自动化生产线安装与调试（三菱FX系列）

内容简介

本书以历届全国高职院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项所指定的竞赛平台为载体

“”,

按照项目引领的模式编写将实施自动化生产线安装与调试相关的知识点和实操技能分解到不同项

,

目中书中主要内容包括自动化生产线核心技术应用自动化生产线各工作单元安装与调试系统

。:,,

安装与调试以及人机界面组态与调试等本书结构紧凑图文并茂层次分明配套资源丰富具有

,。、、、,

很好的可读性实用性和先进性

、。

本书适合作为高职高专机电类专业相关课程的教材也可作为应用型本科职业技能竞赛的相

,、

关培训教材还可作为相关工程技术人员研究自动化生产线的参考书

,。

图书在版编目CIP数据

()

自动化生产线安装与调试三菱系列严惠张同苏主编版北京

:FX/,.—3.—:

中国铁道出版社有限公司

,2022.1

高职高专院校机电类专业规划教材

ISBN978-7-113-28667-5

自严张自动生产线安装高等职业教育教材

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…Ⅲ.①---

自动生产线调试方法高等职业教育教材

②---Ⅳ.①TP278

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2021)267858

书名:自动化生产线安装与调试三菱系列

(FX)

作者:严惠张同苏

策划:祁云编辑部电话:

(010)63549458

责任编辑:祁云绳超

封面设计:付巍

封面制作:刘颖

责任校对:孙玫

责任印制:樊启鹏

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

http://www.tdpress.com/51eds/

印刷:北京联兴盛业印刷股份有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

201091202213202211

开本:印张:字数:千

850mm×1168mm1/1612.5320

书号:

ISBN978-7-113-28667-5

定价:元

36.00

版权所有侵权必究

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,,。:(010)63550836

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:(010)63549461

自年全国职业院校技能大赛引入“自动化生产线安装与调试”赛项以来,这一综

2008

合实训项目不断被全国广大高职高专院校引入机电类专业综合实训项目教学之中。通过

十余届全国技能大赛的引领,以及各院校多年的教学实践,“自动化生产线安装与调试”作

为高职高专院校机电类专业的一门综合性实训课程,正在日趋成熟。

培养掌握智能制造相关技术,能够进行智能制造装备和自动化生产线的安装、编程、调

试、维修、运行和管理的技术技能型人才,已成为当前高等职业院校机电技术类专业技能培

养的主要任务。自动化生产线融合了传感器与检测技术、电机与电气控制技术、控制

PLC

技术、液压与气压传动技术、工业网络技术等多方面知识,为满足专业综合实训类课程教学

所需,我们编写了《自动化生产线安装与调试(三菱系列)》。在全国技能大赛的引领

FX

下,各院校教师在教学实践中不断总结经验,对教学目标、教学内容、教学方法和教学实施

等都提出了许多有益的建议。随着技术的更新,作为教学载体的自动化生产线

YL-335B

也进行了相应升级,引进了新功能,增添了新的实训项目。为进一步更好地提高教学实施

成效,编者对第二版进行了较全面的修订,在教材的格局与内容方面进行了较大幅度的调

整,并纠正了其中一些错漏之处。主要调整之处如下:

()针对自动化生产线安装与调试的技能技术规范开发了配套的“小工匠训练营”小

1

程序,让读者在寓学于乐的闯关游戏中践行精益求精、追求卓越的工匠精神。读者通过微

信扫描“小工匠训练营”二维码(见下页)即可获取相关内容。

()对教材整体的项目设置进行了重构,项目架构更着眼于教学实施的可行性,针对

2

各个教学项目的特点进行了任务细分,明确给出各项目的重点与难点、各任务实施的参考

学时。

()增加了项目资源建设,读者可以通过扫描各个项目中的二维码,获取视频、动画资

3

源,配套的等资源也进行了更新。

PPT

()对第二版教材中的电气接线图进行了修正。

4

()在项目四的思考题中嵌入了新装配单元技能点,在项目七思考题中增加了机器人

5

码垛单元、新输送单元的技能点,其中新装配单元为全国职业院校技能大赛自动化生产线

安装与调试赛项新增考核单元;机器人码垛单元与新输送单元是近年升级改造

YL-335B

为新的智能制造生产线主要新增工作单元。

Ⅰ

本书由江苏信息职业技术学院严惠、原亚龙科技集团电气总工程师张同苏任主编,沙

洲职业工学院李志梅、常州机电职业技术学院周斌和山东职业学院赵振参与编写。具体编

写分工如下:严惠、张同苏编写项目一、项目五、项目七,对书中各工作任务的例程和

PLC

人机界面组态文档进行了全面测试和验证,并负责书中教学资源的建设及全书统稿;

李志梅编写项目六;周斌编写项目二、项目三,赵振编写项目四。

本书在编写过程中得到了浙江亚龙教育装备股份有限公司领导的大力支持,郑巨上、

陈钰生、蔡桂飞、赵振鲁等工程技术人员提供了自动化生产线设备以及升级拓展

YL-335B

工作站有关的技术数据和资料,并为书中附图制作、程序调试等做了大量的工作。主审

程周以高度负责的态度,认真审阅了书稿,并提出了宝贵的意见,在此一并表示衷心的

感谢!

