【正文】 現(xiàn)代化的自動化生產(chǎn)設(shè)備（自動生產(chǎn)線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、 傳感測試技術(shù)、接口 技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn) 設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動 等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。 要求學(xué)生對基本概念要做到深刻理解 ,對基本原理要弄清弄懂 ,對基本方法要熟練掌握 ,通過工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練 ,以達(dá)到提高分析問題、解決問題的能力。 第 4～ 5 周 (—— )：實施設(shè)計任務(wù) 。 通過畢業(yè)設(shè)計 ,使學(xué)生在掌握自動化生產(chǎn)線技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,還能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力，并且在這個過程中還能鍛煉我們調(diào)查研究、閱讀收集文獻(xiàn)資料、撰寫設(shè)計說明書或者論文報告的能力、思維能力、文字表達(dá)能力等。 自動化生產(chǎn)線是 產(chǎn)品生產(chǎn)過程 所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運送、裝配 、檢驗等一系列生產(chǎn)按照規(guī)定的程序自動進(jìn)行所構(gòu)成的路線。 圖紙設(shè)計： 按照設(shè)計要求 ,繪制出基于 PLC200 自動化裝配 線的梯形圖 工作日程安排： 第 1 周 (—— )：下達(dá)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書， 分組明確設(shè)計課題，收集參考資料 。 第 12 周 (—— )： 將 畢業(yè)設(shè)計 歸檔、清點、裝訂、裝袋后上交歸檔 。設(shè)計以供料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元作為自動生產(chǎn)線的整體設(shè)計，構(gòu)成一個典型的自動生產(chǎn)線的機(jī)械平臺，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動驅(qū) 動、變頻器驅(qū)動和伺服電機(jī)位置控制等技術(shù)。整個系統(tǒng)基于 RS485 串行通信的 N： N 網(wǎng)絡(luò)，使 PLC、變頻器、伺服電機(jī)等組成一個自動化控制系統(tǒng)，是各種電氣控制的綜合應(yīng)用。 二、系統(tǒng)各個單元功能概述 各工作單元在實訓(xùn)臺上的分布如圖 12的俯視圖所示。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動地推出到物料臺上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。在需要 將工件推出到物料臺上時，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設(shè)有一個園柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺有無工件的信號。 圖 22 供料單元氣動控制回路工作原理圖 7 四、 供料單元的 PLC 控制系統(tǒng) 各工作單元作為獨立設(shè)備運行，但在供料單元中，主令信號輸入點被限制為 1 個，如果需要有啟動和停止 2 種主令信號，只能由軟件編程實現(xiàn)。 8 圖 24 供料控制子程序流程圖 （ 1）主程序如圖 25 所示 : 圖 25 主程序梯形圖 （ 2）啟動 /停止子程序 如圖 26 所示： 圖 26啟動 /停止子程序梯形圖 9 （ 3）送料子程序 如圖 27所示 圖 27 送料子程序梯形圖 4． 根據(jù)工作單元裝置的工作要求 ，供料單元 PLC 選用 S7224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點輸入和 10 點繼電器輸出。與供料單元同樣，如果需要有啟動和停止 2種主令信 號，只能由軟件編程實現(xiàn) 。 14 圖 37 加工單元 PLC 的 I/O 接線 圖 第四章 裝配單元的設(shè)計 一、裝配單元的基本功能 裝配單元是將該生產(chǎn)線中分散的兩個物料進(jìn)行裝配的過程。如圖 44所示。 圖 46 裝配單元主程序梯形圖 啟動 /停止子程序梯形圖 見圖 47： 圖 47 啟動 /停止子程序梯形 18 下料控制子程序清單見圖 48 圖 48 下料控制子程序 19 抓料控制子程序清單見圖 49： 圖 49抓料控制子程序 20 警示燈控制子程序清單見圖 410： 圖 410 警示燈控制子程序 裝配單元由于使用的 I/O 點數(shù)較多，所以選用的 PLC 為 S7200226CN，根據(jù)程序中是用到的 I/O 分配情況，畫出如下 PLC 接線原理圖。 圖 52 分揀單元氣動控制回路工作原理圖 三 、分揀單元變頻器的設(shè)置 在分揀單元的設(shè)計上，首先有設(shè)計好傳動機(jī)構(gòu)，因此首先要先設(shè)置好變頻器的參數(shù)。 ，在相應(yīng)的推料氣缸位置把工件推出。