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学习情境四

立体仓库PLC控制系统的运行与维护学习情境四

立体仓库PLC控制系统的运行与维护情境四——实施过程参考

立体仓库PLC控制系统的运行与维护我能做好认识系统熟悉工艺读懂程序运行维护情境四——实施过程参考立体仓库PLC控制系统的运行与维护我立体仓库系统结构认识与分析一电气结构及电器元件安装位置31系统整体结构1典型机械结构及在本系统的应用2立体仓库系统结构认识与分析一电气结构及电器元件安装位置31本系统以“机电一体化柔性装配系统—升降梯立体仓库单元”为依托而展开;系统由升降梯与立体仓库两部分组成,可进行两个不同生产线的入库和出库。在本装配生产线中可根据检测单元对销钉材质的检测结果将工件进行分类入库(金属销钉和尼龙销钉分别入不同的仓库)。若传送至本单元的为分拣后的空托盘,则将其放行。升降梯立体仓库系统结构认识与分析—1.整体结构本系统以“机电一体化柔性装配系统—升降梯立体仓库单元”为依托升降梯单元将分拣站放行的托盘接收,若托盘为空则将其放行;若有工件,则根据材质选择仓库号,再依据仓库库位的信息决定目标库位。由步进及伺服等精密控制电机带动丝杠,链条等传动装置对垛机进行定位,并完成入库动作。运动过程动画演示系统结构认识与分析—1.整体结构升降梯单元将分拣站放行的托盘接收,若托盘为空则将其放行;若有升降步进电机水平移动伺服水平移动导轨升降传动机构凸轮传动机构电磁阀传感器垛机传动装置指示灯仓库仓库垛机整体组成系统结构认识与分析—1.整体结构升降步进电机水平移动伺服水平移动导轨升降传动机构凸轮传动机构1.齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条差动升降机构工作特性:即时速度V2=2V1行程S2=2S1本机应用目的:增大举升高度。系统结构认识与分析—2.典型机械结构1.齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条传动机构工作特性:传动平稳。本机应用目的:升降货梯水平传动。2.齿轮、齿条传动机构系统结构认识与分析—2.典型机械结构机构名称:齿轮、齿条传动机构2.齿轮、齿条传动机构系统结构认3.滚珠丝杆传动机构机构名称:滚珠丝杠传动机构工作特性:传动平稳,精度高。本机应用目的:升降货梯水平传动。系统结构认识与分析—2.典型机械结构3.滚珠丝杆传动机构机构名称:滚珠丝杠传动机构系统结构认识与4.链轮、链条差动升降机构机构名称:链轮、链条差动升降机构工作特性:即时速度V2=2V1行程S2=2S1本机应用目的:增大举升高度。系统结构认识与分析—2.典型机械结构4.链轮、链条差动升降机构机构名称:链轮、链条差动升降机构系5.链条长度补偿机构机构名称:链条长度补偿机构。工作特性:可使二根链条平衡受力,即通过杠杆A使二根链条在制造和工作中的磨损后产生的长度不一致相互补偿。本机应用目的:提升升降平台。系统结构认识与分析—2.典型机械结构5.链条长度补偿机构机构名称:链条长度补偿机构。系统结构认识6.平衡重块机构机构名称:平衡重块机构工作特性:G1依一定关系小于G,且与G同步运动。本机应用目的:重块与升降平台配合,以减小动力电机功率。系统结构认识与分析—2.典型机械结构6.平衡重块机构机构名称:平衡重块机构系统结构认识与分析—27.丝杠、丝母机构机构名称:丝杠、丝母机构工作特性:省力、自锁、可靠、安全。附:轴承可以承受大的轴向力及径向力、自动定心。本机应用目的:举升、升降台系统系统结构认识与分析—2.典型机械结构7.丝杠、丝母机构机构名称:丝杠、丝母机构ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SQ19SQ20ABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2YM1SMS1S2C1M1S3CBSQ21SQ24SQ22SQ25SQ23SQ26SQ27SQ28SQ29系统结构—3.电气结构及元件安装位置A库、B库及升降机构CASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2YM1SMS1S2C1M1S3CS1—托盘检测S2—销钉检测S3—销钉气缸复位S4—销钉气缸至位S5—止动气缸至位S6—止动气缸复位C1—止动气缸C2—销钉气缸M1—传送电机HL1—红色指示灯HL2—绿色指示灯YV1—止动气缸电磁阀YV2—销钉气缸电磁阀系统结构—3.电气结构及元件安装位置ABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SQ19SQ20BSQ21SQ24SQ22SQ25SQ23SQ26SQ27SQ28SQ29SQ12—库1SQ13—库2SQ14—库3SQ15—库4SQ16—库5SQ17—库6SQ18—库7SQ19—库8SQ20—库9SQ21—库10SQ22—库11SQ23—库12SQ24—库13SQ25—库14SQ26—库15SQ27—库16SQ28—库17SQ29—库18系统结构—3.电气结构及元件安装位置A(左)库、B(右)库ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18S检测元件、执行机构、控制元件一览表

