng)用電分配圖 ......................................................................................................................113附錄 27：氣路連接總圖 ..................................................................................................................................114附錄 28：S7300 PLC 控制接線圖 .................................................................................................................115附錄 29：移動(dòng)配電平臺(tái)用戶擴(kuò)展接口分配圖 ..............................................................................................1161 / 123機(jī)電一體化柔性裝配系統(tǒng)概述Me093399 型機(jī)電一體化教學(xué)系統(tǒng)是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線為原型開發(fā)的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)綜合應(yīng)用平臺(tái)。為便于協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)線的全程控制，系統(tǒng)設(shè)置了一個(gè)主站總控制臺(tái)，主站總控制臺(tái)是整個(gè)裝配生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行的指揮調(diào)度中心，其主要功能是實(shí)現(xiàn)全程運(yùn)行的總體控制，完成全系統(tǒng)的通訊連接等。２．上料單元（站點(diǎn) 2）：根據(jù)工件的位置情況，從料槽中抓取裝配主體送入數(shù)控銑床單元或?qū)姶矄卧庸ず蟮漠a(chǎn)品轉(zhuǎn)送下料單元。６．模擬單元（站點(diǎn) 6）：本站增加了模擬量控制的 PLC 特殊功能模塊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)完成裝配的工件進(jìn)行模擬噴漆和烘干，完成噴漆烘干后的工件隨托盤向下站傳送。10．升降梯立體倉(cāng)庫(kù)（站點(diǎn) 10）：本站由升降梯與立體倉(cāng)庫(kù)兩部分組成，可進(jìn)行兩個(gè)不同生產(chǎn)線的入庫(kù)和出庫(kù)。在裝配生產(chǎn)線運(yùn)行中各個(gè)站點(diǎn)既可以自成體系，彼此又有一定的關(guān)聯(lián)。在完成項(xiàng)目時(shí)應(yīng)由易到難，逐步深入，可從單站控制入手。本單元在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到行星齒輪系、螺紋微調(diào)機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)等相關(guān)的機(jī)械原理、機(jī)械零件知識(shí)，行星齒輪系的結(jié)構(gòu)圖如圖 12 所示:圖 12 行星齒輪系結(jié)構(gòu)圖機(jī)構(gòu)名稱：行星齒輪系工作特性：降速比大,增加扭矩 齒輪O和電機(jī)安裝在一起，齒輪A與齒輪O、B相嚙合。為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，在主體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置裝設(shè)了光電傳感器、磁性接近開關(guān)、微動(dòng)開關(guān)等檢測(cè)與傳感裝置，并配備了步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、直動(dòng)氣缸、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電磁閥、繼電器等控制元件。2． 對(duì)照電源系統(tǒng)圖（見附錄 1）和氣動(dòng)原理圖（見附錄 2）學(xué)習(xí)本單元電源系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與連接調(diào)試方法。旋轉(zhuǎn)位置 圓盤5 SQ5 微動(dòng)開關(guān) 確定揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn)位置 圓盤6 SQ6 微動(dòng)開關(guān) 確定揚(yáng)臂左行位置(銑床方向) 圓盤左面支撐型材7 SQ7 微動(dòng)開關(guān) 確定揚(yáng)臂右行位置(下料方向) 圓盤右面支撐型材8 SQ8 微動(dòng)開關(guān) 工件吸持檢測(cè) 電磁鐵上9 S1 磁性接近開關(guān) 確定氣缸初始位置 氣缸10 S2 磁性接近開關(guān) 確定氣缸伸出位置 氣缸檢 測(cè) 元 件11 S3 光電傳感器 檢測(cè)工件槽工件 工件槽側(cè)面1 M5 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)揚(yáng)臂旋轉(zhuǎn) 圓盤2 M4 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)揚(yáng)臂升降 兩支撐側(cè)板中間3 M1 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)上料單元行進(jìn) 滑軌支撐板4 M2 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)直線 