自动机与自动线综合实训技术报告

1、南京工业职业技术学院项目技术报告自动机与自动线综合实训技术报告姓 名： 学 号： 组 别： 班 级： 提交日期： 2015年 9 月 20 日概 要本文介绍了MPS模块化生产系统。MPS模块化生产系统就是一个工业自动化生产系统，是基于机电气（液）一体化技术、PLC控制与机器人结合的全自动、可完成气缸加工装配的培训系统。 工厂生产线由多个独立的加工单元构成，每个加工单元都有其特定的功能，将其中的一个或多个组合可以实现您理想的生产加工系统。目 录前 言1第一章 序论21.1 自动生产线的简介21.2 模块化生产加工系统MPS21.3 任务描述41.4 系统安装规范与安全4第二章 供料单元的组成72

2、.1 供料单元的功能72.2 MPS供料单元的一般组成7第三章 供料单元的机械装配93.1 机械装配所需工具93.2 组件的安装步骤12第四章 气动系统的设计164.1 气动原理图164.2 气动元器件17第五章 电气系统的设计185.1 输入输出分配表185.2 PLC外部接线图185.3 电气元器件19第六章 程序设计206.1 工序流程图206.2 顺序功能图216.3 程序22结 论32致 谢33参考文献34前 言本实训项目是一个可以实现既定任务的机电控制系统的设计与安装调试，掌握机电一体化专业所需的系统方案设计、机械结构设计、电气控制方案的确定、电气原理图的设计以及元器件参数的确定及

3、选型的各项综合知识与技能；了解工程项目中方案设计、机械结构设计、电气控制系统设计、PLC软件设计、机械和电器元件的选型、系统安装与调试的全过程，通过任务的实现，增强学生解决工程项目实际问题的能力。以项目组为单位设计机械手的结构方案，由项目经理进行成员分工，资料查询方案设计，组织讨论，方案评价，分组讨论。 设计气动原理图，先了解通用气动元件的符号和工作原理，然后确定各元件的实际型号。根据气缸型号、尺寸参数，查找传感器选型样本选配合适的位置检测传感器。设计控制面板，统计输入输出点数，并进行PLC造型，绘制PLC接线图，制定装配序列以及每步装配所需要的工具和装配方法。运用实训室里所提供的元器件进行系

4、统接线、布线。注意用电安全接线符合电气规范。自动机与自动线综合实训培养学生的机电技术综合应用能力，通过对PLC程序进行总体规划、程序模块划分，理清程序模块之间的调用关系和互锁关系。根据动作要求和PLC的输入输出分配绘制PLC控制的顺序功能图，规划好工步寄存器的管理，指示灯的管理以及回原点程序的动作过程。项目完成后，做项目总结报告，培养学生完成一个实际机械自动项目的综合职业能力。第一章 序论1.1 自动生产线的简介自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，自动生产线是现代工业的生命线，机械制造、电子信息、石油化工

5、、轻工纺织、食品制药、汽车生产以及军工业等现代化工业的发展都离不开自动化生产线的主导和支撑作用，其对整个工业及其他领域也有着重要的地位和作用。自动化生产线是在流水线和自动化专机的功能基础上逐渐发展形成的自动工作的机电一体化的装置系统。通过自动化输送及其他辅助装置，按照特定的生产流程，将各种自动化专机连接一体，并通过气动、电机、液压、传感器和电气控制系统是各部分的动作联系起来，使整个系统按照规定的程序自动的工作，连续、稳定的生产出符合技术要求的特定产品。1.2 模块化生产加工系统MPSMPS模块化生产系统就是一个工业自动化生产系统，是基于机电气（液）一体化技术、PLC控制与机器人结合的全自动、可