检测元件、执行机构、控制元件一览表检测元件、执行机构、控制元件一览表(续)

检测元件、执行机构、控制元件一览表(续)为实现本系统的控制功能,在结构的相应位置装设了光电式传感器、光栅尺、磁性接近开关等检测装置,并配备了伺服电机、步进电机、标准气缸等执行机构和继电器、电磁阀等控制元件。典型电器元件描述二步进电机伺服电机直流电机总线光电开关微动开关光栅尺为实现本系统的控制功能,在结构的相应位置装设了光电式传感器、典型电气元件—1.光栅尺光栅位移传感器原理

是由一对光栅副中的主光栅(即标尺光栅)和副光栅(即指示光栅)进行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,整形电路整形后,得到两路相差为90o的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。典型电气元件—1.光栅尺光栅位移传感器原理是由典型电气元件—1.光栅尺1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅传感器壳体内部。3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。4)为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。5)为保证光栅传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。6)光栅传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅传感器即失效了。光栅尺使用注意事项

典型电气元件—1.光栅尺1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应典型电气元件—1.光栅尺7)不要自行拆开光栅传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光栅传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,进而造成光栅尺报废。8)应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。9)光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量。光栅尺使用注意事项

典型电气元件—1.光栅尺7)不要自行拆开光栅传感器,更不能典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作特点伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作特点伺服电动机又典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作原理伺服电机内部的转子按键功能

1选择伺服模式。为数值的减量(-1)。选择伺服模式。为数值的增量(+1)。切换模式(MODE)。删除(ESC)。将设定位向右侧移位(SHIFT)。确定模式与数值(ENT)。确定的时候要按住此键1秒以上

典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法按键功能1选择伺服模式。选择伺服模式。切换模式(MODE)模式的选择

2顺序监控模式监控模式参数编集模式试运行模式通电选择子模式显示实例模式选择典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法模式的选择2顺序监控模式监控模式参数编集模式试运行模式通电参数调整

3∧∨∧∨ENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESC采用参数编集模式,可以进行参数的编集。按下MODE键,显示[],按ENT键(1秒以上),对参数编集进行选择。选择参数编集以后,再选择由∧键或∨键进行编集的参数号。按ENT键可以编集其内容。典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法参数调整3∧∨∧∨ENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上操作实例

4为顺序模式的显示实例。返回模式选择。选择参数模式。显示参数号。选择参数33号。显示33号的设定内容。H侧(上位3位)的最上位闪亮。(显示初始值1000.0的上位2位)(1秒以上)显示键操作备注闪亮(1秒以上)接下页典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法操作实例4为顺序模式的显示实例。(1秒以上)显示典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法减少数值成为0。显示L侧(下位4位)。移动到编集的位上。数值设为1。确定变更后的数值。如进行确定,直接保留其显示。显示键操作备注闪亮(1秒以上)闪亮闪亮闪亮操作实例

4典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法减少数值成为0。显典型电气元件—3.步进电机步进电机基本结构典型电气元件—3.步进电机步进电机基本结构典型电气元件—3.步进电机步进电机工作原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

步进电机驱动器典型电气元件—3.步进电机步进电机工作原理步进电机是一种将电典型电气元件—3.步进电机步进电机基本参数术语电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如6BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。

典型电气元件—3.步进电机步进电机基本参数术语电机固有步距角典型电气元件—3.步进电机保持转矩(HOLDINGTORQUE):是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

