Automatic production line installation and commissioning

by 刘彬

《自动生产线安装与调试》以自动生产线实训设备为实施载体，通过对S7200PLC、西门子MM420变频器、步进电机及其驱动技术、气动应用技术、传感技术等的综合应用，培养学生的自动检测技术、气动技术、可编程控制器编程、网络组建、电气控制、变频器使用与设置、电机驱动和位置控制、机械安装与调试、系统维护与检修、触摸屏组态等技术的应用能力。教材突出集知识学习、技能训练、考核评价融为一体的特点。《自动生产线安装与调试》可作为高职机电一体化专业、自动化技术类专业教材，也可以作为从事自动生产线类企业员工技能培训教材。一、搬运单元的结构与工作过程1.搬运单元的结构搬运单元由抓取机械手装置、步进电动机驱动组件、PLC模块、按钮／指示灯模块和接线端子排等部件组成。（1）抓取机械手装置搬运单元的抓取机械手可实现升降、伸缩、气动手指夹紧（松开）和沿垂直轴旋转四维运动。该装置安装在伺服驱动组件的滑动溜板上，在驱动组件带动下做直线往复运动。定位到其他各单元的工作台，然后完成抓取和放下物料的功能。搬运单元的抓取机械手装置参看图6—1，由以下四部分组成。①气动手指双作用气缸，由1个二位五通双向电控阀控制，带有状态保持功能，用于各个工作站抓物搬运。②伸缩气缸双作用气缸，由1个二位五通单向电控阀控制，用于控制手爪伸出缩回。③回转气缸双作用气缸，由1个二位五通单向电控阀控制，用于控制手臂正反向90。旋转，气缸旋转角度可以任意调节，范围为0°～180°，通过节流阀下方两个固定缓冲器进行调整。④提升气缸双作用气缸，由1个二位五通单向电控阀控制，用于整个机械手的提升与下降。以上气缸的运行速度由进气口节流阀调整进气量来进行调节。（2）步进电动机驱动组件由步进电动机、同步带、直线导轨、滑动溜板、拖链等组成，如图6—19所示。2.搬运单元的工作过程传感器检测到供料单元的物料槽有物料→抓取机械手伸出→手爪夹紧抓取物料→上升→缩回→移向加工单元→到达加工单元机械手停止→伸出→下降→手爪松开将物料放到加工单元物料槽→机械手缩回→物料加工完成后机械手伸出抓取物料→上升缩回送往装配单元→装配完成后机械手伸出抓取物料→上升缩回→向左旋转90°前往分拣单元→当物料被送至分拣单元后，机械手返回原位，准备下一周期的工作。二、搬运单元气路控制搬运单元气动控制回路如图6—20所示。主要由控制抓取机械手的四个气缸组成，它们是提升气缸、伸缩气缸、摆动气缸、手爪气缸。三、搬运单元PLC控制1.搬运单元的生产工艺流程（1）初始状态设备上电和气源接通后，各气缸处于初始位置。此时，机械手在原点，伸缩气缸缩回、手爪松开、提升气缸下降、摆动气缸摆动角度0°。（2）启动控制①按启动按钮后，传感器检测到供料单元的物料槽有物料、加工单元及装配单元物料槽无物料，伸缩电磁阀得电，机械手伸出，伸出到位延时，延时时间到手爪夹紧电磁阀得电，手爪夹紧抓取物料，夹紧到位延时，延时时间到提升电磁阀得电，机械手上升，上升到位，提升电磁阀失电，机械手缩回同时夹紧电磁阀失电，但手爪仍处于夹紧状态。学习情境1自动生产线主从式控制系统构建任务1自动生产线认知任务2自动生产线网络组建学习情境2自动生产线供料单元安装与调试任务1供料单元基

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Published September 1, 2012