限于编者的经验、水平以及时间,书中难免存在疏漏和不妥之处,敬请广大读者提出宝

贵意见。

编者

年月

20219

Ⅱ

项目一认识自动化生产线…………1

任务了解自动化生产线………………………

11

任务认知型自动化生产线…………

2YL-335B3

项目小结…………………………

12

思考题……………

12

项目二供料单元的安装与调试…………………13

任务供料单元机械拆装………………………

113

任务供料单元气路连接与调节………………

217

任务供料单元电气线路设计…………………

322

任务供料单元控制系统软件设计……………

434

项目小结…………………………

40

思考题……………

40

项目三加工单元的安装与调试…………………41

任务加工单元机械拆装………………………

141

任务加工单元电气线路设计…………………

246

任务加工单元控制系统软件设计……………

351

项目小结…………………………

54

思考题……………

54

项目四装配单元的安装与调试…………………55

任务装配单元机械拆装………………………

155

任务装配单元气路连接与调节………………

262

任务装配单元电气线路设计…………………

365

任务装配单元控制系统软件设计……………

471

项目小结…………………………

75

思考题……………

76

项目五分拣单元的安装与调试…………………79

任务分拣单元机械拆装………………………

180

任务分拣单元电气线路设计…………………

285

任务变频器多段速运行控制…………………

393

任务脉冲当量测试…………

4101

任务基于的分拣单元运行控制……………

5FX3U-3A-ADP106

任务分拣单元上位机组态控制……………

6115

Ⅰ

项目小结…………………………

132

思考题……………

132

项目六输送单元的安装与调试…………………133

任务输送单元机械拆装……………………

1133

任务输送单元电气线路设计………………

2140

任务输送单元运行控制……………………

3148

项目小结…………………………

163

思考题……………

164

项目七YL-335B自动化生产线联机运行控制…………………165

任务NN网络组建与控制…………………

1∶165

任务系统联机运行的人机界面组态和编程…………

2PLC173

项目小结…………………………

192

思考题……………

193

Ⅱ

项目一

认识自动化生产线

了解自动化生产线的功能、作用、特点及发展概况。

①

了解型自动化生产线的基本结构。

②YL-335B

熟练操作型自动化生产线。

③YL-335B

熟练操作气泵。

④

任务了解自动化生产线学时

11

任务认知型自动化生产线学时

2YL-335B1

常见自动化生产线的功能。

①

型自动化生产线的基本结构。

②YL-335B

操作气泵向自动化生产线供气。

③

操作型自动化生产线,各工作站的基本功能。

④YL-335B

操作型自动化生产线。

YL-335B

任务1了解自动化生产线

一、工作任务

列举生活中常见的自动化生产线阐述其应用场合与工作流程

,。

二、关联知识点

(一)自动化生产线的概念

自动化生产线由自动执行装置包括各种执行器件机构如电动机电磁铁电磁阀气动及液

(、,、、、

压装置等经各种检测装置包括各种检测器件如传感器仪表等检测各装置的工作进程工作

),(,、),、

1

状态经逻辑数理运算及判断按生产工艺要求的程序自动进行生产作业的流水线

,、,,。

简单地说自动化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

,,

顺序连接起来自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统简称自动线

,,“”。

(二)自动化生产线的发展概况

自动化生产线所涉及的技术领域是很广泛的它的发展完善是与各种相关技术的进步及互相

,、

渗透紧密相连的各种技术的不断更新推动了它的迅速发展

。。

可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统是专为工业环境下的应用而设计

(PLC),

的控制器它是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的并逐渐发展成以微处理器为

。,

核心将自动化技术计算机技术通信技术融为一体的新型工业控制装置广泛应用于自动化生产

,、、,

的控制系统中

。

机器人技术由于微机的出现内装的控制器被计算机代替而产生了工业机器人以工业机械手

,,