步进电机基本参数术语典型电气元件—3.步进电机保持转矩(HOLDINGTORQ系统控制要求和运行分析三1系统控制动作分解1控制流程图2分析读懂控制程序3系统控制要求和运行分析三1系统控制动作分解1控制流程图2分1当接受到前站分拣单元放行合格品信号后工作指示灯发光,垛机左行,同时垛机左限位电磁铁吸合准备接件。2当垛机左行到位后,左限位开关发出信号,垛机停止左行等待接件,3.5秒后垛机接件换向右行。系统控制运行分析—1.动作分解控制过程初始状态:换向气缸处于复位;垛机处于中间限位;伺服电机(内进/外退)处于外限位;步进电机(升降)处于底限位;凸轮(库内)处于下限位。此时所有执行机构均为停止状态,工作指示灯熄灭。动作分解1当接受到前站分拣单元放行合格品信号后工作指示灯发光,垛机左4通过串口读取光栅尺高度数值,并将此数值与目标仓库单元的高度进行比较后垛机随升降梯到达指定层位高度停止上行,伺服电机启动向内运送工件。5伺服电机将垛机向内送到指定某排位,某排位限位开关发出信号,此时伺服电机停止内进,凸轮动作使垛机提升30mm的行程。3当垛机载工件右行到中间位置且检测到工件后,中间限位开关和工件检测传感器发出信号,垛机停止右行并释放左限位电磁铁,同时启动步进脉冲(此时步进方向向上输出为0),使垛机载工件随升降梯定向上行运送工件。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解4通过串口读取光栅尺高度数值,并将此数值与目标仓库单元的高度7垛机左(右)行到位使左(右)限位开关发出信号后停止左(右)行,凸轮动作放置托盘工件。8当凸轮下限位发出信号且库位微动开关动作后,入库动作结束,垛机右(左)行。6凸轮上限位发出检测信号时凸轮电机停止动作,垛机左(右)行,左(右)限位电磁铁吸合放行工件入库。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解7垛机左(右)行到位使左(右)限位开关发出信号后停止左(右)10当伺服电机向外退至原位后外限位开关动作停止外退,步进方向转为向下(输出为1),并同时启动步进脉冲使升降梯下行。11升降梯下行至底层(原位),底层限位开关动作,此时停止步进脉冲,并使步进方向输出为0,将升降梯停放在原位,工作指示灯熄灭。9当垛机右(左)行到中间位置时中限位开关发出信号停止右(左)行,并释放左(右)限位电磁铁。此时启动伺服电机向外退出。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解10当伺服电机向外退至原位后外限位开关动作停止外退,步进方向垛机工件检测(I0.2)是否到达目标垂直位置输出伺服电机脉冲Q0.0是否到达目标水平位置停止伺服电机脉冲Q0.0金属销钉是哪种材质尼龙检索金属仓库检索尼龙仓库确定入库路线输出步进电机脉冲Q0.1停止步进电机脉冲Q0.1是否否接下页是流程图系统控制运行分析—2.流程图垛机工件检测(I0.2)是否到达目标垂直位置输出伺服电机脉冲金属凸轮上限位I1.0是否到达尼龙垛机左移Q0.4,左限位电磁铁Q1.1接下页输出凸轮电机Q0.6否销钉是哪种材质垛机右移Q0.5,右限位电磁铁Q1.2垛机左限位I0.3垛机右限位I0.5流程图系统控制运行分析—2.流程图金属凸轮上限位I1.0是否到达尼龙垛机左移Q0.4,左限位电停止垛机左移Q0.4,输出凸轮电机Q.6停止垛机右移Q0.5,输出凸轮电机Q.6凸轮下限位I1.1凸轮下限位I1.1停止凸轮电机Q0.6,输出垛机右移Q0.5停止凸轮电机Q0.6,输出垛机左移Q0.4垛机中间限位I0.4垛机中间限位I0.4接下页流程图系统控制运行分析—2.流程图停止垛机左移Q0.4,输出凸轮电机Q.6停止垛机右移Q0.5停止垛机右移Q0.5及左限位电磁铁Q1.1停止垛机左移Q0.4及右限位电磁铁Q1.2输出伺服电机脉冲Q0.0及方向Q0.3外侧限位I1.2停止伺服电机脉冲Q0.0及方向Q0.3输出步进电机脉冲Q0.1及方向Q0.2下限位I0.0停止步进电机脉冲Q0.1及方向Q0.2,工作指示灯灭Q1.3流程图系统控制运行分析—2.流程图停止垛机右移Q0.5及左限位电磁铁Q1.1停止垛机左移Q0.反复观察分站运行演示,深刻理解控制要求;根据控制要求描述及工作状态表,对照I/O编号,分析理解控制程序;根据I/O编号逐个核对PLC与输入输出设备的连接,观察并验证系统运行情况。系统控制运行分析—3.分析读懂控制程序步进电机伺服电机直流电机总线光电开关微动开关光栅尺反复观察分站运行演示,深刻理解控制要求;系统控制运行分析—3系统维护四1读懂电源系统图和气动原理图1熟悉PLC控制接线图2了解柔性系统的网络控制结构3常见故障分析4系统维护四1读懂电源系统图和气动原理图1熟悉PLC系统维护—1.电源系统图系统维护—1.电源系统图系统维护—1.气动原理图系统维护—1.气动原理图系统维护—2.PLC控制接线图系统维护—2.PLC控制接线图S7-300主站变频器主站PG/PCSTEP7PROFIBUS-DPS7-200S7-200DP从站模块EM277

