自动化生产线安装与调试（钟苏丽 第2版）课件全套 项目1-11 自动化生产线的组成与功能- S7-300工作站网络组态

自动化生产线安装与调试项目一自动化生产线的组成与功能自动化生产线的基本组成自动化生产线的基本组成YL-335B自动化生产线的基本组成YL-335B自动化生产线的基本功能自动化生产线的基本组成（一）自动化生产线的基本组成1、定义

自动线：利用输送装置将自动机、辅助设备按产品的生产顺序组合，并以一定的节拍完成生产，物品由一端不断送入，生产材料在相应工位加入，经过各工序的加工后，产品从末端输出。这种生产设备的组合系统称为自动线。

自动生产线：在生产流水线的基础上，再配以必要的自动检测、控制、调整补偿装置及自动供送料装置，使物品在无需人工直接参与操作情况下自动完成供送、生产的全过程，并取得各机组间的平衡协调，这种工作系统就称为自动生产线。自动化生产线的基本组成2、组成图1-1自动化生产线的基本组成自动生产线主要由基本设备、运输贮存装置和控制系统三大部分组成，如图1一1所示。自动化生产线的基本组成（二）YL-335B自动化生产线的基本组成亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备图1-2YL-335B外观实物图亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图1-2所示。自动化生产线的基本组成（三）YL-335B自动化生产线的基本功能1、YL-335B各工作单元在实训台上的分布图1-3YL-335B的结构俯视图自动化生产线的基本组成2、供料单元的基本功能图1-4供料单元实物的全貌

供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。其功能是按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图1-4所示为供料单元实物的全貌。自动化生产线的基本组成3、加工单元的基本功能图1-5加工单元实物的全貌

将物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1-5所示为加工单元实物的全貌。自动化生产线的基本组成4、装配单元的基本功能图1-6装配单元总装实物图

将该单元料仓内的黑色、白色或金属小圆柱工件嵌入到已加工的工件中，完成装配过程。装配单元总装实物图如图1-6所示。自动化生产线的基本组成5、分拣单元的基本功能图1-7分拣单元实物全貌

将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件分拣到不同的料槽中。如图1-7所示为分拣单元实物的全貌。自动化生产线的基本组成6、输送单元的基本功能图1-8输送单元实物全貌

该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，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然后放下，实现传送工件的功能。输送单元的外观如图1-8所示。谢谢！自动化生产线安装与调试项目一自动化生产线的组成与功能YL-335B的控制系统YL-335B工作单元的结构特点YL-335B的控制系统人机界面供电电源YL-335B的控制系统（一）YL-335B工作单元的结构特点

YL-335B设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。每一个工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换的解决方案是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上，PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。由图1-9和图1-10所示分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各路信号线。YL-335B的控制系统

图1-9装置侧接线端口图1-10PLC侧接线端口

PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各路信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连接。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。（二）YL-335B的控制系统

YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。当工作单元自成一个独立的系统时，其设备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。按钮指示灯模块如图1-11所示。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。YL-335B的控制系统图1-11按钮指示灯模块

模块盒上器件包括：①指示灯（DC24V）：黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）各一只。②主令器件：绿色常开按钮SB1一只，红色常开按钮SB2一只，选择开关SA（一对转换触点），急停按钮QS（一个常闭触点）。当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，YL-335B的标准配置是采用PPI协议的通信方式。设备出厂的控制方案如图1-12所示。图1-12YL-335B的PPI网络YL-335B的控制系统各工作站PLC配置如下：（1）输送单元：S7-226DC/DC/DC主单元，共24点输入，16点晶体管输出。（2）供料单元：S7-224AC/DC/RLY主单元，共4点输入，10点继电器输出。（3）加工单元：S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入，10点继电器输出。（4）装配单元：S7-226AC/DC/RLY主单元，共24点输入，16点继电器输出。（5）分拣单元：S7-224XPAC/DC/RLY主单元，共14点输入，10点继电器输出。CPU224AC/DC/RLY，其含义为交流输入电源，提供24V直流给外部元件（如传感器等），继电器方式输出，14点输入，10点输出；CPU226DC/DC/DC型，其含义为直流24V输入电源，提供24V直流给外部元件（如传感器等），半导体元件直流方式输出，24点输入，16点输出。YL-335B的控制系统（三）人机界面

系统运行的主令信号（复位、启动、停止等）通过触摸屏人机界面给出。同时，人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁。使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的工作状况，使操作变得简单、直观、形象、生动，并且可以减少操作上的失误，即使是操作新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本，同时由于面板控制的小型化及高性能，相对地提高了整套设备的附加价值。YL-335B的控制系统

YL-335B采用了昆仑通态（MCGS）TPC7062KS触摸屏作为它的人机界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096），同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.NET（中文版）和MCGS嵌入式组态软件（运行版）。YL-335B的控制系统（三）供电电源

