工业生产线组建与调试实训报告

1、苏 州 市 职 业 大 学实习（实训）报告名称工业生产线组建与调试2013 年 9 月3日至2013 年 11 月4 日共10 周院 系机电工程系班 级 机电一体化（1）班姓 名 115306152系 主 任教研室主任指 导 教 师陶亦亦陆春元金 芬第1章自动生产线简介-311了解自动生产线及其应用-312本自动生产线的介绍-4第 2 章 FESTO 中 文 版 液 压 与 气 动 教 学 软 件 的 介 绍 与 使 用-72 1FESTO 中 文 版 液 压 与 气 动 教 学 软 件 的 介 绍-722纯气动基本回路图-72 3 双 气 缸 步 进 控 制 电 、 气 动 回 路-8第 3

2、 章 搬 运 站 装 置 电 、 气 动 控 制 系 统 设 计-113 1 搬 运 站 装 置 的 组 成 与 控 制-113 2 搬 运 站 装 置 的 气 动 回 路 设 计-133 3搬 运 站 装 置 电 气 控 制 系 统 的 设 计-14第 4 章搬 运 站 装 置 电 、 气 控 制 系 统 的 实 际 回 路 安 装 与 调 试-1841机械手气动回路的组建-184.2PLC输入输出的查找-1943调试过程-20小结-23附一-24 11 了解自动生产线及其应用1.1.1 自动生产线的了解是现代工业的生命线，机械制造、电子信息、石油化工、轻工纺织、食品制药、汽车生产以及军工业

3、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、传感器和电气续、稳定的生产出符合技术要求的特定产品。自动生产线具有很多的优点，其采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工

4、业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把的能力。1.1.2 自动生产线的应用冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。体、壳体、杂类等零件的组合机床自动线；用于加工轴类、盘环类等零件的，由简单小型零件的转子自动线等。1先确定节拍时间：不论何种制品，皆在其必须完成的恰好时间内制造。2单位流程：只针对一项产品，进行单位配件的搬运、装配、加工及素材的领取。4U 字型生产线：将设备依工程顺序逆时针排列，并由一人负责出口及入口。5AB 控制：只有当后工程无产品，而前工程有产品的情形

5、，才进行工程。6灯号：传达生产线流程中产品异状的装置。7后工程领取：生产线的产品要因应后工程的需求。从图上更直观更清楚的看出自动生产线的发展方向和应用领域如图 1-1 所图 1-1 自动生产线发展及应用图 别是上料检测站，搬运站，加工站，安装站，分类站，安装搬运站。上料检测站将大工件按顺序排好后提升送出，送出后有联机通信给下一站发出工件到位信物流传递图如图 1-2 所示。图 1-2 物流传递图图 1-3 所示。图 1-3 六站实物拼合图该系统囊括了电机驱动、气动、PLC工位并检测工件颜色台将工件在四个工位间转换并且打孔，安装站的工作是选择要安装工件的料仓，推到库房内。 PLC 的控制程序使各站

6、按要求进行工作，一个控制面板上有 5 个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。色的，负责停止，第七个绿色按钮是上电按钮，最后一个是急停按钮。其实物图如图 1-4 所示。图 1-4 控制面板实物图第2章 1 FESTO 中文版教学软件含液压与气动两种软件，其用法类似。该软件的主要特征就是其可与 CAD 证自己设计的回路的正确性，可节省大量的时间，避免了不必要的麻烦。FluidSIM 软件符合 DIN 电气气动回路图绘制标准，且可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，这样就使回路图绘制和相应气动系统仿真相一致。 FluidSIM 软件的另一个特征就是其系统学习概念：FluidSIM 软件可用来