S7-200……S7-200系统维护—3.柔性系统网络控制结构S7-300主站变频器主站PG/PCSTEP7PROFIB主站CPU单元6ES7315-2AG10-0AB0+6SE7307-1BA00-0AA0电池+40针前连接器6ES7392-1AM00-0AA0+存储卡6SE7953-8LF00-0AA0+I/O数字模块(16)6SE7323-1BL00-0AA0+背板6ES7390-1AE80-0AA0+STEP7V5.2编程软件PROFIBUS总线从站1ET200S从站4中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站5中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站7中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站9中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站10中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站2中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站3中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站6中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277+模拟量输入模块+模拟量输出模块从站11变频器主机+变频器DP接口+变频器BOP面板PC+WINCC组态监控软件从站8中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站11中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277从站12中央处理单元(CPU)CPU226+PROFIBUSDP模块EM277+输入扩展模块系统维护—3.柔性系统网络控制结构主站CPU单元6ES7315-2AG10-0AB0+6S故障:前一站有托盘,但垛机不向左进行接件动作可能原因:控制模式开关未选在自动故障:垛机定位时,产生的偏差较大可能原因:1.步进电机或伺服电机的驱动器参数调整不正确2.程序中发送脉冲量不正确3.初始位置的开关位置不正确故障:垛机行进至导轨尾端后,再也无法移动,复位也无效可能原因:保护用微动开关被压住,造成供电断路系统维护—4.常见故障分析故障:前一站有托盘,但垛机不向左进行接件动作可能原因思考问题如何进行库位信息的检索,哪种检索方法更好如果接到的是空托盘,那么托盘应该怎样处理想要指定库位进行出库,该怎样编程1.2.3.思考问题如何进行库位信息的检索,哪种检索方法更好如果接到的是情境四结束——谢谢!情境四结束——谢谢!学习情境四

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立体仓库PLC控制系统的运行与维护情境四——实施过程参考