最为普遍各具特色的机器人和机械手在自动化生产中的装卸工件定位夹紧工件传输包装等

。、、、

部分得到广泛应用现在正在研制的新一代智能机器人不仅具有运动操作技能而且还有视觉听

。,、

觉触觉等感觉的辨别能力具有判断决策能力这种机器人的研制成功将把自动化生产带入一

、,、。,

个全新的领域

。

液压和气动技术特别是气动技术由于使用的是取之不尽的空气作为介质具有传动反应快

,,,、

动作迅速气动元件制作容易成本低和便于集中供应和长距离输送等优点而引起人们的普遍重

、、,

视气动技术已经发展成为一个独立的技术领域在各行业特别是自动化生产线中得到迅速的

。。,

发展和广泛的使用

。

此外传感技术随着材料科学的发展和固体效应的不断出现形成了一个新型的科学技术领

,,

域在应用上出现了带微处理器的智能传感器它在自动化生产中监视着各种复杂的自动控制

。“”,

程序起着极其重要的作用

,。

进入二十一世纪自动化功能在计算机技术网络通信技术和人工智能技术的推动下不断提

,、

高从而能够生产出更加智能的控制设备使工业生产过程有一定的自适应能力所有这些支持自

,,。

动化生产的相关技术的进一步发展使得自动化生产技术功能更加齐全完善先进从而能完成技

,、、,

术性更复杂的操作和生产或装配工艺更复杂的产品

。

三、任务实施

自动化生产线大大提高了生产的效率图所示为一些自动化生产线的例子自动化生

,1-1。

产线不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及其工艺过

程使产品成为合格的制品而且要求在装卸工件定位夹紧工件在工序间输送工

,,、、、

件的分拣甚至包装等都能自动地进行使其按照规定的程序自动地进行工作例如

,。

在图所示的笔记本式计算机组装线和图所示的组合音箱组装线中为

1-1(a)1-1(b),

了使产品在不同工位进行组装产品的输送和定位都是重要的环节图所示

,。1-1(c)

的口罩机生产线由口罩本体设备翻片输送线以及耳带焊接设备组成口罩本体加

,、,

工的片材通过传送带传送至翻转机构经由其翻转至焊带机传送带上进行口罩耳带

,,

焊接口罩机中涵盖了触摸屏电机气动等技术图所示的电芯智能

。PLC、、、。1-1(d)

2

项目一认识自动化生产线

制造生产线实现了电芯的取料加工清洗检测入库功能通过工业机械人实现各个工作单元

,、、、、,

间中间件的抓取传输

、。

图自动化生产线的例子

1-1

任务2认知YL-335B型自动化生产线

一、工作任务

自动化生产线已调试完毕通过正确操作自动化生产线理解自动

YL-335B,YL-335B,YL-335B

化生产线的功能与结构特点

。

二、关联知识点

(一)YL-335B型自动化生产线组成

亚龙型自动化生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元加

YL-335B、

工单元装配单元输送单元和分拣单元五个单元组成其外观如图所示

、、。1-2。

3

图型自动化生产线实训考核装备外观

1-2YL-335B

(二)YL-335B型自动化生产线的基本功能

型自动化生产线的控制方式采用每一工作单元由一台承担其控制任务各

YL-335BPLC,PLC

之间通过串行通信实现互连的分布式控制方式典型的工作过程如图所示

RS-485。1-3。

图典型的工作过程

1-3

供料单元按照需要将放置在料仓中的工件原料推出到出料台上输送单元的机械手抓取

①(),

推出的工件输送到装配单元的装配台上

,。

装配单元实现将其料仓内的金属黑色或白色小圆柱芯件嵌入装配台上的待装配工件中的

②、

功能装配完成后输送单元的机械手抓取已装配工件输送到加工单元的加工台上

。,,。

加工单元对工件进行压紧加工工作过程为夹紧加工台上的工件使加工台移动到冲压机

③。:,

构下面完成冲压加工然后加工台返回原位置松开工件等待输送单元的抓取机械手抓取后输送

;,,

到分拣单元的进料口

。

分拣单元的变频器驱动传送带电动机运转使成品工件在传送带上传送在检测区获得工件

④,,

的属性颜色材料等进入分拣区后完成不同属性的工件从不同料槽的分流

(、),,。

4

项目一认识自动化生产线

在上述工艺流程中工件在各工作单元的转移依靠输送单元实现输送单元通过伺服装置

⑤,,。

驱动抓取机械手在直线导轨上运动定位到指定单元的物料台处并在该物料台上抓取工件把抓

,,,

取到的工件输送到指定地点放下以实现传送工件的功能

,。

从自动化生产线的控制过程来看供料装配和加工单元都属于对气动执行元件的

,、

逻辑控制分拣单元则包括变频器驱动运用内置高速计数器检测工件位移的运动

;、PLC

控制以及通过传感器检测工件属性实现分拣算法的逻辑控制输送单元则着重于伺

,,;

