【文章內(nèi)容簡介】 圖 33 加工過程的流程圖 從流程圖可以看到，當(dāng)一個(gè)加工周期結(jié)束，只有加工好的工件被取走后，程序才能返回 ，這就避免了重復(fù)加工的可能。 主程序如圖 34 所示，它只是在每一掃描周期 ( ON)調(diào)用 2個(gè)子程序，一個(gè)是啟動(dòng) /停止子程序，其功能是在讀取主站發(fā)送來的控制命令以及把本站狀態(tài)信號(hào)寫到通信數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。另一個(gè)子程序則是完成加工工藝控制功能。 圖 34 加工站主程序梯形圖 12 啟動(dòng) /停止子程序如圖 35所示 加工子程序梯形圖 36所示 13 圖 36加工子程序梯形圖 加工單元選用 S7224 AC/DC/RLY 主單元，共 14 點(diǎn)輸入和 10 點(diǎn)繼電器輸出。 PLC的信號(hào)接線原理圖如圖 37所示。 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(jì) 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(gè)物料進(jìn)行裝配的過程。主要是通過對(duì)自身物料倉庫的物料按生產(chǎn)需要進(jìn)行分配，并使用機(jī)械手將其插入來自加工單元的物料中心孔的過程。裝配單元總裝實(shí)物圖如 41。 圖 41 裝配單元總裝實(shí) 物 15 裝配單元的功能是完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到放置在裝配料斗的待裝配工件中的裝配過程。 二、 裝配單元?dú)鈩?dòng)控制回路 裝配單元的閥組 6個(gè)二位五通單電控電磁換向閥組成， 這些閥分別對(duì)供料，位置變換和裝配動(dòng)作氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。氣動(dòng)控制回路圖如圖 42所示。 圖 42 裝配單元?dú)鈩?dòng)控制回路 三、裝配 單元的 PLC 控制系統(tǒng) 裝配單元較為復(fù)雜，可細(xì)分為以下幾個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)： （一） 落料機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 落料機(jī)構(gòu)的工作原理可設(shè)計(jì)成，和供料單元相似，根據(jù)其結(jié)構(gòu)如圖 43 所示，設(shè)計(jì)的工作流程為： 檢測到料倉有物料，且出料回轉(zhuǎn)臺(tái)無物料（延時(shí) ）→頂料氣缸動(dòng)作頂料（延時(shí)1S）→頂料到位→擋料氣缸縮回→縮回到位（延時(shí) ）→擋料氣缸伸出（延時(shí) ）→頂料氣缸縮回→縮回到位→檢測物料回轉(zhuǎn)臺(tái)有無物料 。 16 圖 43 落料機(jī)構(gòu) 工作流程圖 （二）回 轉(zhuǎn)物料臺(tái) 的設(shè)計(jì) 在程序上，設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)物料臺(tái)的光電傳感器 電傳感器 2，分別為落料機(jī)構(gòu)和機(jī)械手的物料臺(tái)上有 /無物料的檢測。如圖 44所示。 回轉(zhuǎn)物料臺(tái)的工作過程是：當(dāng)光電傳感器 1 檢測到料盤中有物料 ，光電傳感器 2檢測到料盤中無物料（延時(shí) 1S）→擺動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn) 180176。 圖 44 廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)的結(jié)構(gòu) （三） 裝配機(jī)械手 的設(shè)計(jì) 裝配機(jī)械手是整個(gè)裝配單元的核心。當(dāng)裝配機(jī)械手正下方的廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)料盤上有小園柱零件，且裝配臺(tái)側(cè)面的光纖傳感器檢測到裝配臺(tái)上有待裝配工件的情況下，機(jī)械手從初始狀態(tài)開始執(zhí)行裝配操作過程。裝配機(jī)械手整體外形如圖 45 所示。 整體的控制流程為：檢測到裝配臺(tái)有物料→手爪下降抓料→手爪夾緊→手爪上升→手爪上升到位→手爪伸出→手爪伸出到位→手爪下降→手爪下降到位→手爪松開→手爪上升→手爪上升到位→手爪縮回初始位置 17 圖 45裝配機(jī)械手 的控制流程圖 6． 在運(yùn)行中發(fā)生 “ 零件不足 ” 報(bào)警時(shí)， 指示燈 HL3 以 1Hz 的頻率閃爍， HL1 和 HL2燈常亮；在運(yùn)行中發(fā)生 “ 零件沒有 ” 報(bào)警時(shí)，指示燈 HL3 以亮 1 秒，滅 秒的方式閃爍， HL2 熄滅， HL1 常亮。 上述 4 部分的控制，可分別編寫相應(yīng)的子程序，在主程序中調(diào)用。圖 46 是主程序梯形圖。 圖 46 裝配單元主程序梯形圖 啟動(dòng) /停止子程序梯形圖 見圖 47： 圖 47 啟動(dòng) /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(diǎn)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。 如圖 41 412： 圖 411 裝配單元 PLC 輸入口接線原理圖 21 圖 412 裝配單元 PLC 輸出口接線原理圖 第五章分揀單元的設(shè)計(jì) 一、分揀單元的基本功能 分揀單元是 YL335A 中的最末單元，完成對(duì)上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。 當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到 時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。 如圖51所示分揀單元實(shí)物的全貌。 圖 51 分揀單元實(shí)物的全貌 22 二、 分揀單元 氣動(dòng)控制回路 本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 52所示。 通過傳感器的檢測，判別工件的種類，在 PLC 程序中分別實(shí)現(xiàn)對(duì) 1Y 2Y1 和 3Y1 的控制，從而 分別控制 3 個(gè)分揀氣缸 。圖中 1A、 2A和 3A 分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。 1B 2B1 和 3B1 分別為安裝在各分揀氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。 