第四小组安装与搬运单元的报告书

1、安装与搬运单元的报告书 第四小组张晨、马尚晶、张超、包刘康、王威安全注意事项·进行安装、接线等作业时，请务必在外部断开所有电源后方可操作。否怎有触电危险。·在安装接线等作业结束后，上电运行的情况下，请务必在安装附带的端子盖板。·将AC电源的接线连接到专用的接线端子上。如果将AC电源连接连接到直流输入输出端子或者直流电源的端子上，会烧坏PLC·PLC的基本单元和扩展单元24+端子上，请勿供给来自外部的电源。此外，请勿对空端子台（·）进行外部接线。否则有可能损坏产品。·请在基本单元的接地端子上使用2mm以上的电线进行D种接地。但是，请勿与

2、强电系统共同接地·对基本单元以及FXon/FX2n系列扩展设备的端子排型产品进行接线时，请遵照以下的注意事项操作。否则有可能触电、故障、短路、断线、误动作、损坏产品。一 项目介绍 【项目总任务描述】1.了解安装搬运站的组成及工艺流程。2.查阅书籍资料、掌握安装搬运站各个的气动元件的控制原理及传感器的工作原理。3.分析工艺过程、设计安装搬运站的PLC外部接线图，编写安装搬运站单站自动循环程序和手动控制程序。4.按照PLC外部接线图对安装搬运站的进行安装与调试。5.小组对安装调试中遇到的问题进行讨论和总结、写出调试报告和实训报告、并进行答辩。二 项目目标 【项目学习目标】 1、 了解安装

3、搬运站的组成及工艺流程。 2、 掌握安装搬运站的气动控制原理及传感器的工作原理。 3、 掌握安装搬运站的PLC控制原理，学会编写气动搬运机械手的控制程序。 4、 安装搬运站的安装与调试的方法。 5、 学习查阅资料，获取信息的方法。学会有计划、有目的的进行生产，具有， 团结合作精神。三 项目资料 1.1 自动控制实训系统装备基本组成 亚龙YL-101型自动控制实训系统(简称MPS)装备是一套模块化组合系统分别安装在各 个站的铝合金实训桌上.分别有上料机构、搬运机构、加工机构、安装机构、搬安装机构、 分拣机构等工作单元6个单元组成。其外观如图1-1所示。 其中每一工作单元都可自成一个独立的系统，同

4、时也都是一个MPS一体化的系统。各 个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但分类单元和安装搬运单元装置整体运动 则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点， 是一个典型的一维位置控制系统。位置控制技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制 技术。 在 MPS 设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过 的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代 工业实现高度自动化的前提之一。 在控制方面，MPS 采用了基于 RS485 串行通信的PLC 网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC 承担其控制任务，各

5、PLC 之间通过 RS485 串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的 PLC 及其所支持的 RS485 通信模式，组建成个 小型的 PLC 网络。小型PLC 网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然 有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面，掌握基于RS485 串行通信的 PLC 网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良 好的基础。1.2特点和实训项目YL-101 型设备是一套半开放式的设备，用户在一定程度上可根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型，最多可由8个单元组成，最少时一个单元即可自成一个独立的控制系统

6、。由多个单元组成的系统，PLC 网络的控制方案可以体现出自动生产线的控制特点。 设备中的各工作单元均安放在各自的实训桌上，便于各个机械机构及气动部件的拆卸和安装，控制线路的布线、气动电磁阀及气管安装。模块与实训台上接线端子排之间的连 接方式采用安全导线连接，最大限度地满足了综合性实训的要求。 总的来说，YL-101 综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传 动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC 控制和组网、步进电机位置控制技术等。利用该系统，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近 于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。

