【正文】 同時(shí)感謝我的同組 朱廷 同學(xué)，在圓滿完成課題設(shè)計(jì)的過程中給予我毅力上的鼓勵(lì)，在資料的收集中 給我提供了很多路徑，在設(shè)計(jì)安裝中也提出多種參考意見，以至與我能夠順利的完成。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(jì)中的知識(shí)傳輸給我。 致 謝 本課題的圓滿完成特別感謝祝驊老師詳細(xì)的指導(dǎo)。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且通過這次課程設(shè)計(jì)使我 運(yùn)用了課堂上的 理論與實(shí)際相結(jié)合重要 性 ， 既要 從理論中 分析問題 ， 又要從實(shí)際中解決問題發(fā)現(xiàn)才是根本。一個(gè) 自動(dòng)化生產(chǎn)線 的基本組成部分有 傳感檢測(cè)、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)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 把這些獨(dú)立部分 融合在一起。 圖 78 雙電控氣閥示意圖 40 總 結(jié) 通過本次的學(xué)習(xí)讓我的學(xué)習(xí)能力有了很大的提高，在任務(wù)設(shè)計(jì)中讓我對(duì)自動(dòng)化 生產(chǎn)線 有 所 了解。 圖 77 輸送單元 氣動(dòng)控制回路原理圖 在氣動(dòng)控制回路中， 驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)氣缸和氣動(dòng)手指氣缸的電磁閥采用的是 二位五通雙電控 電磁 閥 ，電磁 閥 外形如圖 78 所示。輸送單元 PLC 的 I/O 信號(hào)分配見 表 74， I/O 接線原理圖見附錄 4 所示。 輸送單元的 PLC 的 I/O 接線 根據(jù)工作任務(wù)要求，輸送單元的裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配如表 73 所示。但是若急停按鈕按下時(shí)，輸送站機(jī)械手裝置正在 向某一目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)，則急停復(fù)位后輸送站機(jī)械手裝置應(yīng)首先返回原點(diǎn)位置，然后再向原目標(biāo)點(diǎn) 37 運(yùn)動(dòng)。 非正常運(yùn)行的功能測(cè)試 若在工作過程中按下急停按鈕 QS，則系統(tǒng)立即停止運(yùn)行。 當(dāng)抓取機(jī)械手裝置返回原點(diǎn)后，一個(gè)測(cè)試周期結(jié)束。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置以 400mm/s 的速度返回，返回 900mm 后，擺臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90176。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置從裝配站向分揀站運(yùn)送工件，到達(dá)分揀站傳送帶上方入料口后把工件放下，動(dòng)作順序與加工 站放下工件的順序相同。抓取的順序與供料站抓取工件的順序相同。其動(dòng)作順序與加工站放下工件的順序相同。 ⑸ 抓取動(dòng)作完成后，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置移動(dòng)到裝配站物料臺(tái)的正前方。 ⑷ 放下工件動(dòng)作完成 2 秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取加工站工件的操作。 ⑶ 機(jī)械手裝置移動(dòng)到加工站物料臺(tái)的正前方后，即把工件放到加工站物料臺(tái)上。 正常功能測(cè)試 ⑴ 抓取機(jī)械手裝置從供料站出料臺(tái)抓取工件，抓取的順序是：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺(tái)上升→手臂縮回。 當(dāng)抓取機(jī)械手裝置回到原點(diǎn)位置，且輸送單元各個(gè)氣缸 滿足初始位置的要求，則復(fù)位完成，“正常工作”指示燈 HL1 常亮。 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 P r 4A2P r 48P r 4B??? 編碼器分辨率每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù) 現(xiàn)編碼器分辨率為 10000（ 2500p/rх 4），參數(shù)設(shè)置如表，則， 5000210000 500010000100000 ??????? P r 4A2P r 4 8P r 4 B每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù) 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 6000 輸送單元的 PLC 工作任務(wù) 輸送單元在通電后，按下復(fù)位按鈕 SB1，執(zhí)行復(fù)位操作，使抓取機(jī)械手裝置回 36 到原點(diǎn)位置。 