圖 52 分揀單元?dú)鈩?dòng)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(jì)上，首先有設(shè)計(jì)好傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此首先要先設(shè)置好變頻器的參數(shù)。變頻器采用的是 西門子 MM420。變頻器按照表 ， 當(dāng) DIN1=1， DIN2=0，變頻器輸出 25Hz（中速）； 當(dāng) DIN1=0， DIN2=1，變頻器輸出 15Hz（低速）； 當(dāng) DIN3=1，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 。 表 2 段固定頻率控制參數(shù)表 步驟號(hào) 參數(shù)號(hào) 出廠值 設(shè)置值 說明 1 P0003 1 1 設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí) 2 P0004 0 7 命令組為命令和數(shù)字 I/O 3 P0700 2 2 命令源選擇 “ 由端子排輸入 ” 4 P0003 1 2 設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí) 5 P0701 1 16 DIN1 功能設(shè)定為固定頻率設(shè)定值（直接選擇 +ON） 6 P0702 12 16 DIN2 功能設(shè)定為固定頻率設(shè)定值（直接選擇 +ON） 7 P0703 9 12 DIN3 功能設(shè)定為接通時(shí)反轉(zhuǎn) 8 P0004 0 10 命令組為設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器 9 P1000 2 3 頻率給定輸入方式設(shè)定為固定頻率設(shè)定值 10 P1001 0 25 固定頻率 1 11 P1002 5 15 固定頻率 2 23 四 、分揀單元的 程序結(jié)構(gòu) 分揀控制程序 采用 步進(jìn) 順 控程序 ： ，清零 HC0 當(dāng)前值，以固定頻率啟動(dòng)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。梯形圖如圖 53 所示。 圖 53 分揀控制子程序初始步梯形圖 ，根據(jù) 2 個(gè)傳感器動(dòng)作與否，判別工件的屬性，決定程序的流向。 HC0 當(dāng)前值與傳感器位置值的比較可采用觸點(diǎn)比較指令實(shí)現(xiàn)。完成上述功能的梯形圖見圖 54。 ，在相應(yīng)的推料氣缸位置把工件推出。推料氣缸返回后，步進(jìn)順控子程序返回初始步。 圖 54在傳感器位置判別工件屬性的梯形圖 24 根據(jù)程序中 I/O 端口的分配使用情況，畫出 PLC 的 I/O 接線原理圖 55如下： 圖 55I/O 接線原理圖 第六章 輸送 單元的設(shè)計(jì) 一、 輸送 單元 的基本功能 輸送單元的基本功能：通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺(tái)上精確定位，并在該物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下，實(shí)現(xiàn)傳 送工件的功能。 如圖 61 輸送單元總裝實(shí)物： 圖 61輸送單元總裝實(shí)物 25 二、 輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過程 輸送單元工藝功能是：驅(qū)動(dòng)其抓取機(jī)械手裝置精確定位到指定單元的物料臺(tái)，在物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下的功能。 輸送單元在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中擔(dān)任著主站 角色，它接收來自觸摸屏的系統(tǒng)主令信號(hào)，讀取網(wǎng)絡(luò)上各從站的狀態(tài)信息，加以綜合后，向各從站發(fā)送控制要求，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。 抓取機(jī)械手裝置是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)四自由度運(yùn)動(dòng)（即升降、伸縮、氣動(dòng)手指夾緊 /松開和沿垂直軸旋轉(zhuǎn)的四維運(yùn)動(dòng)）的工作單元，該裝置整體安 裝在直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件的滑動(dòng)溜板上，在傳動(dòng)組件帶動(dòng)下整體作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，定位到其他各工作單元的物料臺(tái)，然后完成抓取和放下工件的功能。 三、 輸送單元 氣動(dòng)控制回路 輸送單元的抓取機(jī)械手裝置上的所有氣缸連接的氣管沿拖鏈敷設(shè)，插接到電磁閥組上，其氣動(dòng)控制回路如圖 62所示。 圖 62 輸送單 元?dú)鈩?dòng)控制回路原理圖 四、 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 的使用 （ 1）設(shè)置 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 參數(shù) 表 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 參數(shù)設(shè)置表 序號(hào) 參數(shù) 設(shè)置數(shù)值 功能和含義 參數(shù)編 號(hào) 參數(shù)名稱 1 Pr01 LED 初始狀態(tài) 1 顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速 26 2 Pr02 控制模式 0 位置控制（相關(guān)代碼 P） 3 Pr04 行程限位禁止輸入無效設(shè) 置 2 當(dāng)左或右限位動(dòng)作，則會(huì)發(fā)生 Err38 行程限位禁止輸入信號(hào)出錯(cuò)報(bào)警。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(dòng)調(diào)整得到，具體請(qǐng)參 AC 5 Pr21 實(shí)時(shí)自動(dòng)增益設(shè)置 1 實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整為常規(guī)模式，運(yùn)行時(shí)負(fù)載慣量的 變化情況很小 6 Pr22 實(shí)時(shí)自動(dòng)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