模块化生产实习报告完.doc

J机电一体化综合训练实习报告汇总实验指导教师：小组成员：西北农林科技大学机械与电子工程学院2010年8月31日目 录模拟生产线实习3一.任务目的与要求31.1目的31.2 实习要求31.2.1 机械部分31.2.2 气动部分31.2.3 传感器部分31.2.4 PLC部分31.2.5 电气控制部分3二.实习环境32.1 硬件环境32.2 软件环境4三.实习内容43.1 机械部分43.1.1 机构示意图43.1.2 本站装配图43.1.3 各站之间的关系43.2 气动部分53.2.1 气动原理图53.2.2 气动部分工作原理53.3 传感器原理及功能描述53.4 程序框图73.4.1 第四站控制程序及IO分配及电气连接73.4.2安装站编程框图83.4.3 梯形图93.4.4 参数设置及调试手段143.5 电气控制部分153.5.1 系统流程图153.5.2 第四站安装站I/O地址表163.5.4 电气控制部分总结19四.实习总结19模拟生产线实习实习任务： 分类站 时间： 2010.8 地点： 工程训练中心 一. 任务目的与要求1.1目的1、了解模拟生产线的组成，建立生产线的概念2、学会安排生产训练工作计划3、了解生产线的机械结构和传动原理4、学习气动元件、传感器的工作原理及其正确接线5、熟悉模拟生产线的控制电路原理及接线6、掌握PLC控制系统的编程和触摸屏组态软件7、学习各单元之间的通信方法和系统调试8、熟悉掌握三菱PLC编程软件9、增强团队合作精神1.2 实习要求1.2.1 机械部分 1.熟悉各站机械部分的组成、工作原理 2.各站对应小组绘制相应机械部分的工作原理图 3.绘制所研究系统的“类装配图”1.2.2 气动部分 1.熟悉各模块对气压系统的要求 2.熟悉各执行元件的工作循环过程 3.熟悉原件所组成的各种基本回路的工作原理和性能特点。1.2.3 传感器部分 1.了解各模块控制信号的类型 2.熟悉各模块所用传感器类型、结构、工作原理、性能和使用 3.正确分析传感器信号与其它传感器信号的传的过程1.2.4 PLC部分 1.了解PLC相关基本知识及PLC控制系统的基本组成 2.会用基本指令别写一些常用程序 3.能够读懂各站主要控制功能的梯形图程序 4.有兴趣的可以源程序作适当的修改1.2.5 电气控制部分 1.熟练掌握各部分工作站电气控制原理 2.熟悉各控制面板端子的作用，正确叙述各端子的电器功能3.熟悉各工作站的供电方式，绘出其供电原理图4.绘出其中一站的PLC连接图二.实习环境2.1 硬件环境两套模块化生产系统、计算机2.2 软件环境PLC、AUTOCAD三.实习内容3.1 机械部分3.1.1 机构示意图见附页3.1.3 各站之间的关系系统介绍：该模拟生产线是由独立的六个工作站相互连接而成。它们分别是上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、安装搬运站和分类站。这六个站连接成生产线后可完成工件类别的检测、加工、搬运、安装和分类。第一站：上料检测站上料站由电动机和气缸驱动动作，电动机带动送料转盘将工件依次送到检测工件位，提升汽缸装置将工件提升到上料位，红外传感器探测工件并检测工件颜色，向后站发出信息。第二站：搬运站在接收前站的信息后，由汽缸组成的机械手将大工件从上料检测站搬至加工站第三站：加工站 在接受前站的信息后，回转台将工件在四个工件间转换，钻孔单元（在回转台正上方的左边气压缸下的平台上）打孔，检测单元在回转台正上方的右边气压缸上，检测单元用来检测被加工的工件正次品，并产生成品或废品信息，通知下站。 第四站：安装站接受前站信息，安装站用自动吸盘和旋转臂将小工件装入大工件中。第五站：安装搬运站 接受前站信息，根据正次品情况，由机械手将上站工件抓起放入安装工位，待安装好后，将工件抓起，放入分类站载料台，将上站次品工件抓起放入次品料仓。第六站：分类站接受前站信息，由两部步进电机把合格工件按颜色种类分别推入12个仓位，液晶触摸屏显示各仓位储存的工件种类和数量，显示分类站控制程序清单。3.2 气动部分3.2.1 气动原理图3.2.2 气动部分工作原理安装站的执行机构是由电磁阀控制的气缸，气缸左右两端的冲排气实现推杆的伸出与缩回。当气泵充气时，气体从电磁阀换向阀的左端向气缸上端放气，推杆向下做伸出运动，通过齿轮齿条机构带动转动杆转动。当转动杆开始转动时，传感器把信号给控制下面两个送料汽缸的电磁阀，通过汽缸运动，选择相应的物料，再将物料推出，供吸盘吸取。3.3 传感器原理及功能描述在本站的传感器的应用上有3个电磁式传感器，用来检测汽缸的前进与后退是否到位，电磁式传感器的型号为D-C73,主要是用来检测汽缸的位置。3.4 PLC部分1）定义 PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等袄操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各类机械或生产过程，它是在继电器的基础上转化而来的。 2）组成 PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。PLC控制系统示意图如下： 3）作用 PLC部分主要在生产系统中集中的及时收集生产中反馈回来的信息，经过科学的分析和处理，通过程序迅速的响应，快速的控制生产过程。 4）工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。