【正文】 1Y 擋料電磁閥 3 SC2 零件有無檢測 3 2Y 頂料電磁閥 4 SC3 左料盤零件檢測 4 3Y 回轉(zhuǎn)電磁閥 5 SC4 右料盤零件檢測 5 4Y 手爪夾緊電磁閥 6 SC5 裝配臺(tái)工件檢測 6 5Y 手爪下降電磁閥 7 1B1 頂料到位檢測 7 6Y 手臂伸出電磁閥 8 1B2 頂料復(fù)位檢測 8 AL1 紅色警示燈 9 2B1 擋料狀態(tài)檢測 9 AL2 橙色警示燈 10 2B2 落料狀態(tài)檢測 10 AL3 綠色警示燈 11 5B1 擺動(dòng)氣缸左限檢測 11 12 5B2 擺動(dòng)氣缸右限檢測 12 13 6B2 手爪夾緊檢測 13 14 4B2 手爪下降到位檢測 14 15 4B1 手爪上升到位檢測 16 3B1 手臂縮回到位檢測 17 3B2 手臂伸出到位檢測 裝配單元的 I/O 點(diǎn)較多，選用三菱 FX2N48MR 主單元 ，共 24 點(diǎn)輸入， 24 點(diǎn)繼電 21 器輸出。 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。 完成裝配任務(wù)后，裝配機(jī)械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。如果回轉(zhuǎn)臺(tái)上的左料盤內(nèi)沒有小園柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零件， 20 而右料盤內(nèi)沒有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)操作。否則，該指示燈以 1Hz 頻率閃爍。 設(shè)備上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，且料倉上已經(jīng)有足夠的小園柱零件；工件裝配臺(tái)上沒有待裝配工件。 圖 44 加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖 19 第 五 章 裝配單元控制系統(tǒng) 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過程 裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包括：管形 料倉 ，供料機(jī)構(gòu)，回 轉(zhuǎn)物料臺(tái)，機(jī)械手，待裝配工件的定位機(jī)構(gòu)，氣動(dòng)系統(tǒng)及其閥組，信號(hào)采集及其自動(dòng)控制系統(tǒng)，以及用于電器連接的端子排組件，整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號(hào)燈和用于其他機(jī)構(gòu)安裝的鋁型材支架及底板，傳感器安裝支架等其它附件。 1B1 和 1B2 為安裝在沖壓氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)， 2B1 和 2B2 為安裝在加工臺(tái)伸縮氣缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)， 3B1 為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。通常，這兩個(gè)氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。 1B1 和 1B2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)， 2B1 和 2B2 為安裝在推料缸的兩個(gè)極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。 表 42 供料加工單元 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)來源 1 X0 頂料氣缸伸出到位 裝置側(cè) 1 Y0 頂料電磁閥 裝置側(cè) 2 X1 頂料氣缸縮回到位 2 Y1 推料電磁閥 3 X2 推料氣缸伸出到位 3 Y2 夾緊電磁閥 4 X3 推料氣缸縮回到位 4 Y3 料臺(tái)伸縮電磁閥 5 X4 出料臺(tái)物料檢測 5 Y4 沖壓電磁閥 6 X5 供料不足檢測 6 Y5 7 X6 缺料檢測 7 Y6 8 X7 金屬工件檢測 8 9 X10 加工臺(tái)物料檢測 9 Y7 正常工作指示 按鈕 / 指示燈模塊 10 X11 工件夾緊檢測 10 Y10 運(yùn)行指示 11 X12 加工臺(tái)伸出到位 12 X13 加工臺(tái)縮回到位 13 X14 加工壓頭上限 14 X15 加工壓頭下限 15 X16 16 X17 17 X20 停止按鈕 按鈕 /指示燈模塊 18 X21 啟動(dòng)按鈕 19 X22 急停按鈕 20 X23 工作方式選擇 17 供料加工單元?dú)鈩?dòng)控制回路 供料單元 氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖 43 所示。同時(shí)選用三菱 FX2N8ER擴(kuò)展模塊，共 4 點(diǎn)輸入和 4 點(diǎn)繼電器輸出 。 15 PLC 的 I/O 分配及系統(tǒng)安裝接線 供料加工單元裝置側(cè)的接線端口 上各電磁閥和傳感器的引線安排如表 41所示。 在工作過程中，若按下停止按鈕，加工單元在完成本周期的動(dòng)作后停止工作。當(dāng)待加工工件送到加工臺(tái)上并被檢出后，設(shè)備執(zhí)行將工件夾緊，送往加工區(qū)域沖壓，完成沖壓動(dòng)作后返回待料位置的工件加工工序。否則，該指示燈以 1Hz 頻率閃爍。具體的控制要求為： 初始狀態(tài)：設(shè)備上電和氣源接通后，滑動(dòng)加工臺(tái)伸縮氣缸處于伸出位置，加工臺(tái)氣動(dòng)手爪松開的狀態(tài)，沖壓氣缸處于縮回位置，急停按鈕沒有按下。其中，該單元機(jī)械結(jié)構(gòu)總成如圖 42 所示。 14 加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 加工單元的功能是完成把待加工工件從物料臺(tái)移送到加工區(qū)域沖壓氣缸的正下方；完成對(duì)工件的沖壓加工，然后把加工好的工件重新送回 物料臺(tái)的過程。工作站在完成本周期任務(wù)后停止。 ④ 若在運(yùn)行中料倉內(nèi)工件不足，則工作單元繼續(xù)工作，但“正常工作”指示燈 HL1以 1Hz 的頻率閃爍，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2 保持常亮。出料臺(tái)上的工件被人工取出后，若沒有停止信號(hào)，則進(jìn)行下一次推出工件操作。 ② 若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，工作單元啟動(dòng)，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈 HL2 常亮。具體的控制要求為： ① 設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的兩個(gè)氣缸均處于縮回位置，且料倉內(nèi)有足夠的待加工工件，則“正常工作”指示燈 HL1 常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。 供料單元的 PLC 工作任務(wù) 本章節(jié) 只考慮供料單元作為獨(dú)立設(shè)備運(yùn)行時(shí)的情況，單元工作的主令信號(hào)和工作狀態(tài)顯示信號(hào) 來自 PLC 旁邊的按鈕 /指示燈模塊。出料臺(tái)面開有小孔，出料臺(tái)下面設(shè)有一個(gè)園柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)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(tái)有無工件的信號(hào)。