7、 6.1 安装搬运单元的结构 6.1.1 安装搬运单元的功能 安装搬运单元主要把加工单元加工完毕的工件搬运到装配台，等待装配完毕后把完整的工件搬运到下单元的过程。总体装配图如图 6-1 所示： 当安装搬运单元在初始位置即手臂转台处于左限位置，手臂气缸处在上伸位置，手爪气缸张开。在接到系统信号后机械手臂下降抓取工件通过步进电机的转动带动丝杆同时由丝杆传动带动转台里的转盘，使转台向右运行同时手爪顺时针方向转动，按指定的路径进行搬运抓放。 6.1.2 安装搬运单元的结构 安装搬运单元主要结构组成为：转台机构，步进传动机构，装配台，电磁阀组，接线端口，PLC模块，急停按钮和启动/接止按钮，实训桌等。

8、1、转台机构 转台机构用于工件的抓放的搬运。它主要的转台，手臂气缸，手爪气缸，传动台组成。 转台机构的工作原理：转台的转动盘是通过丝标传动的，因此传动台在初始位置时候， 转动盘也会是要初始位置。 当接收系统信号后手臂气缸下降到位，手爪气缸夹紧抓取工件，手臂气缸复初位，通过传动，使手臂转动到相应的位置抓放。 2、步进传动机构 步进电机传动组件用以拖动抓取机械手转动台作往复直线运动，完成精确定位的功能。图6-2 是该组件的正视和俯视示意图。图中，抓取机械手装置已经安装在转动台上。 传动组件由步进电机、丝杆、直线导轨、和中位开关、左、右限位开关组成。 步进电机由步进电机驱动器驱动， 通过丝杆和直线导

9、轨传动台沿直线导轨作往复直线运动。从而带动固定在转台的抓取机械手装置作往复直线运动和旋转运动。 中位开关用传动台到中点装配台的位置信号。左、右限位开关则用来提到左右两边限位信号 已经安装好的步进电机传动组件和抓取机械手装置如图6-2 所示 3、 装配台 装配台的作用是放置安装搬运单元搬运过来加工完毕的工件待装配的一个平台。 6.1.3 气动控制回路 本工作单元气动控制回路的工作原理如图 6-3 所示。1B1 和 1B2 为安装在手臂气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1 为安装在气动手爪气缸的极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1 分别为控制手爪气缸、手臂气缸传动气缸控制端。 图

10、 6-3 安装搬运单元气动控制回路工作原理图 从图 6-3 中可以看到。当气源接通时手臂气缸缸的初始位置都是在伸出位置。这上点在在进行气路安装时应予注意 1.电磁阀 AIRTAC电磁阀工作原理AIRTAC电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。工作原理电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活

11、塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动特点在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25毫米。在零压差或真空、高压时亦能可动作，但功率较大，要求必须水平安装。流体压力范围上限较高，可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件 。3原理气动电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，气动电磁阀的每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边；气动电磁阀通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过气动电磁阀的油的压力来推动油刚的活塞，这样通过控制

12、气动电磁阀的电磁铁的电流就控制了整个电磁阀的机械运动。气泵气泵，air pump 即“空气泵”，从一个封闭空间排除空气或从封闭空间添加空气的一种装置 。气泵分为电动气泵和手动气泵，脚动气泵。电动气泵。以电力为动力的气泵，通过电力不停压缩空气，产生气压。应用：气动打胶，汽车充气等。1电动气泵以电力为动力的气泵，通过电力不停压缩空气，产生气压。电动气泵的应用：气动打胶，汽车充气等。工作原理气泵的工作原理是：发动机通过两根三角带驱动气泵曲轴，从而驱动活塞进行打气，打出的气体通过管线导入储气筒。另一方面储气筒又通过一根气管线将储气筒内的气体导入固定在气泵上的调压阀内，从而控制储气筒内的气压。当储气筒内