6、完成气缸加工装配的培训系统。 工厂生产线由多个独立的加工单元构成，每个加工单元都有其特定的功能，将其中的一个或多个组合可以实现理想的生产加工系统，如图1.1所示。图1.1 MPS模块化生产系统 MPS应用于职业培训和继续教育的模块化系统。MPS系统是一套包含工业自动化系统中不同程度的复杂控制过程的教学培训装置。MPS具有综合性，模块化及易扩充等特点。它针对学员不同的技术基础进行培训，具有良好的适用性。MPS从基础部分的简单功能及加工顺序，可以逐步扩展到复杂的集成控制系统。随着工业技术的持续性发展，教学培训系统也在全球范围内针对机电一体化专业技术和相关专业提供了相应的全范围的自动化技术课程。 图

7、1.2 MPS单元的组成MPS单元由工作单元、控制面板、MPS底车、PLC控制面板、稳压电源构成，如图1.2所示。1.3 任务描述整体了解Festo自动生产线的组成、功能及工作原理，其中重点研究供料单元和检测单元。根据项目总体要求，制定结构简图，设计气动原理图，查找气动元器件和电气元器件，选择传感器型号并进行正确安装，设计控制面板，集体讨论机械装备顺序，制定机械装配方案并进行装配；根据控制要求对PLC程序进行总体规划，绘制PLC控制的顺序功能图，编写梯形图并进行调试，最后项目验收。1.4 系统安装规范与安全1.4.1 安装规范1、 电缆和气管分开绑扎，如图1.32、 当电缆、光纤电缆、气管来自

8、同一个模块上时允许绑扎在一起，如图1.43、 绑扎带切割不能留太长，如图1.54、 两根绑扎带之间的距离不能超过40-50mm5、 两个线夹子之间的距离不能超过100-120mm6、 第一根绑扎带离气管接口60mm左右处7、 运动所有执行元器件和工件时保证无碰撞8、 在系统上没有工具、配线和管状材料9、 所有的元件、模块被固定10、 没有部件、模块损坏或丢失11、 至少用两个螺丝钉和垫圈固定线槽12、 所有的东西都被固定，包括光纤13、 螺钉头保证没有损坏，并且没有工具的残渣遗 留在上面14、 电缆线的金属材料部分不能被看到15、 冷压端子金属部分长度不能太长16、 电缆在走线槽里至少要保留1

9、0cm，如果是一根的话不做要求17、 电缆切割没有电缆漏在走线槽外面18、 不允许单根导线穿过导轨或锋利的边角 图1.3 电缆、气管绑扎规范 图1.4电缆、气管绑扎规范 图1.5 电缆、气管绑扎规范1.4.2安全1. 所有使用的气动配件必须为专用配件。2. 在安装、移除、调整任何气动设备前，必须关闭气源，并将管内及设备的剩余气体排除，这可避免误触动气动开关而造成伤害。3. 气管喷出的气体可能含有油滴，应避免向人或其他可能造成伤害的物体喷射。4. 所有气动设备必须远离火源。5. 气源气压输入气压不能超过108ar。6. 必须安装空气过虑器，防止污染物进入系统。7. 系统气压安装规定系统设置应在5

10、Brd到6Br之间，滤芯和水雾分离器根据说明书进行维护。第二章 供料单元的组成2.1供料单元的功能供料单元是MPS的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用，相当于实际生产加工系统（生产线）中自动上料系统。它的具体功能是：按照需要将放置在料仓中的待加工工件（原料）自动地取出，并将其传送到检测单元。2.2 MPS供料单元的一般组成供料单元（如图2.1）主要由以下几个部分组成：1. 气动系统气源处理元件(二连件）2. 气动系统执行元件（双作用缸、叶片式摆动气缸等）3. 气动系统控制元件（CPV阀岛）4. 气动系统检测元件（真空开关（可调）、传感器等）5. I/O接口（SYSLI

11、NK接口）6. 控制面板与控制器 图2.1 供料单元的组成气源处理：它是气动控制系统中的基本组成器件，她的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水、调节并保持恒定的工作力。在使用时，应注意经常检查过滤中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入，如图2.2。图2.2 气源处理气动二联件：过滤、调压组件气动二联件是气源装置的基本组成，结构如图2.3所示。图2.3 气动二联件的组成第三章 供料单元的机械装配3.1机械装配所需工具机械装配过程中需要用到许多工具，现在为大家一一介绍3.1.1剥线钳剥线钳的使用方法：使用要点：要根据导线直径，选用剥线钳刀片的孔径。根据缆线的粗细型号，选择相