外部供电电源为三相五线制AC380V/220V，如图1-13所示为供电电源模块一次回路原理图。总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电开关。系统各主要负载通过自动开关单独供电。其中，变频器电源通过DZ47C16/3P三相断路器（自动开关）供电；各工作站PLC均采用DZ47C5/2P单相断路器（自动开关）供电。此外，系统配置4台DC24V6A开关稳压电源分别用作供料、加工和分拣单元及输送单元的直流电源。YL-335B的控制系统YL-335B的控制系统图1-13供电电源模块一次回路原理图YL-335B的控制系统图1-14配电箱设备安装图谢谢！自动化生产线安装与调试项目一自动化生产线的组成与功能YL-335B的气动系统气动系统组成气源装置气动三联件气动辅助元件YL-335B的气动系统（一）气动系统组成

气压传动是指以压缩空气作为工作介质传递动力和实现控制的一门技术，它包含传动技术和控制技术两个方面的内容。气压传动具有防火、防爆、节能、高效、无污染等优点，在工业生产中的得到了广泛应用。YL-335B中使用的执行机构主要是气缸，所以启动系统是YL-335B自动化生产线的重要组成部分。气动系统功能是实现气压的传递、分配和控制即输送系统，组成如图1-15所示。YL-335B的气动系统图1-15气动系统组成YL-335B的气动系统（1）气源压缩空气的发生及存贮、净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空气。（2）气压辅件气动系统中的辅助元件，如消声器、管道、接头等。（3）气压控制元件控制气体压力、流量及运动方向的元件；能完成一定逻辑功能的元件；感测、转换、处理气动信号的元器件。（4）气压执行元件控制气体压力、流量及运动方向的元件；能完成一定逻辑功能的元件；感测、转换、处理气动信号的元器件。YL-335B的气动系统（二）气源装置气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，是气动系统的重要组成部分。气动系统对压缩空气的主要要求：具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。气源装置由以下四部分组成：气压发生装置——空气压缩机、净化、贮存压缩空气的装置和设备、管道系统、气动三大件。空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。压缩空气要具有一定压力和足够的流量，具有一定的净化程度。压缩空气净化设备包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。YL-335B的气动系统

后冷却器：将空气压缩机排出具有140℃～170℃的压缩空气降至40℃～50℃，压缩空气中的油雾和水气亦凝析出来。冷却方式有水冷和气冷式两种。

油水分离器：主要利用回转离心、撞击、水浴等方法使水滴、油滴及其他杂质颗粒从压缩空气中分离出来。贮气罐：主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气流脉动，减弱气流脉动引起的管道振动，进一步分离压缩空气的水分和油分。干燥器

作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥，用于对气源质量要求较高的气动装置、气动仪表等。主要采用吸附、离心、机械降水及冷冻等方法。YL-335B的气动系统（三）气动三联件

气动系统的气动三联件是气动元件及气动系统使用压缩空气的质量最后保证。如图1-16所示，主要由分水滤气器、减压阀、油雾器组成。①分水滤气器主要是除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。②减压阀主要功能是起减压和稳压作用。③油雾器主要功能是使润滑油雾化后，随压缩空气一起进入需要润滑的部件。图1-16气动三联件及图形符号YL-335B的气动系统

YL-335B的气源处理组件及其回路原理图分别如图1-17所示。在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。气源处理组件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之把气路开关向右推入时气路关闭。图1-17YL-335B气源处理组件注意：气源处理组件输入气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6～1.0MPa,输出压力为0～0.8MPa可调。输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。YL-335B的气动系统（四）气动辅助元件1、油雾器油雾器原理及图形符号

油雾器是一种特殊的注油装置。它以空气为动力，使润滑油雾化后，注入空气流中，并随空气进入需要润滑的部件，达到润滑的目的。

主要指气动油雾器、消声器、转换器、放大器、气管、管接头、显示器等辅助性元件。YL-335B的气动系统（四）气动辅助元件2、消声器消声器的实物图及图形符号

消声器的工作原理是通过阻尼或增加排气面积来降低排气速度和功率，从而降低噪声的。其结构形式有吸收型消声器、膨胀干涉型消声器和膨胀干涉吸收型消声器。YL-335B的气动系统（四）气动辅助元件3、转换器

主要包括气-电转换器及电-气转换器。如：压力继电器、电磁换向阀。4、管件与管路系统快速管接头原理及实物图

管子可分为硬管和软管两种。一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，使用硬管。连接运动部件和临时使用、希望装拆方便的管路应使用软管。硬管有铁管、铜管、黄铜管、紫铜管和硬塑料管等；软管常用的是紫铜管和尼龙管。。谢谢！自动化生产线安装与调试项目二供料单元安装与调试供料单元的结构与工作过程供料单元的结构供料单元的工作过程供料单元的结构与工作过程（一）供料单元的结构