7 Pr41 指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置 1 指令脈沖 + 指令方向。 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。 軸地址選擇開關(guān) 轉(zhuǎn)矩監(jiān)測(cè)端子 轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)端子 顯示單元 35 表 72 伺服參數(shù)設(shè)置表格 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 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。注意先將 SON斷開。 2．參數(shù)保存，按“ M”鍵選擇到“ EESET”后按“ Set”鍵確認(rèn)，出現(xiàn)“ EEP ”，然后按向上鍵 3 秒鐘，出現(xiàn)“ FINISH”或“ reset”，然后重新上電即保存。然后按向上、下或向左的方向鍵調(diào)整參數(shù)，調(diào)整完后，按“ S”鍵返回。 34 圖 75 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置軟件 Panaterm 圖 76 驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置面板 表 71 伺服驅(qū)動(dòng)器面板按鈕的說明 按鍵說明 激活條件 功能 在模式顯示時(shí)有效 在以下 5種模式之間切換： 1）監(jiān)視器模式； 2)參數(shù)設(shè)置模式； 3） EEPROM寫入模式； 4）自動(dòng)調(diào)整模式； 5）輔助功能模式。操作面板如下圖 76 所示。 在 PC 上安裝，通過與伺服驅(qū)動(dòng)器建立起通信，就可將伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)狀態(tài)讀出或?qū)懭?，非常方便，見圖 75。所采用的是簡化接線方式，如圖 74 所示。 33 X6：連接到電機(jī)編碼器信號(hào)接口，連接電纜應(yīng)選用帶有屏蔽層的雙絞電纜，屏蔽層應(yīng)接到電機(jī)側(cè)的接地端子上，并且應(yīng)確保將編碼器電纜屏蔽層連接到插頭的外殼（ FG）上。機(jī)身也必須接地。必須注意，電源電壓務(wù)必按照驅(qū)動(dòng)器銘牌上的指示，電機(jī)接線端子（ U、 V、 W）不可以接地或短路，交流伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不象感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以通過交換三相相序來改變，必須保證驅(qū)動(dòng)器上的 U、 V、 W、 E 接線端子與電機(jī)主回路接線端子按規(guī)定的次序一一對(duì)應(yīng)，否則可能造成驅(qū)動(dòng)器的損壞。 X2：電機(jī)接口和外置再生放電電阻器接口。驅(qū)動(dòng)器的外觀和面板如圖 73 所示。 MHMD022P1U 的含義： MHMD 表示電機(jī)類型為大慣量， 02 表示電機(jī)的額定功率為 200W， 2 表示電壓規(guī)格為 200V， P 表示編碼器為增量式 編碼器，脈沖數(shù)為 2500p/r，分辨率 10000，輸出信號(hào)線數(shù)為 5 根線。 圖 71 輸送單元裝置側(cè)部分 松下 MINASA4 系列 AC 伺服電機(jī)?驅(qū)動(dòng)器簡介 在輸送單元上中，采用了松下 MHMD022P1U 永磁同步 交流伺服電機(jī)，及MADDT1207003 全數(shù)字交流永磁同步 伺服驅(qū)動(dòng)裝置作為運(yùn)輸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制裝置。 輸送單元由抓取機(jī)械手裝置、直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件、拖鏈裝置、 PLC 模塊 和接線端口以及按鈕 /指示燈模塊等部件 組成 。 圖 56 分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 31 第七 章 輸送單元控制系統(tǒng) 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。 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)。 本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖 66 所示。 