立体仓库PLC控制系统的运行与维护我能做好认识系统熟悉工艺读懂程序运行维护情境四——实施过程参考立体仓库PLC控制系统的运行与维护我立体仓库系统结构认识与分析一电气结构及电器元件安装位置31系统整体结构1典型机械结构及在本系统的应用2立体仓库系统结构认识与分析一电气结构及电器元件安装位置31本系统以“机电一体化柔性装配系统—升降梯立体仓库单元”为依托而展开;系统由升降梯与立体仓库两部分组成,可进行两个不同生产线的入库和出库。在本装配生产线中可根据检测单元对销钉材质的检测结果将工件进行分类入库(金属销钉和尼龙销钉分别入不同的仓库)。若传送至本单元的为分拣后的空托盘,则将其放行。升降梯立体仓库系统结构认识与分析—1.整体结构本系统以“机电一体化柔性装配系统—升降梯立体仓库单元”为依托升降梯单元将分拣站放行的托盘接收,若托盘为空则将其放行;若有工件,则根据材质选择仓库号,再依据仓库库位的信息决定目标库位。由步进及伺服等精密控制电机带动丝杠,链条等传动装置对垛机进行定位,并完成入库动作。运动过程动画演示系统结构认识与分析—1.整体结构升降梯单元将分拣站放行的托盘接收,若托盘为空则将其放行;若有升降步进电机水平移动伺服水平移动导轨升降传动机构凸轮传动机构电磁阀传感器垛机传动装置指示灯仓库仓库垛机整体组成系统结构认识与分析—1.整体结构升降步进电机水平移动伺服水平移动导轨升降传动机构凸轮传动机构1.齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条差动升降机构工作特性:即时速度V2=2V1行程S2=2S1本机应用目的:增大举升高度。系统结构认识与分析—2.典型机械结构1.齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条差动升降机构机构名称:齿轮、齿条传动机构工作特性:传动平稳。本机应用目的:升降货梯水平传动。2.齿轮、齿条传动机构系统结构认识与分析—2.典型机械结构机构名称:齿轮、齿条传动机构2.齿轮、齿条传动机构系统结构认3.滚珠丝杆传动机构机构名称:滚珠丝杠传动机构工作特性:传动平稳,精度高。本机应用目的:升降货梯水平传动。系统结构认识与分析—2.典型机械结构3.滚珠丝杆传动机构机构名称:滚珠丝杠传动机构系统结构认识与4.链轮、链条差动升降机构机构名称:链轮、链条差动升降机构工作特性:即时速度V2=2V1行程S2=2S1本机应用目的:增大举升高度。系统结构认识与分析—2.典型机械结构4.链轮、链条差动升降机构机构名称:链轮、链条差动升降机构系5.链条长度补偿机构机构名称:链条长度补偿机构。工作特性:可使二根链条平衡受力,即通过杠杆A使二根链条在制造和工作中的磨损后产生的长度不一致相互补偿。本机应用目的:提升升降平台。系统结构认识与分析—2.典型机械结构5.链条长度补偿机构机构名称:链条长度补偿机构。系统结构认识6.平衡重块机构机构名称:平衡重块机构工作特性:G1依一定关系小于G,且与G同步运动。本机应用目的:重块与升降平台配合,以减小动力电机功率。系统结构认识与分析—2.典型机械结构6.平衡重块机构机构名称:平衡重块机构系统结构认识与分析—27.丝杠、丝母机构机构名称:丝杠、丝母机构工作特性:省力、自锁、可靠、安全。附:轴承可以承受大的轴向力及径向力、自动定心。本机应用目的:举升、升降台系统系统结构认识与分析—2.典型机械结构7.丝杠、丝母机构机构名称:丝杠、丝母机构ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SQ19SQ20ABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2YM1SMS1S2C1M1S3CBSQ21SQ24SQ22SQ25SQ23SQ26SQ27SQ28SQ29系统结构—3.电气结构及元件安装位置A库、B库及升降机构CASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2YM1SMS1S2C1M1S3CS1—托盘检测S2—销钉检测S3—销钉气缸复位S4—销钉气缸至位S5—止动气缸至位S6—止动气缸复位C1—止动气缸C2—销钉气缸M1—传送电机HL1—红色指示灯HL2—绿色指示灯YV1—止动气缸电磁阀YV2—销钉气缸电磁阀系统结构—3.电气结构及元件安装位置ABSQ4SQ5SQ6SQ7HLSQ3SQ1M2YM2SQ2ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18SQ19SQ20BSQ21SQ24SQ22SQ25SQ23SQ26SQ27SQ28SQ29SQ12—库1SQ13—库2SQ14—库3SQ15—库4SQ16—库5SQ17—库6SQ18—库7SQ19—库8SQ20—库9SQ21—库10SQ22—库11SQ23—库12SQ24—库13SQ25—库14SQ26—库15SQ27—库16SQ28—库17SQ29—库18系统结构—3.电气结构及元件安装位置A(左)库、B(右)库ASQ12SQ15SQ13SQ16SQ14SQ17SQ18S检测元件、执行机构、控制元件一览表

检测元件、执行机构、控制元件一览表检测元件、执行机构、控制元件一览表(续)

检测元件、执行机构、控制元件一览表(续)为实现本系统的控制功能,在结构的相应位置装设了光电式传感器、光栅尺、磁性接近开关等检测装置,并配备了伺服电机、步进电机、标准气缸等执行机构和继电器、电磁阀等控制元件。典型电器元件描述二步进电机伺服电机直流电机总线光电开关微动开关光栅尺为实现本系统的控制功能,在结构的相应位置装设了光电式传感器、典型电气元件—1.光栅尺光栅位移传感器原理