I 傳送帶 直線單元5 M3 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)直線 II 傳送帶 升降梯旁直線單元6 YM 直流電磁吸鐵 控制揚(yáng)臂電磁鐵吸放工件 揚(yáng)臂7 C 直動(dòng)氣缸 驅(qū)動(dòng)揚(yáng)臂頂端電磁鐵升降 揚(yáng)臂8 HL 工作指示燈 顯示工作狀態(tài) 兩支撐側(cè)板頂部型材9 HA1 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 等10 HA2 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板1 KM1 繼電器 揚(yáng)臂左行控制 直線單元內(nèi)側(cè)2 KM2 繼電器 揚(yáng)臂右行控制 直線單元內(nèi)側(cè)3 KM3 繼電器 控制步進(jìn)電機(jī)得電失電 直線單元內(nèi)側(cè)4 KM4 繼電器 揚(yáng)臂順時(shí)旋轉(zhuǎn)控制 直線單元內(nèi)側(cè)5 KM5 繼電器 揚(yáng)臂逆時(shí)旋轉(zhuǎn)控制 直線單元內(nèi)側(cè)控制元件等6 YV 電磁閥 直動(dòng)氣缸伸縮控制 兩支撐側(cè)板中間9 / 1235． 編制和調(diào)試 PLC 自動(dòng)控制程序。在系統(tǒng)全程運(yùn)行時(shí)二直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶始終保持運(yùn)行狀態(tài)（系統(tǒng)啟動(dòng)即開始運(yùn)轉(zhuǎn)） ；分單元運(yùn)行時(shí)可選用 PLC 的特殊繼電器（與 PLC 運(yùn)行/停止同狀態(tài)的繼電器）保持其運(yùn)行狀態(tài)。3. 氣缸活塞桿伸出到位后，電磁吸鐵得電，通過主體工件上安裝的金屬條吸取工件主體。同步帶驅(qū)動(dòng)揚(yáng)臂持工件上行。9. 氣缸回縮到位后，進(jìn)行 2 秒延時(shí)，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)直流電機(jī)帶動(dòng)行星齒輪動(dòng)作，使揚(yáng)臂逆向旋轉(zhuǎn)。與上述描述對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)表如表 12 所示：表 12　工作狀態(tài)表 A輸 入 信 號(hào) 輸 出 信 號(hào)動(dòng)作順序揚(yáng)臂下行原位 揚(yáng)臂上行到位 揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn)原位 揚(yáng)臂90到位揚(yáng)臂順轉(zhuǎn)到位 揚(yáng)臂右行原位 揚(yáng)臂左行到位 氣缸初始原位 氣缸下降至位 工件吸持檢測(cè) 料槽工件檢測(cè) 銑削完畢信號(hào) 揚(yáng)臂升降脈沖 揚(yáng)臂升降方向 揚(yáng)臂順時(shí)旋轉(zhuǎn) 揚(yáng)臂逆時(shí)旋轉(zhuǎn) 步進(jìn)電機(jī)切換 揚(yáng)臂左行 揚(yáng)臂右行 直動(dòng)氣缸 揚(yáng)臂電磁吸鐵 工作指示燈 直線Ⅰ電機(jī) 直線Ⅱ電機(jī) 蜂鳴報(bào)警器0 ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － － － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ －1 ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － － － ＋ － － － － － ＋ － － － ＋ ＋ ＋ －2 ＋ － ＋ － － － ＋ ＋ － － － － － － － － － － － ＋ － ＋ ＋ ＋ －3 ＋ － ＋ － － － ＋ － ＋ － － － － － － － － － － ＋(3s)/ ＋ ＋ ＋ ＋ －4 ＋ － ＋ － － － ＋ ＋ － ＋ － － － － － － － － ＋ － ＋ ＋ ＋ ＋ －5 ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ － － ＋ － － － ＋ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ －6 － ＋ ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ － － － － ＋ － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ －7 － ＋ － － ＋ ＋ － ＋ － ＋ － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ －8 － ＋ － － ＋ ＋ － － ＋ ＋ － － － － － － － － － ＋(2s)/－ － ＋ ＋ ＋ －9 － ＋ － － ＋ ＋ － ＋ － － － － － － － －(2s)/ ＋ － － － － － ＋ ＋ ＋ －10 － ＋ ＋ － － ＋ － ＋ － － － － ＋ ＋ － － ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ －11 ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － － － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ －注：1．此工作狀態(tài)表表示吸持工件動(dòng)作一次完成的控制過程。2. 揚(yáng)臂旋轉(zhuǎn)到位后，氣動(dòng)回路的電磁換向閥動(dòng)作，氣缸活塞桿伸出，帶動(dòng)揚(yáng)臂終端電磁鐵下降。 5. 揚(yáng)臂逆轉(zhuǎn) 90 度回到初始位置后，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條動(dòng)作，上料單元左行。