13、的气压未达到调压阀调定的压力时，从储气筒内进入调压阀的气体不能顶开调压阀阀门；当储气筒内的气压达到调压阀调定的压力时，从储气筒内进入调压阀的气体顶开调压阀阀门，进入气泵内与调压阀相通的气道，并通过气道控制气泵的进气口常开，从而使气泵空负荷运转，达到减少动力损耗，保护气泵的目的。当储气筒内的气压因损耗而低于调压阀调定的压力时，调压阀内的阀门由回位弹簧将其回位，断开气泵的控制气路，气泵又重新开始打气。PLC简介FX2N-48MR-001是日本三菱公司的可编程控制器(PLC),继电器输出及输入24点,输出24点.FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K

14、步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。有功能很强的数学指令集。通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接。   FX2N-48MR-00112特点-系统配置即固定又灵活；-编程简单；-备有可自由选择，丰富的品种；-令人放心的高性能；-高速运算；-使用于多种特殊用途；-外部机器通讯简单化；-共同的外部设备。PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟

15、式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC调试调试步骤检查路线、确认地址这一步需要比较细心逐点进行，要保证路线、地址正确无误。否则会影响后面的调试。可不带电核对，那就是查线，较麻烦。也可带电查，加上信号后，看电控系统的动作情况是否符合设计的目的。2. 检查与测试指示灯控制面板上如有指示灯，应先对应指示灯的显示进行检查。一方面，查看灯坏了没有，另一方面检查逻辑关系是否正确。指示灯是反映系统工作的一面镜子，先调好它，将对进一步调试提供方便。3. 检查手动动作及手动控制逻辑关系完成了以上调试，继而可

16、进行手动动作及手动控制逻辑关系调试。要查看各个手动控制的输出点，是否有相应的输出以及与输出对应的动作，然后再看，各个手动控制是否能够实现。如有问题，立即解决。4. 半自动工作如系统可自动工作，那先调半自动工作能否实现。调试时可一步步推进。直至完成整个控制周期。哪个步骤或环节出现问题，就着手解决哪个步骤或环节的问题。5. 自动工作在完成半自动调试后，可进一步调试自动工作。要多观察几个工作循环，以确保系统能正确无误地连续工作。6. 模拟量调试、参数确定以上调试的都是逻辑控制的项目。这是系统调试时，首先要调通的。这些调试基本完成后，可着手调试模拟量、脉冲量控制。最主要的是选定合适控制参数。一般讲，这

17、个过程是比较长的。要耐心调，参数也要作多种选择，再从中选出最优者。有的PLC，它的PID参数可通过自整定获得。但这个自整定过程，也是需要相当的时间才能完成的注意事项（1）熟悉现场环境及设备。（2）熟悉电源模块的配置。例如，电源模块通常有5A和10A的分别，如果模块较少，可以选用功率小的电源模块；如果模块较多，则应该选用大功率的电源模块。而一般，如果现场仪表需要PLC也供应24V直流电源而不是采用外部电源供电（如RTU）的情景，通常CPU所在的机架上选用大功率的电源比较合理。（3）基座安装（RACK）时，在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后，要依照图纸所示尺寸，标定孔位，钻孔后将固定螺丝旋紧到

18、基座牢固为止。在装上电源供应模块前，必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结，若无则须接上。接地不好的话，会导致一系列的问题，静电、浪涌、外干扰，等等。由于不接地，往往PLC也能够工作，因此不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候，没有系上保护缆绳一样，虽然你正常前进的时候，保护缆绳没有任何作用，但一旦你失足的时候，没有那根绳子，你的生命就完结了。PLC的接地，就相当于给PLC系上保护缆绳。（4）做好静电的隔离。静电是无形的杀手，但可能因为不会对人造成生命危险，所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所，人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电

19、打到的话，只不过是轻微的酥麻，但这对PLC和其他任何电子器件就足以致命了。要避免静电的冲击有下列三种方式：1）在进行维修或更换组件时，请先碰触接地的金属，以去除身上的静电；2）不要碰触电路板上的接头或是IC接脚；3）电子组件不使用时，请用有隔离静电的包装物，将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿，而那些静电会导致这个婴儿死亡，你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。（5）检查接线，这是要强调的一个问题，也是十分简单但却几乎每个项目都会遇到的PLC接线。这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题。其实，现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。有经验的工程师首先应当检查现场的接