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功 4 Pr20 慣量比 1678 該值自動調(diào)整得到，具體請參 AC 5 Pr21 實時自動增益設(shè)置 1 實時自動調(diào)整為常規(guī)模式，運行時負(fù)載慣量的 變化情況很小 6 Pr22 實時自動增益設(shè)置的機(jī)械 剛性選擇 1 次參數(shù)值設(shè)得越大，響應(yīng)越快，但過大可能不 穩(wěn)定 7 Pr41 指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置 1 指令脈沖 +指令方向，設(shè)置次參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功 指令脈沖 + 指令方向 8 Pr42 指令脈沖輸入方式 3 9 Pr48 指令脈沖分倍頻第 1 分子 10000 每 轉(zhuǎn) 所 需 指 令脈 沖 數(shù) = 編 碼 器 分辨 率*(pr4B/(pr4B*2pr4A)),編碼器分 辨率為 10000（ 2500P/r*4） ,則每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù) =10000*（ pr4B/(Pr4B*2pr4A) ）=10000*(5000/(10000*1))=5000 10 Pr49 指令脈沖分倍頻第 2 分子 0 11 Pr4A 指令脈沖分倍頻分子倍率 0 12 Pr4B 指令脈沖分倍頻分母 5000 （ 2） 使用位控向?qū)Ь幊? STEP7 軟件的位控向?qū)茏詣犹幚?PTO 脈沖的單段管線和多段管線、脈寬調(diào)制、 SM 位置配置和創(chuàng)建包絡(luò)表。 （ 4） 機(jī)械手裝置移動到加工站物料臺的正前方后，即把工件放到加工站物料臺上。抓取的順序與供料站抓取工件的順序相同。由于需要輸出驅(qū)動伺服電機(jī)的高速脈沖， PLC 應(yīng)采用晶體管輸出型。系統(tǒng)主令工作信號由連接到輸送站 PLC 的觸摸屏人機(jī)界面提供，整個系統(tǒng)的主要工作狀態(tài)除了在人機(jī)界面上顯示外，尚須由安裝在裝配單元的警示燈顯示上電復(fù)位、啟動、停止、報警等狀態(tài)。 6． 在工件推到供料站物料臺后，輸送站抓取機(jī)械手裝置應(yīng)移動到供料站物料臺的正前方，然后執(zhí)行抓取供料站工件的操作。 11． 裝配站物料臺的傳感器檢測到工件到來后，擋料氣缸縮回，使料槽中最底層的小圓柱工件落到回轉(zhuǎn)供料臺上，然后旋轉(zhuǎn)供料單元順時針旋轉(zhuǎn) 180 度（右旋），到位后裝配機(jī)械手按下降氣動手爪 → 抓取小圓柱 → 手爪提升 → 手臂伸出 → 手爪下降 → 手爪松開的動作順序，把小園柱工件裝入大工件中，裝入動作完成，向系統(tǒng)發(fā)出裝配完成信號。 14． 僅當(dāng)分揀站分揀工作完成，并且輸送站機(jī)械手裝置回到原點，系統(tǒng)的一個工作周期才認(rèn)為結(jié)束。 31 （ 1）輸送站（ 1站）發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)位定義： 位地址 數(shù)據(jù)意義 位地址 數(shù)據(jù)意義 啟動 加工站限制加工 停止 裝配站限制裝配 急停 到達(dá)加工站 到達(dá)裝配站 警示燈綠 警示燈紅 警示燈橙 輸送站位地址 數(shù)據(jù)意義 備注 聯(lián)機(jī)運行信號 急停信號 1=急停動作 復(fù)位標(biāo)志 全線復(fù)位 觸摸屏全線 /單機(jī)方式 1=全線， 0=單機(jī) 允許供料信號 允許加工信號 允許裝配信號 允許分揀信號 供料站物料不足 供 料站物料沒有 VD1002 變頻器最高頻率輸入 (2）輸送站收 2站 接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)位定義：（數(shù)據(jù)來自供料站） 輸送站位地址 供料站位地址 數(shù)據(jù)意義 供料站物料不夠 供料站物料有無 供料站物料臺有無物料 供料站位地址 數(shù)據(jù)意義 備注 供料站在初始狀態(tài) 一次推料完成 全線 /單機(jī)方式 1=全線， 0=單機(jī) 單站運行信號 物料不足 物料沒有 32 (3）輸送站收 3站 接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)位定義：（數(shù)據(jù)來自加工站） 輸送站位地址 加工站位地址 數(shù)據(jù)意義 加工站物料臺有無物料 加工站加工完成 加工站位地址 數(shù)據(jù)意義 備注 加工站在初始狀態(tài) 沖壓完成信號 全線 /單機(jī)方式 1=全線， 0=單機(jī) 單站運行信號 (4）輸送站收 4站 接收緩沖區(qū)數(shù) 據(jù)位定義：（數(shù)據(jù)來自裝配站） 輸送站位地址 供料站位地址 數(shù)據(jù)意義 裝配站物料不夠 裝配站物料有無 裝配站物料臺有無物料 裝配站裝配完成 裝配站位地址 數(shù)據(jù)意義 備注 裝配站在初始狀態(tài) 裝配完成信號 全線 /單機(jī)方式 1=全線， 0=單機(jī) 單機(jī)運行信號 料倉物料不足 料倉物料沒有 (5）輸送站收 5站 接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)位定義：（數(shù)據(jù)來自分揀站） 分揀站位地址 數(shù)據(jù)意義 備注 分揀站在初始狀態(tài) 分揀完成信號 全線 /單機(jī)方式 1=全線， 0=單機(jī) 單機(jī)運行信號 三 、系統(tǒng)安裝調(diào)試 由于 本系統(tǒng) 涉及到用弱電控制強(qiáng)電，因此，應(yīng)該注意連接時出現(xiàn)的干擾，避免由于干擾造成 伺服電機(jī) 的誤動作，或者由于連接不當(dāng)導(dǎo)致 PLC 或變頻器的損壞。注意區(qū)分變頻器的輸入和輸出端。 在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，遇到了一些問題，最主要的是在整體控制時，對各站之間的通信不是很了解，導(dǎo)致了整體控制實現(xiàn)不了。老師的高深的學(xué)術(shù)水平，科學(xué)的思維方法和深入淺出的講解更準(zhǔn)確更形象的把設(shè)計中的知識傳 輸給我。 階段性任務(wù) 完成情況好， 記 9～ 10 分； 階段性任務(wù) 完成情況較好， 記 7～ 分； 階段性任務(wù) 完成情況一般，