12、应的剥线刀将准备好的电缆放在剥线工具的刀刃中间，选择好要剥线的长度握住剥线工具手柄，将电缆夹住，缓缓用力使电缆外表皮慢慢剥落松开工具手柄，取出电缆线，这时电缆金属整齐露出外面，其余绝缘塑料完好无损，如图3.1为剥线钳外观图。 图3.1 剥线钳3.1.2圆嘴钳用途：为一般电讯工程等常用的工具，同时也是制作低端首饰的必备工具之一，如图3.2所示。 图3.2 圆嘴钳3.1.3斜口钳使用方法：斜口钳的刀口可用来剖切软电线的橡皮或塑料绝缘层。钳子的刀口也可以用来切剪电线、铁丝。剪8号镀锌铁丝时，应用刀刃绕表面来回割几下，然后只需轻轻一扳，铁丝即断。侧口也可以用来切断电线、钢丝等较硬的金属线。电工常用的有

13、150、175、200及250mm等多种规格。可根据内线或外线工种需要选购。钳子的齿口也可用来紧固或拧松螺母，如图3.3所示。图3.3 斜口钳3.1.4压接钳使用场合：1. 铝芯多(单）股电线直接衔接办法（1）依据导线截面挑选压膜和椭圆形铝套管：（2）把衔接处的导线绝缘套剥除，剥除长度应为铝套管长度通常加上5-10mm，用钢丝刷去芯线外表的氧化层（3）用另一清洗的钢丝刷蘸一些凡士林锌粉膏均匀地涂改在芯线上，以防氧化层重生。（4）用圆条形钢丝刷铲除铝套管内壁的氧化层及油垢，最后也在管子内壁涂上凡士林锌粉膏。（5)把两根芯线相对的刺进铝套管，使两个线头恰好在铝套管的正中衔接。（6）依据铝套管的粗细

14、挑选恰当的线模装在压接钳上，拧紧定位螺丝后，把套有铝套管的芯线嵌入线模。（7）对准铝套管，用力捏夹钳柄，进行压接：先压两头的两个坑，在压中心的两个坑，压坑应在一向上。（8）擦去剩余的油膏，在铝套管两头及缝合处涂刷一层快干的沥青漆然后再铝套管及暴露导线有些先包两层黄蜡带，再包两层黑胶布，一直包到绝缘层20mm的当地2. 铝芯多（单）股电线与设备的螺栓压接式接线桩头的衔接办法（1)依据芯线的粗细选用适宜的铝制接线耳（2）刷去芯线外表的氧化层，均匀地涂上凡士林锌粉膏。（3）把接线耳插孔内壁的氧化层也刷去，最佳也在内壁涂上凡士林粉膏。（4)把芯线刺进接线耳的插线孔，要插到孔底。（5）挑选恰当的线模，在

15、接线耳正面压两个坑，先压外坑，在压里坑，两个坑要在一条线上。（6）在接线耳根部和电线剥去绝缘层之间包缠绝缘带（7）刷去接线耳反面的氧化层，并均匀 的涂上凡士林锌粉膏。（8）在接线耳的反面向下，套在接线桩头的螺丝上，然后顺次套上平垫圈和弹簧垫圈，用螺母紧紧的固定，如图3.4所示。图3.4 压接钳3.1.5螺丝刀使用方法：将螺丝刀拥有特化形状的端头对准螺丝的顶部凹坑，固定，然后开始旋转手柄。根据规格标准，顺时针方向旋转为嵌紧；逆时针方向旋转则为松出。一字螺丝批可以应用于十字螺丝。但十字螺丝拥有较强的抗变形能力。如图3.5所示 图3.5 螺丝刀3.1.6电工刀用电工刀剖削电线绝缘层时，可把刀略微翘起