20、线。通常，如果现场接线是由用户或者其他的施工人员完成的，则通过看其接线图和接线的外观，就可以对接线的质量有个大致的判断。然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查。现场由于接线错误而导致PLC被烧坏的情况屡次发生，在进行真正的调试之前，一定要认真地检查。即便接线不是你的工作，检查接线也是你的和责任，而且可以省去你后面大量的时间。（6）在设计交底的过程中要指出的是，对于设计中的任何变更，你只能提建议，而不是擅自做修改。因为，现场工程师的职责是按照设计施工，而不是设计。因此，对于现场发现的任何不合理的东西，你可以提出意见，但必须要等到设计变更确认书到你手里后，你才能按照变更后的设计工作，尽管这个变

21、更可能是你的意见。还有，即使最初的设计也是你做的，你在变更后，也要通知用户，并取得用户的书面同意。（7）现场修改已经运行时常被忽略的一个问题是，工程师忘记将PLC切换到编程模式，虽然这个错误不难发现，但工程师在疏忽时，往往会误以为PLC发生了故障，因此耽误了许多时间。8三菱PLC FX2N系列：是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。日常维护PLC的日常维护和保养比较简单，主要是更换保险丝和锂电池,基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器（RAM）、计数器和具有保持功能的辅助继电器等

22、均用锂电池保护，锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落到指示灯亮。9调换锂电池的步骤为：在拆装前，应先让PLC通电15秒以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，当其断开后，该电容可对PLC做短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失）；断开PLC的交流电源；打开基本单元的电池盖板；取下旧电池，装上新电池；盖上电池盖板。注意更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。如果时间过长，RAM中的程序将消失。此外,应注意更换保险丝时要采用指定型号的产品。I/O模块的更换若需替换一个模块，用户应确认被安装的模块是同类型。有些I/O系统允许带电更换模块，

23、而有些则需切断电源。若替换后可解决问题，但在一相对较短时间后又发生故障，那么用户应检查产生电压的感性负载，甚至还需要从外部抑制其电流尖峰。如果保险丝在更换后易被烧断，则有可能是模块的输出电流超限，或输出设备被短路。PLC的故障诊断是一个十分重要的问题，是保证PLC控制系统正常、可靠运行的关键。本文对常用的故障诊断方法进行了探讨。在实际工作过程中，应充分考虑到对PLC的各种不利因素，定期进行检查和日常维护，以保证PLC控制系统安全、可靠地运行。【限位开关】这种开关可以感应到进入自己检验区域的金属物体，控制自己内部电路的开或关。开关自己产生磁场，当有金属物体进入到磁场会引起磁场的变化。这种变化通过

24、开关内部电路可以变成电信号。 端子排1端子排定义端子排的单位是“位”，一个接线位就是1“位”。通常所谓的表格就是端子的序号，这些序号在不同的运用场合有不同的定义。“节”和“位”是一样的意思 ，叫法不同而已。“组”是由“节”组成的。通常的端子有2位、3位、4位、6位、12位等等，这是按数量分的。按容量分有：10A、20A、40A等等。识别标准本标准等效采用国际标准IEC455（1988）设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则。适用范围本标准规定了识别电器设备（以下简称设备）接线端子的各种方法，并制订了以字母数字系统识别设备接线端子和特定导线线端的通则。本标准适用于设备（如电阻器

25、、熔断器、继电器、接触器、变压器、旋转电机等）和这些设备的组合体的接线端子的识别标记，也适用于特定导线线端的识别。必要时，这些通则对某些产品的详细应用和必要的辅助识别方法可在有关的标准中给出。引用标准GB 4728 电气图用图形符号GB5465 电气设备用图形符号识别方法可采用下列一种或多种方法识别设备接线端子和特定导线线端。3.1 采用相关产品的标记系统来确定和识别设备接线端子或特定导线线端的实际或相对位置。3.2 采用相关产品的标记系统来确定和识别设备接线端子和特定导线线端的颜色标记。3.3 采用GB5465中规定的图形符号。若需采用辅助符号，应与GB4728中的图形一致。3.4采用本标准