7、FluidSIM 基于这些模型，FluidSIM 行处理。 。图 2-1 回路图气动回路如图 2-1 所示位置。按钮阀 1S1 动作，在双气控二位五通阀的控制口 14 上有气信号，使双气控二位五通阀换向气缸活塞伸出。当按钮阀1S2 动作时，双气控二位五通阀1V3 FESTO 确。 2.3.1 双气缸步进控制气动回路图与电气原理图双气缸步进控制气动回路图如图 2-2 所示。图 2-2 双气缸步进控制气动回路图电气控制原理图如图 2-3 所示。图 2-3 双气缸步进控制电气原理图2.3.2 双气缸步进控制工作原理及电磁铁动作顺序表 SBK1 1Y1 得电，两位五通电磁换向阀 1V2 的左位通，气体

8、流入 1A1 气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到 2S1 位置时，K2 线圈得电并自锁，电磁线圈 2Y1 得电，两位五通电磁换向阀 2V2 的左位通，气体流入2A1 气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到1S2位置时，K3 线圈得电并自锁，电磁线圈 1Y2 得电，两位五通电磁换向阀 1V2 的1A1 2S2 位置时，K4 线圈得电并自锁，电磁线圈 2Y2 2V2 2A1 气缸右腔推动活塞向左运动。电磁铁动作顺序如表 2-1 所示。表 2-1 电控顺序真值表使用 FESTO 中文版液压与气动教学软件进行仿真，其仿真图如图 2-4 所示。图 2-4 仿真图第3章 3.1.1 搬运站的介绍搬运站是 MP

9、S 下一站的，实现工件的传递。图 3-1 搬运站示意图3.1.2 搬运站的组成搬运站主要是由机械手、气压系统、控制面板、升降汽缸，伸缩汽缸，伺服 I/O 3-1 所示，位的电感开关。 1 1 发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。因此，搬运站机械手水平旋转选择用伺服电机实现，伺服电机由 PLC 的 Y0触点实现脉冲发送用 Y7 控制其转向。由 PLC 控制伺服电机驱动器，驱动器驱动伺服电机。伺服电机外形图及驱动器图

10、如图 3-2 所示。图 3-2 伺服电机外形图及驱动器图器。3.1.3 搬运站的控制要求汽缸伸出至前极限，到位后，垂直汽缸下降至下极限，到位后，气爪抓工件，一段时间后，垂直汽缸上升，到位后，水平汽缸缩回至后极限位，转动至设定位置后，水平汽缸伸出至前极限，垂直汽缸下降至下极限，到位后，气爪松开工件一段时间后，垂直汽缸上升，到位后水平汽缸缩回至后极限，机械手回初始位置，在进行下个循环。以此往复循环，实现完整的操作要求。 3.2.1 气动元件选型和作用1.双作用气缸 驱动行程开关动作。2.压力。3.二位五通换向阀：受电控或手动控制，可实现换向。4.可调单向节流阀:可调单向节流阀由单向阀和可调节流阀组

11、成，单向阀在钉可以调节节流面积。5.二联件：二联件由过滤器和减压阀组成。采用溢流阀控制其气缸伸出速度。3.2.2电磁铁动作顺序表及工作原理表 3-1 电磁铁动作顺序表2Y1-横臂缸+横臂缸-+-夹紧缸加紧夹紧缸松开升降缸加紧-+-+-+工作原理：1Y1得电，横臂缸伸出。1Y2得电，横臂缸缩回。2Y1得电，升降缸伸出。2Y2得电，升降缸缩回。3Y1得电，夹紧缸加紧，失电夹紧缸张开，夹紧缸是单电控电磁阀。气动元件选型及动作顺序完成后根据要求画出气动原理图如图 3-3所示。图 3-3 搬运站气动回路图 3.3.1 PLC控制I/O分配及端口图根据控制要求知，该装置连接到 PLC 的输入信号有横臂缸和