表 64 分揀單元 PLC 的 I/O 信號(hào)表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 序號(hào) PLC輸入點(diǎn) 信號(hào)名稱 信號(hào)來源 序號(hào) PLC輸出點(diǎn) 信號(hào)名稱 信號(hào)輸出目標(biāo) 1 X000 旋轉(zhuǎn)編碼器 B相 裝置側(cè) 1 Y000 STF 變頻器 2 X001 旋轉(zhuǎn)編碼器 A相 2 Y001 RH 變頻器 3 X002 旋轉(zhuǎn)編碼器 Z相 3 4 X003 進(jìn)料口工件檢測(cè) 4 5 X004 電感式傳感器 5 6 X005 光纖傳感器 6 Y004 推桿 1電磁閥 7 X006 7 Y005 推桿 2電磁閥 8 X007 推桿 1推出到位 8 Y006 推桿 3電磁閥 9 X010 推桿 2推出到位 9 Y007 HL1 按鈕 /指示燈模塊 10 X011 推桿 3推出到位 10 Y010 HL2 11 X012 啟動(dòng)按鈕 按鈕 /指示 燈 模塊 11 Y011 HL3 12 X013 停止按鈕 13 X014 急停按鈕 14 X015 單站 /全線 30 分揀單元的氣動(dòng)控制回路 分揀單元的電磁閥組使用了三個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。 28 分 揀單元 PLC 的 I/O 接線 根據(jù)工作任務(wù)要求，分揀單元裝置側(cè) 的接線端口信號(hào)端子的分配如表 63 所示。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。 如果工件為白色芯金屬件，則該工件對(duì)到達(dá) 1 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 1 號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá) 2 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 2 號(hào)槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對(duì)到達(dá) 3 號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到 3 號(hào)槽中。 若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2 常亮。 設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的三個(gè)氣缸均處于縮回位置，則 “正常工作”指示燈 HL1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測(cè)。 27 FRE740變頻器的本次參數(shù)的設(shè)定 FRE740 變頻器本次參數(shù)的設(shè)定如 表 62 所示。 5 頻率設(shè)定公共端 頻率設(shè)定信號(hào)（端子 2 或 4）及端子 AM的公共端子。 頻 率 設(shè) 定 2 頻率設(shè)定（電壓） 如果輸入 DC0～ 5V （或 0～ 10V），在 5V （ 10V）時(shí)為最大輸出頻率，輸入輸出成正比。 DC24V電源公共端 DC24V 電源（端子 PC）的公共輸出端子。 表 61 控制電路輸入端子的功能說明 種 類 端子 編號(hào) 端子名稱 端子功能說明 接 點(diǎn) 輸 入 STF 正轉(zhuǎn)啟動(dòng) STF信號(hào) ON時(shí)為正轉(zhuǎn)、 OFF時(shí)為停 SD 接點(diǎn)輸入公共端（漏型）（初始設(shè)定） 接點(diǎn)輸入端子（漏型邏輯）的公共端子。 FRE700 變頻器與三菱 FX0N3A 的 電路的接線如圖 65 所示。 FRE740 系列變頻器控制電路的接線如圖 64 所示。在本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，沒有使用這個(gè)交流接觸器。YL335B 設(shè)備均未使用，故用虛線畫出。 圖 63 FRE740系列變頻器主電路的通用接線 圖中有關(guān)說明如下： ①端子 P P/+之間用以連接直流電抗器，不須連接時(shí)，兩端子間短路。在本次介紹著重于變頻器的接線、常用參數(shù)的設(shè)置等方面。 FRE700 系列 變頻器 的外觀和型號(hào)的定義如圖 62 所示?；疑与娫?正 24V， 藍(lán)色 接電源 0V。 圖 61 分揀單元的機(jī)械結(jié)構(gòu)總成 旋轉(zhuǎn)編碼器的電氣接線 旋轉(zhuǎn)編碼器有五個(gè)接線端子，每根導(dǎo)線的顏色不同，五根導(dǎo)線的顏色分別為白、綠、黃、灰、藍(lán)其中白、綠、黃三根的分別 代表 （ B） 、 （ A） 、 （ Z） 三相。 分揀單元主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口， PLC 模塊，按鈕 /指示燈模塊及底板等。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。 圖 52 裝配單元的閥組 在進(jìn)行氣路連接時(shí)，請(qǐng)注意各氣缸的初始位置，其中，擋料氣缸在伸出位置，手爪提升氣缸在提起位置。這些閥分別對(duì) 22 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)。 PLC 接線原理圖見附錄 2。 表 51 裝配單元裝置側(cè)的接線端口信號(hào)端子的分配 輸入端口中間層 輸出端口中間層 端子號(hào) 設(shè)備符號(hào) 信號(hào)線 端子號(hào) 設(shè)備符號(hào) 信號(hào)線 2 SC1 零件不足檢測(cè) 2