26、第5章中规定的字母数字符号。应用颜色、图形符号或字母数字符号应标注在相应的线端或邻近处。当采用两种以上的识别方法，并可以能出现混淆时，这两种识别方法的相互关系必须在有关文件中说明。系统通则5.1 基本原则5.1.1 字母数字系统由大写正体拉丁字母和阿拉伯数字构成。5.1.2标志直流元件的字母从字母表的前半部分即A至M中选用，标志交流元件的字母从字母表的后半部分即N至Z中选用。字母“I”和“O”不能使用，符号“+”和“-”可以使用。5.1.3 当不致产生混淆时，允许省略第5.2条中规定的完整字母数字符号的某些部分。5.2 标记原则端子标记以下列原则为基础：5.2.1 单个元件的两个端子用连续的两

27、个数字来区别，奇数数字应小于偶数数字，例如1和2。5.2.2 单个元件的中间各端子用数字来区别，最好用自然递增数序的数字。例如：3，4，5等。中间各端子数字选用大于两边端子的数字，并应从靠近较小数字的端子处开始标志，例如一个两边端子为1和2的元件的中间各端子用3，4，5等数字标志。两个两边端子和两个中间端子5.2.3 如果几个相似的元件组合成一组，各个元件的端子可以接下列方法标志：a 在5.2.1和5.2.2条中所规定的数字前冠以字母的方法来区分两边端子和中间各端子，例如：用U、V、W标志三相交流系统中设备的各相端子；b. 不需要或不可能识别相位时，在5.2.1和5.2.2条中所规定的数字前冠

28、以数字的方法来区分两边端子和中间各端子。为避免混淆，在这些数字中间加入一个圆点，例如：一个元件的端子用1.1和1.2标志，另一个元件的端子用2.1和2.2标志；c.每一元件的两端子以不同的连续数字来区别，该元件的奇数数字应小于偶数数字。5.4 特定导线线端的识别特定导线线端字母数字的识别应符合表1中的规定。表1 设备特定接线端子的标记和特定导线线端的识别导 体 名 称字 母 数 字 符 号设备端子标记导线线端的识别交流系统电源导体第1相第2相第3相中性线UVWNL1L2L3N直流系统电源导体正 极负 极中间线保护导体不接地的保护导体保护中性导体接地导体低噪声接地导体接机壳、接地架等电位连接CD

29、MPEPUETEMMCCL+LMPEPCPENETEMMCC注：1）只有当这些接线端子或导体的电位与保护导体或接地导体的电位不等时，才采用这些识别标记。3端接技术端接方式是指接线端子的接触对与电线或电缆的连接方式。合理选择端接方式和正确使用端接技术，也是使用和选择接线端子的一个重要方面。焊接焊接最常见的是锡焊。锡焊连接最重要的是焊锡料与被焊接表面之间应形成金属的连续性。因此对接线端子来说，重要的是可焊性。接线端子焊接端最常见的镀层是锡合金、银和金。簧片式接触对常见的焊接端有焊片式、冲眼焊片式和缺口焊片式：针孔式接触对常见焊接端有钻孔圆弧缺口式。压接压接是为使金属在规定的限度内压缩和位移并将导线

30、连接到接触对上的一种技术。好的压接连接能产生金属互熔流动，使导线和接触对材料对称变形。这种连接类似于冷焊连接，能得到较好的机械强度和电连续性，它能承受更恶劣的环境条件。目前普遍认为采用正确的压接连接比锡焊好，特别是在大电流场合必须使用压接。压接时须采用专用压接钳或自动、半自动压接机。应根据冷压端子导线截面，正确选用接触对的导线筒。要注意的是压接连接是永久性连接，只能使用一次。绕接绕接是将导线直接缠绕在带棱角的接触件绕接柱上。绕接时，导线在张力受到控制的情况下进行缠绕，压入并固定在接触件绕接柱的棱角处，以形成气密性接触。绕接导线有几个要求：导线直径的标称值应在0.25mm1.0mm范围内；导线直