5）工作过程说明选择要安装工件的料仓将工件从料仓中推出将工件安装到位功能图见附页3.4 程序框图3.4.1 第四站控制程序及IO分配及电气连接X000：机械臂安装到位 Y000：机械臂复位X001：机械臂复位到位 Y001：机械臂安装X002：料筒缩进到位 Y002：料筒缩进X003：料筒伸出到位 Y003：料筒伸出X005：推料缩进到位 Y005：抽真空X006：推料伸出到位 Y006：推料伸电器连接图见附页第四站的整个过程可描述为： 接收到第三站的信号，检测是否为废品，将该信号送致第五站，同时传送工件颜色信号，装配汽缸开始上升，上升到位后送料汽缸向前或向后，推料汽缸工作，将工件推出，装配汽缸下降，抓取工件，装配汽缸将工件送致第五站，装配汽缸下降返回。3.4.2安装站编程框图3.4.3 梯形图 5）优点：a、电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。b、电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。c、电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。d、电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。e、电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。3.4.4 参数设置及调试手段在本站程序中，输入输出定义和地址分配是较合理的。在给定时器设置延时时间时采用实际调试的方法。本站采用三个定时器，我们分步执行每条程序，在定时部分反复执行和调试，试验了多个参数，通过观察实际效果，最终选用了程序中的那套参数。系统在执行程序时动作流畅而紧凑，时间合理。3.5 电气控制部分3.5.1 系统流程图上 料检测站安装站搬运站加 工检测站安 装搬运站废 料品存放收分类站1）电气控制过程 上电之后传感器检测上料台是否有工件，检测信号返回PLC面版，如果没有则发信号给继电器，通过继电器控制伺服电机带动旋转台旋转，工件送到上料台；如果有则发信号给提升台提升，到位后发信号给下一站。工件被下站取走后，提升台下降，发信号给PLC，PLC控制使旋转台旋转继续上料，如此循环工作。2）控制电路各组成部分的功能（1）电源供电: 交流AC220V 送入PLC可便程序控制器和开关电源控制电源: 直流 DC 24V 开关电源 送入PLC、各端子排、控制面板、传感器、驱动伺服电路（2）继电器（DELIXI公司 HH52P系列通用继电器） 继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。DSCABEE电磁继电器是一种用电磁铁控制的电路开关，由电磁铁、弱电电源和电键组成控制电路。由电动机、强电电源和电磁继电器的触点部分组成工作电路。闭合控制电路电键，电磁铁线圈中有控制电流通过时，电磁铁就吸引衔铁，使工作电路触点闭合，电动机启动。断开控制电路的电键，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起，在触点处切断工作电路，电动机停止工作。利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的信号电路来控制高电压、强电流的工作电路。电磁继电器的种类繁多，但其基本原理都是利用电磁铁控制电路的通断。主要技术参数：额定工作电压、直流电阻、吸合电流、释放电流、触点切换电压和电流等3.5.2 第四站安装站I/O地址表3.5.3 可编程控制器IO端子1) PLC各端子标于上图，本站的输入端分别是上限位输入、下限位输入、两个光电开关的输入、上电按钮、停止按钮、复位按钮、单站/联网切换、手动/自动切换、开始按钮、从前站读入数据、从前站读入前站的状态、从前站读入后站的状态等这些输入，本站的输出端分别是向后站输出本站状态、向后站输出本站数据、L4停止指示灯、L2复位指示灯、L1开始指示灯、1Y1提升、K3报警、K2报警灯、K1回转台电机等这些输出。2) 在本站中，输入和输出不是直接连接在PLC的输入/输出端子上的，它是有另外的端子排扩展的，检测信号和输出信号在端子排上，检测信号在输入端子上，输出信号在输出端子上。3) 前后站的通信在通信端子排上，它可以向前后站发出信号，也可以接受信号，然后再向PLC芯片传送，电源的有也专门的端子来处理，3.5.4 电气控制部分总结4) 这部分内容需要以前的FX系列PLC编程与应用的PLC各端子标识，还有信号通讯方面的指示，在电源电子上要用到电力电子技术中的交直转换和电压转换。5) 这部分内容是我们组的薄弱环节，因为在这方面有些知识是欠缺的，如信号的处理、电源的处理都不十分清楚，但是在课后我们积极的查阅了相关资料，也有较详细的了解。6) 这部分我觉得它的布线十分规整，很有规律，在同一排端子上尽量使用不同颜色的线，然后将它很整齐的排布。四.实习总结通过这次学校为我们提供的机电一体化训练平台，我们初步了解了模块化生产的概念。通过对模块化生产系统的实际参观、操作、测量、测绘、制图并且进行了编程设计和运行工作。两个星期对于我们来说是比较充实的，我们分配到的任务是第四站，通过这一次实习我们初步明白了生产系统个部分的功能、结构、工作原理、气动控制、电路图和PLC的编程控制以及其编程。模块生产系统的设计训练是综合性的系统工程设计，是机械、气压和电子技术个专业协同合作的结晶，也是培养我们团队精神的训练。通过这段时间的模块化生产实习，使我们对机电一体化系统的构建和设计有个整体的了解。深入观察、分析各个站构件的运动情况，运动原理，驱动动力等都做了系统的分析和思考。把各个构件的相对运动情况通过机构示意图绘制出来，通过绘制机构示意图加深对机械运动的理解。这次实习，我们组和另一组完成，也是共同合作完成，各人在做自己任务的同时，遇有不能解决的问题，我