12、升降缸的行程限位开关 1B1、1B2、2B1、2B2，他们用的是磁感应传感器。检测电机初始位置用电感传感器。还有控制面板上对应的输入。输出信号有横臂缸的伸出与缩回1Y1、1Y2，夹紧缸的加紧与张开 2Y1、2Y2，升降缸的下降 3Y1，及电机脉冲输出端及旋转方向判定。根据 选用 FX2N_48MR 主单元，共24 个点输入和24 个点继电器输出，PLC的 I/O 信号分配如表 3-2 的端口图如图 3-4 所示。表 3-2 PLC控制 I/O分配表PLC控制 I/O分配表X10X11X12X13手/自X14 单/联X15 停止X16 上电图3-4 PLC I/O端口图3.3.2 梯形图图3-5

13、 所示。图 3-5 搬运站程序流程图 PLC M1000 以及工件被取走传给主机的信号 M1064。综合以上，梯形图见附一。第4 章 如图是 4-1、4-2 是气动回路实物图，气动回路图的组建与调试步骤如下：（1）接通气源前，先用手轻轻拉拔各快速接头处的气管，确认各管路中不存在气管未插好的情况。同时，将调节各执行元件速度的节流阀开度调到最小，发生。（2）打开气泵，接通气源，将气源处理装置的压力调节手柄向上提起，顺时针或逆时针慢慢转动压力调节手柄，观察压力表，待压力表气压指在 0.5Mpa压力突然升高。（3）检查气动回路的气密性，观察气路中是否存在漏气，若有出现漏气的调整。气动回路实物图如图 4

14、-1、4-2 所示。图 4-1 气动回路实物图图 4-2 气动回路图4.2 PLC输入输出的查找在输入的查找时，按下控制横臂缸的手动换向阀，让气缸完全伸出，看PLC触点那个变 ON，变 ON的就是横臂缸对应的 PLC输入触点。其余同理，依次进行查找。程序写入到 PLC。看其动作与那个输出点相对应，并记录。按下 X011，Y001有输出，横臂缸缩回，Y001 对应的动作就是横臂缸缩回。其余同理，依次进行查找。辅助查找程序如图 4-3所示。图 4-3 输出查找辅助程序图 4.3.1程序下载检查各硬件，并检查通讯线的连接情况，通过 GX软件测试通讯线是否连接正确，如图 4-4所示。图 4-4 检测通

15、讯图检测通讯口连接良好后，点击在线后选择 PLC写入，将程序写入到 PLC中。4.3.2 485联机通讯方式介绍485通讯其实就是 N:N网的建立，以实现设备间的通信，进行集中监控。此要产生何种行动。N:N网连接示意图如图 4-5所示。图 4-5 N:N网连接示意图4.3.3联机调试程序正确写入 PLC，检查485联机是否正常。然后让PLC处于 RUN状态，按下上电按钮，复位，复位后开始，主站推出工件，传送带动，然后工件被拦截，3 秒后，工件放行，到达待搬运工位（传送信息给从 1 站），从1 站机械手抓取工件，放到指定位置后（传送信息给主站），主站推出工件，循环。联机调试完毕，动作流畅准确。联

16、机程序中通讯语句如图 4-6 所示，其中K1 是为了说明搬运站是从一站。图 4-6 联机通讯语句手去抓取工件，联机程序中工件到位信号用 M1000 代替，程序如图 4-7 所示。图 4-7 主站传递工件到位信号程序图本站将工件抓取走并且手臂收回时，本站也将给主站继续运送工件的信号，联机程序中用 M1064 代替，其程序如图 4-8 所示。图 4-8 手臂收回从一站传递给主站信号程序图4.3.4 碰到的问题与解决方法握不牢不好的情况，初次编写出来的程序错误很多，用移位指令出现了双输出，指令及对移位指令和步进指令对比学习最后纠正了指令错误和状态不对应动作松动导致，紧固铁芯，重新调试问题解决。 PL

17、C MPS 自动生产线的单机程序编写调试及联机程序编写调试。次提出宝贵意见，使我的实训能够更完整，更充实。括传感器，PLC，气动回路设计，伺服电机，还有就是他们的有机配合。这次综重要。 MPS 自动总之，这次综合实训使我收获是很大的，再次感谢金老师的帮助及教导。 PLC自动生产线在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的“稳，准，快”。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把的能力。1.1.2 自动生产线的应用冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等