這樣，料倉中有無儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)反映出來。它們的功能是檢測料倉中有無儲(chǔ)料或儲(chǔ)料是否足夠。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。在需要將工件推出到 物料臺(tái)上時(shí)，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(tái)上。 該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。 其中，管形料倉和工件推出裝置用于儲(chǔ)存工件原料，并在需要時(shí)將料倉中最下層的工件推出到出料臺(tái)上。 圖 38 PLC 鏈接網(wǎng)絡(luò)連接 12 第 四 章 供料與加工單元控制系統(tǒng) 供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：工件裝料管，工件推 出裝置，支撐架，閥組，端子排組件， PLC，急停按鈕和啟動(dòng) /停止按鈕，走線槽、底板等。它的 LED 顯示 /端子排列如圖 37 所示。 11 RS485 總線的電氣連接 安裝和連接 N:N 通信網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)安裝前，應(yīng)斷開電源。 圖 36 氣源處理組件 氣源處理組件輸入氣源來自空氣壓縮機(jī)，所提供的壓力為 ～ , 輸出壓力為 0～ 可調(diào)。在使用時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過濾器中凝結(jié)水的水位，在超過最高標(biāo)線以前，必須排放，以免被重新吸入。 圖 34 供電電源模塊一次回路原理圖 10 圖 35 配電箱設(shè)備安裝圖 氣源處理裝置 本次任務(wù)的氣源處理組件及其回路原理圖分別如圖 36 所示。其中，變頻器電源通過 DZ47C16/3P 三相自動(dòng)開關(guān)供電；各工作站 PLC 均采用 DZ47C5/2P 單相自動(dòng)開關(guān)供電。圖中，總電源開關(guān)選用 DZ47LE32/C32 型三相四線漏電開關(guān)。 ⑸分揀單元： FX2N32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)繼電器輸出。 ⑶加工單元： FX2N32MR 主單元，共 16 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)繼電器輸出。 ⑵主令器件：綠色常開按鈕 SB1 一只 紅色常開按鈕 SB2 一只 選擇開關(guān) SA（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)） 急停按鈕 QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)） 當(dāng)各工作單元通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于采用三菱 FX系列 PLC 的設(shè)備 ， 各工作站 PLC 配置如下： ⑴輸送單元： FX1N40MT 主單元，共 24 點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)晶體管輸出。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。 當(dāng)工作單元自成一個(gè) 獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號(hào)以及運(yùn)行過程中的狀態(tài)顯示信號(hào)，來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。其中 25 針接頭電纜連接 PLC 的輸入信號(hào)， 15 針接頭電纜連接 PLC 的輸出信號(hào)。底層端子用以連接 DC24V 電源的 +24V端和 0V 端。 裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接 DC24V 電源的 +24V 端，底層 端子用以連接 DC24V 電源的 0V 端，中間層端子用以連接各信號(hào)線。兩個(gè)接線端口間通過多芯信號(hào)電纜互連。解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的 PLC 裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)的抽屜板上。本次任務(wù) 配置為伺服電機(jī)。輸送單元的外觀如圖 27 所示。如圖 26 所示分揀單元實(shí)物的全貌。裝配單元總裝實(shí)物圖如 25。如圖 24 所示為加工單元實(shí)物的全貌。如圖 23 所示為供料單元實(shí)物的全貌。 圖 22 自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備俯視圖 560 310 430 350 4 各個(gè)單元的基本功能如下： 供料單元的基本功能：供料單元是本次設(shè)計(jì)中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。 設(shè)計(jì)中應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。 其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。 2 第二章 自動(dòng)生產(chǎn)線的組成及基本功能 基本組成 自動(dòng)生產(chǎn)線 由安裝在 鋁合金導(dǎo)軌式臺(tái) 面 上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。整個(gè)系統(tǒng)基于三菱 PLC 的 N： N 網(wǎng)絡(luò)，包括變頻控制、伺服控制等，是各種電氣控制的綜合應(yīng)用。首先由供料站提供原料，運(yùn)輸站將其送至加工站加工，然后送至 裝配 站進(jìn)行安裝，最后由分揀站進(jìn)行分揀。工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。自動(dòng)化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動(dòng)化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動(dòng)化等。 現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。研制出適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)型式的柔性制造系統(tǒng)（ FMS）。早期的機(jī)械制造自動(dòng)化是采用機(jī)械或電氣部件的單機(jī)自動(dòng)化或是簡單的自動(dòng)生產(chǎn)線。 關(guān)鍵字 ：網(wǎng)絡(luò) 組態(tài) 自動(dòng)化 PLC 電機(jī) III 目 錄 第一章 概 述 .............................................................................................................................................. 1 第二章 自動(dòng)生產(chǎn)線的組成及基本功能 ................................................................................................... 2 基本組成