31、径不大于0.5mm时，导体材料的延伸率不小于15%；导线直径大于0.5mm时，导体材料的延伸率不小于20%。绕接的工具包括绕枪和固定式绕接机。 步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。基本介绍步进电机是一

32、种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，步进电机（图1）将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。 气缸引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。气缸的应用领域：印刷（张力控制）、半导体（点焊机、芯片研磨）、自动化控制、机器人等等种类气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类（见图）。做往复直线运动的气缸

33、又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。单作用气缸：仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。双作用气缸：从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力。膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个方向输出力，用弹簧复位。它的密封性能好，但行程短。冲击气缸：这是一种新型元件。它把压缩气体的压力能转换为活塞高速（1020米/秒）运动的动能，借以做功。无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。有磁性气缸，缆索气缸两大类。做往复摆动的气缸称摆动气缸，由叶片将内腔分隔为二，向两腔交替供气，输出轴做摆动运动，摆动角小于 280°。此外，还有回转气缸、气液阻尼缸和

34、步进气缸等。结构气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示：SMC气缸原理图1）缸筒缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度应达到Ra0.8m。SMC、 CM2气缸活塞上采用组合密封圈实现双向密封，活塞与活塞杆用压铆链接，不用螺母。2）端盖端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。

35、端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。3）活塞活塞是气缸中的受压力零件。为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。4）活塞杆活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。5）密封圈回转或往复运动处的部件密封称为动密封，静止件部

36、分的密封称为静密封。缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种：整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。6）气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。常见故障问题及原因汽缸是铸造而成的，汽缸出厂后都要经过时效处理，使汽缸在住铸造过程中所产生的内应力完全消除。如果时效时间短，那么加工好的汽缸在以后的运行中还会变形。汽缸在运行时受力的情况很复杂，除了受汽缸内外气体的压力差和装在其中的各零部件的重量等静载荷外，还要承受蒸汽流出静叶时对静止部分的反作用力，以及各种连接管道冷热状态下对汽缸的作用力，在这些力的相互作用下，汽缸易发生塑性变形造成泄漏。汽缸的负荷增减过快，特别是快速的启

37、动、停机和工况变化时温度变化大、暖缸的方式不正确、停机检修时打开保温层过早等，在汽缸中和法兰上产生很大的热应力和热变形。汽缸在机械加工的过程中或经过补焊后产生了应力，但没有对汽缸进行回火处理加以消除，致使汽缸存在较大的残余应力，在运行中产生永久的变形。在安装或检修的过程中，由于检修工艺和检修技术的原因，使内缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨胀间隙不合适，或是挂耳压板的膨胀间隙不合适，运行后产生巨大的膨胀力使汽缸变形。使用的汽缸密封剂质量不好、杂质过多或是型号不对；汽缸密封剂内若有坚硬的杂质颗粒就会使密封面难以紧密的结合。汽缸螺栓的紧力不足或是螺栓的材质不合格。汽缸结合面的严密性主要靠螺栓的紧力来

38、实现的。机组的起停或是增减负荷时产生的热应力和高温会造成螺栓的应力松弛，如果应力不足，螺栓的预紧力就会逐渐减小。如果汽缸的螺栓材质不好，螺栓在长时间的运行当中，在热应力和汽缸膨胀力的作用下被拉长，发生塑性变形或断裂，紧力就会不足，使汽缸发生泄漏的现象。汽缸螺栓紧固的顺序不正确。一般的汽缸螺栓在紧固时是从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固，这样就会把变形最大的处的间隙向汽缸前后的自由端转移，最后间隙渐渐消失。如果是从两边向中间紧，间隙就会集中于中部，汽缸结合面形成弓型间隙，引起蒸汽泄漏。气缸出现内、外泄漏，一般是因活塞杆安装偏心，润滑油供应不足，密封圈和密封环磨损或