9. 上料單元右行回位后，工作指示燈熄滅，系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，應(yīng)立即拍下急停按鈕，系統(tǒng)將切斷 PLC 負(fù)載供電即刻停止運(yùn)行（此時(shí)所有其它按鈕都不起作用） 。2． 為確保后續(xù)站工件主體下料單元的運(yùn)行安全，需將下料電機(jī)運(yùn)行及料倉(cāng)底部工件檢測(cè)信號(hào)作為本單元向下料口釋放工件的閉鎖條件，即在下料電機(jī)運(yùn)行期間或料倉(cāng)底部工件檢測(cè)有信號(hào)時(shí)，本單元不得向下料口釋放工件。間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 22 所示:圖 22 間歇機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖機(jī)構(gòu)名稱：間歇機(jī)構(gòu)工作特性：O2軸轉(zhuǎn)動(dòng)與停止的時(shí)間比為1：3。螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖如圖 24 所示:圖 24 螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖機(jī)構(gòu)名稱：螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作特性：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。W從 動(dòng) 輪 主 動(dòng) 輪19 / 123同步帶所使用的張緊機(jī)構(gòu)由彈簧和彈片構(gòu)成，將同步帶向內(nèi)側(cè)壓緊，保證同步帶夾緊工件主體，不會(huì)發(fā)生脫落。二、實(shí)訓(xùn)目的1． 了解下料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)、熟悉間歇機(jī)構(gòu)等傳動(dòng)過程2． 通過系統(tǒng)運(yùn)行過程理解傳感檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用3． 讀懂工程圖紙，學(xué)會(huì)照?qǐng)D完成安裝接線，掌握檢查方法4． 學(xué)習(xí)根據(jù)控制要求編制和調(diào)試 PLC 程序的方法5． 學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和分析、查找、排除故障的方法三、實(shí)訓(xùn)設(shè)備1． 下料單元2． PC 機(jī)3． 可編程序控制器及通訊電纜4． 萬用表5． 其它工具四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟1． 熟悉下料單元的機(jī)械主體結(jié)構(gòu)，了解機(jī)械裝配方法，重點(diǎn)觀察間歇機(jī)構(gòu)、同步帶傳動(dòng)、螺桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)過程和理解螺桿鎖緊結(jié)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)的作用。表 21 下料單元檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件一覽表類別 序 號(hào) 編 號(hào) 名 稱 功 能 安裝位置1 S1 電感式傳感器 檢測(cè)托盤的位置 直線單元上2 S2 光電傳感器 檢測(cè)托盤上是否有工件 直線單元上檢 測(cè) 元 件3 S3 電容式傳感器 檢測(cè)料倉(cāng)底部是否有工件 料倉(cāng)下部1 M1 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)直線單元傳送帶 直線單元上2 M2 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)間歇機(jī)構(gòu) 料倉(cāng)上3 M3 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)滾筒型轉(zhuǎn)角單元 下料單元旁的轉(zhuǎn)角單元4 YM 直流電磁吸鐵 控制托盤位置 直線單元上HL1 紅色指示燈 顯示工作狀態(tài)5 HLHL2 綠色指示燈 顯示工作狀態(tài)直線單元側(cè)6 HA1 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板執(zhí)行機(jī)構(gòu)等7 HA2 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板5． 編制和調(diào)試 PLC 自動(dòng)控制程序① 反復(fù)觀察分站運(yùn)行演示，深刻理解控制要求② 根據(jù)控制要求描述及工作狀態(tài)表自行繪制自動(dòng)控制功能圖③ 設(shè)置 I/O 編號(hào)，并將功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)試④ 將程序下載至 PLC 進(jìn)行試運(yùn)行（斷開負(fù)載電源）⑤ 根據(jù) I/O 編號(hào)逐個(gè)核對(duì) PLC 與輸入輸出設(shè)備的連接⑥ 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn) PLC 帶分站負(fù)載運(yùn)行（接通負(fù)載電源）6． 在自動(dòng)控制程序的基礎(chǔ)上增加啟動(dòng)、停止、急停、復(fù)位控制和工作方式選擇控制7． 學(xué)習(xí)分析、查找、排除故障的基本方法五、控制要求（一） 自動(dòng)控制過程說明及工作狀態(tài)表