是由一对光栅副中的主光栅(即标尺光栅)和副光栅(即指示光栅)进行相对位移时,在光的干涉与衍射共同作用下产生黑白相间(或明暗相间)的规则条纹图形,称之为莫尔条纹。经过光电器件转换使黑白(或明暗)相同的条纹转换成正弦波变化的电信号,再经过放大器放大,整形电路整形后,得到两路相差为90o的正弦波或方波,送入光栅数显表计数显示。典型电气元件—1.光栅尺光栅位移传感器原理是由典型电气元件—1.光栅尺1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应关闭电源后进行。2)尽可能外加保护罩,并及时清理溅落在尺上的切屑和油液,严格防止任何异物进入光栅传感器壳体内部。3)定期检查各安装联接螺钉是否松动。4)为延长防尘密封条的寿命,可在密封条上均匀涂上一薄层硅油,注意勿溅落在玻璃光栅刻划面上。5)为保证光栅传感器使用的可靠性,可每隔一定时间用乙醇混合液(各50%)清洗擦拭光栅尺面及指示光栅面,保持玻璃光栅尺面清洁。6)光栅传感器严禁剧烈震动及摔打,以免破坏光栅尺,如光栅尺断裂,光栅传感器即失效了。光栅尺使用注意事项

典型电气元件—1.光栅尺1)光栅传感器与数显表插头座插拔时应典型电气元件—1.光栅尺7)不要自行拆开光栅传感器,更不能任意改动主栅尺与副栅尺的相对间距,否则一方面可能破坏光栅传感器的精度;另一方面还可能造成主栅尺与副栅尺的相对摩擦,损坏铬层也就损坏了栅线,进而造成光栅尺报废。8)应注意防止油污及水污染光栅尺面,以免破坏光栅尺线条纹分布,引起测量误差。9)光栅传感器应尽量避免在有严重腐蚀作用的环境中工作,以免腐蚀光栅铬层及光栅尺表面,破坏光栅尺质量。光栅尺使用注意事项

典型电气元件—1.光栅尺7)不要自行拆开光栅传感器,更不能典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作特点伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作特点伺服电动机又典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

典型电气元件—2.伺服电机伺服电机工作原理伺服电机内部的转子按键功能

1选择伺服模式。为数值的减量(-1)。选择伺服模式。为数值的增量(+1)。切换模式(MODE)。删除(ESC)。将设定位向右侧移位(SHIFT)。确定模式与数值(ENT)。确定的时候要按住此键1秒以上

典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法按键功能1选择伺服模式。选择伺服模式。切换模式(MODE)模式的选择

2顺序监控模式监控模式参数编集模式试运行模式通电选择子模式显示实例模式选择典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法模式的选择2顺序监控模式监控模式参数编集模式试运行模式通电参数调整

3∧∨∧∨ENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上)ESC采用参数编集模式,可以进行参数的编集。按下MODE键,显示[],按ENT键(1秒以上),对参数编集进行选择。选择参数编集以后,再选择由∧键或∨键进行编集的参数号。按ENT键可以编集其内容。典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法参数调整3∧∨∧∨ENT(1秒以上)ESCENT(1秒以上操作实例

4为顺序模式的显示实例。返回模式选择。选择参数模式。显示参数号。选择参数33号。显示33号的设定内容。H侧(上位3位)的最上位闪亮。(显示初始值1000.0的上位2位)(1秒以上)显示键操作备注闪亮(1秒以上)接下页典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法操作实例4为顺序模式的显示实例。(1秒以上)显示典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法减少数值成为0。显示L侧(下位4位)。移动到编集的位上。数值设为1。确定变更后的数值。如进行确定,直接保留其显示。显示键操作备注闪亮(1秒以上)闪亮闪亮闪亮操作实例

4典型电气元件—2.伺服电机伺服参数调整方法减少数值成为0。显典型电气元件—3.步进电机步进电机基本结构典型电气元件—3.步进电机步进电机基本结构典型电气元件—3.步进电机步进电机工作原理步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

步进电机驱动器典型电气元件—3.步进电机步进电机工作原理步进电机是一种将电典型电气元件—3.步进电机步进电机基本参数术语电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值,如6BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’,它不一定是电机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72°。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器,则‘相数’将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。

典型电气元件—3.步进电机步进电机基本参数术语电机固有步距角典型电气元件—3.步进电机保持转矩(HOLDINGTORQUE):是指步进电机通电但没有转动时,定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一,通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减,输出功率也随速度的增大而变化,所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如,当人们说2N.m的步进电机,在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。