39、损坏，气缸内有杂质及活塞杆有伤痕等造成的。所以，当气缸出现内、外泄漏时，应重新调整活塞杆的中心，以保证活塞杆与缸筒的同轴度；须经常检查油雾器工作是否可靠，以保证执行元件润滑良好；当密封圈和密封环出现磨损或损环时，须及时更换；若气缸内存在杂质，应及时清除；活塞杆上有伤痕时，应换新。气缸的输出力不足和动作不平稳，一般是因活塞或活塞杆被卡住、润滑不良、供气量不足，或缸内有冷凝水和杂质等原因造成的。对此，应调整活塞杆的中心；检查油雾器的工作是否可靠；供气管路是否被堵塞。当气缸内存有冷凝水和杂质时，应及时清除。气缸的缓冲效果不良，一般是因缓冲密封圈磨损或调节螺钉损坏所致。此时，应更换密封圈和调节螺钉。气

40、缸的活塞杆和缸盖损坏，一般是因活塞杆安装偏心或缓冲机构不起作用而造成的。对此，应调整活塞杆的中心位置；更换缓冲密封圈或调节螺钉。解决方案汽缸变形较大或漏汽严重的结合面，采用研刮结合面的方法如果上缸结合面变形在0.05mm范围内，以上缸结合面为基准面，在下缸结合面涂红丹或是压印蓝纸，根据痕迹研刮下缸。如果上缸的结合面变形量大，在上缸涂红丹，用大平尺研出痕迹，把上缸研平。或是采取机械加工的方法把上缸结合面找平，再以上缸为基准研刮下缸结合面。汽缸结合面的研刮一般有两种方法：是不紧结合面的螺栓，用千斤顶微微推动上缸前后移动，根据下缸结合面红丹的着色情况来研刮。这种方法适合结构刚性强的高压缸。是紧结合面

41、的螺栓，根据塞尺的检查结合面的严密性，测出数值及压出的痕迹，修刮结合面，这种方法可以排除汽缸垂弧对间隙的影响。采用适当的汽缸密封材料因汽轮机汽缸密封剂还没有统一的国家标准和行业标准，制作原料和配方也各不相同，产品质量参差不齐；在选择汽轮机汽缸密封剂时，就要选在行业内有口碑，产品质量有保证的正规生产厂家，以保证检修处理后汽缸的严密性。局部补焊的方法由于汽缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕，选用适当的焊条把沟痕添平，用平板或平尺研出痕迹，研刮焊道和结合面在同一平面内。汽缸结合面变形较大或是漏汽严重时，在下缸的结合面补焊一条或两条1020mm宽的密消除间隙封带，然后用平尺或是扣上缸测量，并涂红丹研刮，直

42、到消除间隙。此操作的工艺也很简单，焊前预热汽缸至150，然后在室温下进行分段退焊或跳焊。选用奥氏体焊条，如A407、A412，焊后用石棉布覆盖保温缓冷。待冷却室温后进行打磨修刮。汽缸结合面的涂镀或喷涂当汽缸结合面大面积漏汽，间隙在0.50mm左右时，为了减少研刮的工作量，可用涂镀的工艺。用汽缸做阳极，涂具做阴极，在汽缸的结合面上反复涂刷电解溶液，涂层的厚度要根据汽缸结合面间隙的大小而定，涂层的种类要根据汽缸的材料和修刮的工艺而定。喷涂就是用专用的高温火焰喷枪把金属粉末加热至熔化或达到塑性状态后喷射于处理过的汽缸表面，形成一层具有所需性能的涂层方法。其特点就是设备简单，操作方便涂层牢固，喷涂后汽