16、一些，用刀刃的圆角抵住线芯。切忌把刀刃垂直对着导线切割绝缘层，因为这样容易割伤电线线芯。如图3.6所示。图3.6 电工刀3.1.7扳手 管子扳手 套筒扳手套筒扳手他是由多个带六角孔或十二角孔的套筒并配有手柄、接杆等多种附件组成，特别适用于拧转地位十分狭小或凹陷的螺栓或螺母。如图3.7所示。图3.7 扳手3.1.8内六角扳手内六角扳手也叫艾伦扳手。他通过扭矩施加对螺丝的作用力，大大降低了使用者的用力强度，是工业制造中不可或缺的得力工具。如图3.8所示。图3.8 内六角扳手3.2组件的安装步骤1. 安装好铝合金板，如图3.9所示图3.9安装铝合金板2. 安装走线槽，如图3.10所示图3.10 安装

17、走线槽3. 安装电气系统上步装好的部件安装到底板上，如图3.11所示图3.11 安装电气系统4. 安装气动二联件和CP阀组，如图3.12所示图3.12 安装气动二联件和CP阀组5. 调整摆动模块和电线夹子的位置，如图3.13所示图3.13 调整摆动模块和电线夹子6. 安装传感器等，如图3.14所示图3.14 安装传感器7. 安装光线探头，如图3.15所示图3.15 安装光线探头8. 站完全组装，如图3.16所示 图3.16 站完全组装注意事项：u 所有不用的部件整齐地放在桌上u 工作区域地面上没有垃圾u 螺钉头没有损坏并且没有工具的残渣留在螺钉头上u 所有的东西都被固定第四章 气动系统的设计4

18、.1气动原理图推料刚伸出，推出工件，摆动刚摆到工件位置，吸盘吸住工件，摆动刚带动工件摆到下一单元，根据动作要求，气动原理图设计如图4.1所示。图4.1 气动原理图动作：1Y1得电，气缸伸出，物料被推出.3Y2得电，气缸左摆，到达工件位置，此时2Y1得电，吸盘吸住工件，3Y2失电，3Y1得电，气缸右摆，带到工件到达检测位置，此时，2Y1失电，2Y2得电，吸盘放下工件。4.2气动元器件气动元器件如表4.1表4.1气动元器件目录1二位五通电磁阀4V210亚德客2伸缩气缸SC3225亚德客3真空发生器CV-10HS亚德客4单向节流阀SV-02亚德客5摆动气缸HRQ-10A亚德客第五章 电气系统的设计5

19、.1 输入输出分配表根据控制要求，统计输入输出总数，供料单元地址分配如表5.1。表5.1供料单元地址分配表输入输出动作地址动作地址送料缸缩回I0.1送料Q0.0送料缸伸出I0.2吸料Q0.1真空检测I0.3放料Q0.2摆缸左限位I0.4左摆Q0.3摆缸右限位I0.5右摆Q0.4料仓情况I0.6开始指示灯Q4.0开始按钮I4.0复位指示灯Q4.1复位按钮I4.1辅助指示灯Q4.2消除报警I4.2AUTO/MAN选择开关I4.3停止按钮I4.4QuitI4.5联网开关I4.75.2 PLC外部接线图根据输入输出分配表，设计PLC外部接线图，如图5.1所示。图5.1 PLC外部接线图5.3 电气元器

20、件根据动作要求，选择合适的传感器类型，传感器类型如表5.2。表5.2 传感器目录序号名称型号厂商数量1电感式传感器1-PS-S-LED-24Cfesto12光电式传感器ADVV-12-50-A-PAfesto13电容式传感器18-PS-K-LEDfesto14磁感式传感器1VV2科斯诺4第六章 程序设计6.1 工序流程图设计整个动作流程，满足动作要求，流程图如图6.1所示。图6.1 工序流程图6.2 顺序功能图根据流程图设计顺序功能图，如图6.2所示。图6.2 顺序功能图6.3 程序程序设计如下：FC1为顺序控制程序，FC2为复位程序，FC3为灯的程序.初始化子程序OB100复位程序FC2：顺序控制：灯的程序FC3：结 论将之前所学的气动、电气、PLC控制部件装配调试基础上，进一步将本学期所学过的相关课程及在课程中已初步掌握的自