步进电机基本参数术语典型电气元件—3.步进电机保持转矩(HOLDINGTORQ系统控制要求和运行分析三1系统控制动作分解1控制流程图2分析读懂控制程序3系统控制要求和运行分析三1系统控制动作分解1控制流程图2分1当接受到前站分拣单元放行合格品信号后工作指示灯发光,垛机左行,同时垛机左限位电磁铁吸合准备接件。2当垛机左行到位后,左限位开关发出信号,垛机停止左行等待接件,3.5秒后垛机接件换向右行。系统控制运行分析—1.动作分解控制过程初始状态:换向气缸处于复位;垛机处于中间限位;伺服电机(内进/外退)处于外限位;步进电机(升降)处于底限位;凸轮(库内)处于下限位。此时所有执行机构均为停止状态,工作指示灯熄灭。动作分解1当接受到前站分拣单元放行合格品信号后工作指示灯发光,垛机左4通过串口读取光栅尺高度数值,并将此数值与目标仓库单元的高度进行比较后垛机随升降梯到达指定层位高度停止上行,伺服电机启动向内运送工件。5伺服电机将垛机向内送到指定某排位,某排位限位开关发出信号,此时伺服电机停止内进,凸轮动作使垛机提升30mm的行程。3当垛机载工件右行到中间位置且检测到工件后,中间限位开关和工件检测传感器发出信号,垛机停止右行并释放左限位电磁铁,同时启动步进脉冲(此时步进方向向上输出为0),使垛机载工件随升降梯定向上行运送工件。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解4通过串口读取光栅尺高度数值,并将此数值与目标仓库单元的高度7垛机左(右)行到位使左(右)限位开关发出信号后停止左(右)行,凸轮动作放置托盘工件。8当凸轮下限位发出信号且库位微动开关动作后,入库动作结束,垛机右(左)行。6凸轮上限位发出检测信号时凸轮电机停止动作,垛机左(右)行,左(右)限位电磁铁吸合放行工件入库。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解7垛机左(右)行到位使左(右)限位开关发出信号后停止左(右)10当伺服电机向外退至原位后外限位开关动作停止外退,步进方向转为向下(输出为1),并同时启动步进脉冲使升降梯下行。11升降梯下行至底层(原位),底层限位开关动作,此时停止步进脉冲,并使步进方向输出为0,将升降梯停放在原位,工作指示灯熄灭。9当垛机右(左)行到中间位置时中限位开关发出信号停止右(左)行,并释放左(右)限位电磁铁。此时启动伺服电机向外退出。系统控制运行分析—1.动作分解动作分解10当伺服电机向外退至原位后外限位开关动作停止外退,步进方向垛机工件检测(I0.2)是否到达目标垂直位置输出伺服电机脉冲Q0.0是否到达目标水平位置停止伺服电机脉冲Q0.0金属销钉是哪种材质尼龙检索金属仓库检索尼龙仓库确定入库路线输出步进电机脉冲Q0.1停止步进电机脉冲Q0.1是否否接下页是流程图系统控制运行分析—2.流程图垛机工件检测(I0.2)是否到达目标垂直位置输出伺服电机脉冲金属凸轮上限位I1.0是否到达尼龙垛机左移Q0.4,左限位电磁铁Q1.1接下页输出凸轮电机Q0.6否销钉是哪种材质垛机右移Q0.5,右限位电磁铁Q1.2垛机左限位I0.3垛机右限位I0.5流程图系统控制运行分析—2.流程图金属凸轮上限位I1.0是否到达尼龙垛机左移Q0.4,左限位电停止垛机左移Q0.4,输出凸轮电机Q.6停止垛机右移Q0.5,输出凸轮电机Q.6凸轮下限位I1.1凸轮下限位I1.1停止凸轮电机Q0.6,输出垛机右移Q0.5停止凸轮电机Q0.6,输出垛机左移Q0.4垛机中间限位I0.4垛机中间限位I0.4接下页流程图系统控制运行分析—2.流程图停止垛机左移Q0.4,输出凸轮电机Q.6停止垛机右移Q0.5停止垛机右移Q0.5及左限位电磁铁Q1.1停止垛机左移Q0.4及右限位电磁铁Q1.2输出伺服电机脉冲Q0.0及方向Q0.3外侧限位I1.2停止伺服电机脉冲Q0.0及方向Q0.3输出步进电机脉冲Q0.1及方向Q0.2下限位I0.0停止步进电机脉冲Q0.1及方向Q0.2,工作指示灯灭Q1.3流程图系统控制运行分析—2.流程图停止垛机右移Q0.

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