43、缸温度仅为7080不会使汽缸产生变形，而且可获得耐热，耐磨，抗腐蚀的涂层。注意的是在涂渡和喷涂前都要对缸面进行打磨、除油、拉毛，在涂渡和喷涂后要对涂层进行研刮，保证结合面的严密。结合面加垫的方法如果结合面的局部间隙泄漏不是很大，可用80100目的铜网经热处理使其硬度降低，然后剪成适当的形状，铺在结合面的漏汽处，再配以汽缸密封剂。如果结合面的间隙较大，泄漏严重，可在上下结合面开宽50mm深5mm的槽，中间镶嵌IGr18Ni9Ti的齿形垫，齿形垫的厚度一般比槽的深度大0.050.08mm左右，并可用同等形状的不锈钢垫片做以调整。控制螺栓应力的方法如果汽缸结合面的变形较小，而且很均匀，可在有间隙处更

44、换新的螺栓，或是适当的加大螺栓的预紧力。按从中间向两边同时紧固，也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固螺栓。理论上来说，控制螺栓的预紧力可用公式d/LA来计算，但由于此计算的数据与测量的手段还在研究当中，没有达到推广，多在螺栓的允许的最大应力内根据经验而定。工作原理故障原因分析排除方法外 泄漏活塞杆端漏气活塞杆安装偏心润滑油供应不足活塞密封圈磨损活塞杆轴承配合面有杂质活塞杆有伤痕重新安装调整，使活塞杆不受偏心和横向负荷。检查油雾器是否失灵。更换密封圈。清洗除去杂质，安装更换防尘罩。更换活塞杆。缸筒与缸盖间漏气缓冲调节处漏气内泄漏活塞两端串气活塞密封圈损坏润滑不良活塞被卡住，活塞配合面有缺

45、陷。杂质挤入密封面更换密封检查油雾器是否失灵重新安装调整，使活塞杆不受偏心和横向负荷。除去杂质，采用净化压缩空气。输出力不足动作不平稳润滑不良活塞或活塞杆卡住供气流量不足有冷凝水杂质检查油雾器是否失灵重新安装调整，消除偏心横向负荷。加大连接或管接头口径注意用净化干燥压缩空气，防止水凝结。缓冲效果不良缓冲密封圈磨损调节螺钉损坏汽缸速度太快更换密封圈更换调节螺钉注意缓冲机构是否适合损伤活塞杆损坏有偏心横向负荷活塞杆受冲击负荷气缸的速度太快消除偏心横向负荷冲击不能加在活塞杆上设置缓冲装置缸盖损坏缓冲机构不起作用在外部或回路中设置缓冲机构 工作计划安排1、 收集信息 张晨 12.4 7:4516:00

46、2、 用电压表测端子排并测绘 包刘康 张超 12.4 7.4511.303、 接气泵测验机械手的初始位置与运动流程 全体成员 12.44、 整理项目小车的原件并作标记 马尚晶 王威 12.5 7.4511.305、 进行i/o地址分配编写plc程序 马尚晶 张晨 12.5 9.3011.30 2.004.006、 对电路接线端进行原件排版并接线 包刘康 张晨7、 对机械手上气路进行整理并将线路接到端子排 马尚晶 张超 王威8、 对电磁开关、气动电磁阀进行调试 全体成员9、 用cad绘制电气图 包刘康 王威 （7、8、9时间12.11 7.4516.00 12.12 7.4516.00）10、 对plc程序修改完善输入电脑 马尚晶 包刘康 12.19 7.4516.0011、 进行电路总检查，实验并调试 马尚金 张超 王威12.19 （14.0016.00）12、 项目总结 王威13、 将资料汇总 张晨 包刘康 决策动作要求： 机械手由初始状态（1.右限位 2.上限位 3.卡爪张开）向左移动至左限位，下降至下限位，卡爪夹紧，上升至上限位，向右移动至右限位，再下降至下限位，卡爪松开，上升至上限位。电路板接线图端子排PLC接线图I/o地址分配表：启动SB0X0向左1Y1Y0停止SB1X1向左1Y2Y1手/自动X2向左2Y1