18、的综合自动线。体、壳体、杂类等零件的组合机床自动线；用于加工轴类、盘环类等零件的，由简单小型零件的转子自动线等。1先确定节拍时间：不论何种制品，皆在其必须完成的恰好时间内制造。2单位流程：只针对一项产品，进行单位配件的搬运、装配、加工及素材的领取。4U 字型生产线：将设备依工程顺序逆时针排列，并由一人负责出口及入口。5AB 控制：只有当后工程无产品，而前工程有产品的情形，才进行工程。6灯号：传达生产线流程中产品异状的装置。7后工程领取：生产线的产品要因应后工程的需求。从图上更直观更清楚的看出自动生产线的发展方向和应用领域如图 1-1 所图 1-1 自动生产线发展及应用图 别是上料检测站，搬运站

19、，加工站，安装站，分类站，安装搬运站。上料检测站将大工件按顺序排好后提升送出，送出后有联机通信给下一站发出工件到位信物流传递图如图 1-2 所示。图 1-2 物流传递图图 1-3 所示。图 1-3 六站实物拼合图该系统囊括了电机驱动、气动、PLC工位并检测工件颜色，搬运站的工作则是将工件从上站搬至下一站，加工站的工作是用回转工作台将工件在四个工位间转换并且打孔，安装站的工作是选择要安装工件的料工件推到库房内。 PLC 的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有 5 个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。色的，负责停止，第七个绿色按钮是上电按钮，最后一个是急停按钮。其实物图如图 1-4

20、所示。图 1-4 控制面板实物图第2章 1 FESTO 中文版教学软件含液压与气动两种软件，其用法类似。该软件的主要特征就是其可与 CAD 证自己设计的回路的正确性，可节省大量的时间，避免了不必要的麻烦。FluidSIM 软件符合 DIN 电气气动回路图绘制标准，且可对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，这样就使回路图绘制和相应气动系统仿真相一致。 FluidSIM 软件的另一个特征就是其系统学习概念：FluidSIM 软件可用来 FluidSIM 基于这些模型，FluidSIM 行处理。 。图 2-1 回路图气动回路如图 2-1 所示位置。按钮阀 1S1 动作，在双气控二位五通阀的控制口

21、14 上有气信号，使双气控二位五通阀换向气缸活塞伸出。当按钮阀1S2 动作时，双气控二位五通阀1V3 FESTO 确。 2.3.1 双气缸步进控制气动回路图与电气原理图双气缸步进控制气动回路图如图 2-2 所示。图 2-2 双气缸步进控制气动回路图电气控制原理图如图 2-3 所示。图 2-3 双气缸步进控制电气原理图2.3.2 双气缸步进控制工作原理及电磁铁动作顺序表 SBK1 1Y1 得电，两位五通电磁换向阀 1V2 的左位通，气体流入 1A1 气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到 2S1 位置时，K2 线圈得电并自锁，电磁线圈 2Y1 得电，两位五通电磁换向阀 2V2 的左位通，气体流入2A

22、1 气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到1S2位置时，K3 线圈得电并自锁，电磁线圈 1Y2 得电，两位五通电磁换向阀 1V2 的右位通，气体流入1A1 气缸右腔推动活塞向左运动；当运动到 2S2 位置时，K4 线圈得电并自 2Y2 2V2 2A1 气缸右腔推动活塞向左运动。电磁铁动作顺序如表 2-1 所示。表 2-1 电控顺序真值表使用 FESTO 中文版液压与气动教学软件进行仿真，其仿真图如图 2-4 所示。图 2-4 仿真图第3章 3.1.1 搬运站的介绍搬运站是 MPS 下一站的，实现工件的传递。图 3-1 搬运站示意图3.1.2 搬运站的组成搬运站主要是由机械手、气压系统、控制面板、升