服系统快速精确定位的运动控制系统各工作单元的之间的信息交换通过

、。PLC,RS-

网络实现而系统运行的主令信号各单元工作状态的监控则由连接到系统主站的

485,、,

嵌入式人机界面实现

。

由此可见充分体现了自动化生产线的综合性和系统性两大特点涵盖了

,YL-335B,

机电类专业所要求掌握的各门课程的基本知识点和技能点利用可以模拟一

。YL-335B,

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

。

(三)YL-335B型自动化生产线设备的电气控制

1.YL-335B的供电电源

要求外部供电电源为三相五线制图为供电电源的一次回路原理

YL-335BAC380V/220V,1-4

图图中总电源开关选用型三相四线漏电开关结构形式系统各

。1-4,DZ47LE-32/C32(3P+N)。

主要负载通过自动开关单独供电其中变频器电源通过三相自动开关供电伺服装

:,DZ47C16/3P;

置和各工作单元均采用单相自动开关供电此外系统配置四台开

PLCDZ47C5/2P。,DC24V,6A

关稳压电源分别用作供料和加工单元装配单元分拣单元以及输送单元的直流电源

,、、,。YL-335B

供电电源的所有开关设备都安装在配电箱内如图所示

,1-5。

图供电电源的一次回路原理图

1-4

注图中为为

:QF1DZ47C16/3P;QF2~QF8DZ47C5/2P。

2.YL-335B电气控制的结构特点

特点1:从结构上来看机械装置部分和电气控制部分相对分离

,。

各工作单元在实训台上的分布俯视图如图所示由图可见从整体来看

YL-335B1-6。1-6,,

设备的机械装置部分和电气控制部分是相对分离的每一工作单元机械装置整体安装

YL-335B。

5

在底板上而控制工作单元生产过程的装置按钮指示灯模块则安装在工作台两侧的抽屉

,PLC、/

板上

。

图配电箱设备安装图

1-5

总电源控制断路器变频器电源开关伺服电源开关输送单元电源开关

1—;2—;3—;4—;

供料单元交流电源开关加工单元交流电源开关供料加工单元直流电源开关

5—;6—;7—、;

装配单元电源开关分拣单元电源开关三相电源进线端子工作单元电源端子

8—;9—;10—;11—

图各工作单元在实训台上的分布俯视图

1-6YL-335B

工作单元机械装置与装置之间的信息交换的方法是机械装置上的各电磁阀和传感器的

PLC:

引线均连接到装置侧的接线端口上的引出线则连接到侧的接线端口上两个接线

。PLCI/OPLC。

端口间通过多芯信号电缆互连

。

特点2:每一工作单元都可自成一个独立的系统

。

每一工作单元的工作都由一台控制从而可自成一个独立的系统独立工作时

YL-335BPLC,。,

6

项目一认识自动化生产线

其运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号来源于该工作单元按钮指示灯模块模块上

,/。

指示灯和按钮的引出线全部连到接线端子排上

。

机械装置部分和电气控制部分相对分离以及工作单元工作的独立性加强了系统的灵活性

,,,

并使得各工作单元均可单独成系统运行

。

工作单元单独运行的实训项目有利于实施从简单到复杂逐步深化循序渐进的教学过程可

,、,

以根据各工作单元所涵盖的不同知识点技能点有针对性地选择实训内容进行教学实施

、,。

3.YL-335B设备中的可编程控制器

大多数类型的小型国际主流品牌或国产品牌都能满足自动化生产线的控制要

PLC()YL-335B

求根据目前国内小型的市场格局以及各院校教学所采用的主流机型设备的

。PLC,PLC,YL-335B

标准配置以西门子系列和三菱系列为主本书仅介绍采用三菱系列的

S7-200FXPLC。FXPLC

设备

YL-335B。

早期采用三菱系列的设备选型为和系列目前这两个系列的

FXPLCYL-335B,FX2NFX1N。

产品已经淘汰被升级产品和系列所取代设备上的配置也升级为

,FX3UFX3G,YL-335BFX3U

系列

。

三菱系列是三菱公司开发的第三代小型它是目前三菱公司小型中

FX3UPLCPLC,PLCCPU

性能最高适用于网络控制的小型系列产品在运算速度点及存储器容量高速计数与定

、PLC,、I/O、

位功能通信功能模拟量控制功能等方面的性能指标都远优于系列系列

、、FX2N、FX1N。FX3UPLC

的基本功能兼容了系列的全部功能其基本指令和应用指令实现了与三菱第二代