23、降汽缸，伸缩汽缸，伺服 I/O 3-1 所示，位的电感开关。 1 1 发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。因此，搬运站机械手水平旋转选择用伺服电机实现，伺服电机由 PLC 的 Y0触点实现脉冲发送用 Y7 控制其转向。由 PLC 控制伺服电机驱动器，驱动器驱动伺服电机。伺服电机外形图及驱动器图如图 3-2 所示。图 3-2 伺服电机外形图及驱动器图器。3.1.3 搬运站的控制要求汽缸伸出至前极限，到位后，垂直汽缸

24、下降至下极限，到位后，气爪抓工件，一段时间后，垂直汽缸上升，到位后，水平汽缸缩回至后极限位，转动至设定位置后，水平汽缸伸出至前极限，垂直汽缸下降至下极限，到位后，气爪松开工件一段时间后，垂直汽缸上升，到位后水平汽缸缩回至后极限，机械手回初始位置，在进行下个循环。以此往复循环，实现完整的操作要求。 3.2.1 气动元件选型和作用1.双作用气缸 驱动行程开关动作。2.压力。3.二位五通换向阀：受电控或手动控制，可实现换向。4.可调单向节流阀:可调单向节流阀由单向阀和可调节流阀组成，单向阀在钉可以调节节流面积。5.二联件：二联件由过滤器和减压阀组成。采用溢流阀控制其气缸伸出速度。3.2.2电磁铁动作

25、顺序表及工作原理表 3-1 电磁铁动作顺序表2Y1-横臂缸+横臂缸-+-夹紧缸加紧夹紧缸松开升降缸加紧-+-+-+工作原理：1Y1得电，横臂缸伸出。1Y2得电，横臂缸缩回。2Y1得电，升降缸伸出。2Y2得电，升降缸缩回。3Y1得电，夹紧缸加紧，失电夹紧缸张开，夹紧缸是单电控电磁阀。气动元件选型及动作顺序完成后根据要求画出气动原理图如图 3-3所示。图 3-3 搬运站气动回路图 3.3.1 PLC控制I/O分配及端口图根据控制要求知，该装置连接到 PLC 的输入信号有横臂缸和升降缸的行程限位开关 1B1、1B2、2B1、2B2，他们用的是磁感应传感器。检测电机初始位置用电感传感器。还有控制面板上

26、对应的输入。输出信号有横臂缸的伸出与缩回1Y1、1Y2，夹紧缸的加紧与张开 2Y1、2Y2，升降缸的下降 3Y1，及电机脉冲输出端及旋转方向判定。根据 选用 FX2N_48MR 24 个点输入和 24 个点继电器输出，PLC的 I/O 信号分配如表 3-2 的端口图如图 3-4 所示。表 3-2 PLC控制 I/O分配表PLC控制 I/O分配表X10X11X12X13手/自X14 单/联X15 停止X16 上电图3-4 PLC I/O端口图3.3.2 梯形图图3-5 所示。图 3-5 搬运站程序流程图 PLC M1000 以及工件被取走传给主机的信号 M1064。综合以上，梯形图见附一。第4

27、章 如图是 4-1、4-2 是气动回路实物图，气动回路图的组建与调试步骤如下：（1）接通气源前，先用手轻轻拉拔各快速接头处的气管，确认各管路中不存在气管未插好的情况。同时，将调节各执行元件速度的节流阀开度调到最小，发生。（2）打开气泵，接通气源，将气源处理装置的压力调节手柄向上提起，顺时针或逆时针慢慢转动压力调节手柄，观察压力表，待压力表气压指在 0.5Mpa压力突然升高。（3）检查气动回路的气密性，观察气路中是否存在漏气，若有出现漏气的调整。气动回路实物图如图 4-1、4-2 所示。图 4-1 气动回路实物图图 4-2 气动回路图4.2 PLC输入输出的查找在输入的查找时，按下控制横臂缸的手动换向阀，让气缸完全伸出，看PLC触点那个变 ON，变 ON的就是横臂缸对应的 PLC输入触点。其余同理，依次进行查找。程序写