供料单元的主要结构包括工件装料管，工件推出装置，支撑架，阀组，端子排组件，PLC，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等。其中，机械部分结构组成如图2-1所示。其中，管形料仓和工件推出装置用于储存工件原料，并在需要时将料仓中最下层的工件推出到出料台上。它主要由管形料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。图2-1供料单元的主要结构组成供料单元的结构与工作过程（二）供料单元的工作过程工件垂直叠放在料仓中，推料气缸处于料仓的底层，并且其活塞杆可从料仓的底部通过。当退料气缸活塞杆在退回位置时，它与最下层工件处于同一水平位置，而顶料气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时，首先使顶料气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使顶料气缸返回，松开次下层工件。这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。供料单元的结构与工作过程在底座和管形料仓第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。它们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作,而第4层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了，系统处于料不足状态。这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。推料缸把工件推出到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个圆柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元出料台有无工件的信号。在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。（二）供料单元的工作过程谢谢！自动化生产线安装与调试项目二供料单元安装与调试气动系统在供料单元中的应用气缸节流阀电磁换向阀供料单元气动控制回路气动系统在供料单元中的应用（一）气缸1、气缸气缸的分类气缸是气动系统中将气体压力能转换成机械能并完成做功动作的元件。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动两种类型。做往复直线运动的气缸又可分为单作用气缸、双作用气缸、膜片式气缸和冲击气缸4种。（1）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。（2）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。（3）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。（4）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（10～20米/秒）运动的动能，借以做功。（5）无杆气缸：没有活塞杆的气缸的总称。气动系统在供料单元中的应用图2-2供料操作示意图在图2-2供料操作示意图中，我们可以观察到供料单元中使用的气缸是标准的双作用直线气缸。（一）气缸2、标准双作用直线气缸的结构和原理气动系统在供料单元中的应用标准气缸是指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。图2-3所示是标准双作用直线气缸的半剖面图。图中气缸的两个端盖上都设有进排气通口，从无杆侧端盖气口进气时,推动活塞向前运动；反之，从杆侧端盖气口进气时，推动活塞向后运动。（一）气缸2、标准双作用直线气缸的结构和原理气动系统在供料单元中的应用图2-3双作用气缸结构示意图双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。气动系统在供料单元中的应用（二）节流阀为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节阀来实现。单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，所以也称为速度控制阀。流量控制阀就是通过改变阀的通流截面积来实现流量控制的元件。流量控制阀包括节流阀、单向节流阀、排气节流阀和快速排气阀等。单向节流阀实物及结构原理图如图2-4所示。气动系统在供料单元中的应用图2-4单向节流阀结构与原理示意图（二）节流阀气动系统在供料单元中的应用

图

2-5

所示给出了在双作用气缸装上两个单向节流阀的连接示意图，这种连接方式称为排气节流方式。即当压缩空气从

A端进气、从B端排气时，单向节流阀A的单向阀开启，向气缸无杆腔快速充气；由于单向节流阀B的单向阀关闭，有杆腔的气体只能经节流阀排气，调节节流阀B的开度，便可改变气缸伸出时的运动速度。反之，调节节流阀A的开度则可改变气缸缩回时的运动速度。这种控制方式，活塞运行稳定，是最常用的方式。图2-5节流阀连接和调整原理示意图（二）节流阀气动系统在供料单元中的应用图2-6安装上气缸节流阀的气缸节流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。图2-6所示是安装了带快速接头的限出型气缸节流阀的气缸外观。（二）节流阀气动系统在供料单元中的应用（三）电磁换向阀气体流动方向的改变则由能改变气体流动方向或通断的控制阀即方向控制阀加以控制。在自动控制中，方向控制阀常采用电磁控制方式实现方向控制，称为电磁换向阀。电磁换向阀是利用其电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀芯切换，达到改变气流方向的目的。换向阀的“位”指的是为了改变气体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置；“通”的含义则指换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。换向阀的结构原理及图形符号如图2-7所示。气动系统在供料单元中的应用图2-7换向阀的结构原理及图形符号（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用图2-8单电控电磁换向阀的工作原理

图2-8中，只有两个工作位置，具有供气口P、工作口A和排气口R，故为二位三通阀。（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用图2-9双电控二位五通电磁换向阀结构原理图图2-9是双电控先导式二位五通电磁换向阀结构原理图。当左线圈通电，1口与4口通，2口与3口通；当右线圈通电，1口与2口通，4口与5口通。（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用图2-10部分单电控电磁换向阀的图形符号图2-10所示分别给出二位三通、二位四通和二位五通单控电磁换向阀的图形符号，图形中有几个方格就是几位，方格中的“┯”和“┷”符号表示各接口互不相通。（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用YL-335B所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，因此控制它们工作的电磁阀需要有二个工作口和二个排气口以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通电磁阀。供料单元用了两个二位五通的单电控电磁阀。这两个电磁阀带有手动换向和加锁钮，有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2个位置。用小螺丝刀把加锁钮旋到在LOCK位置时，手控开关向下凹进去，不能进行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信号为“1”，等同于该侧的电磁信号为“1”；常态时，手控开关的信号为“0”在进行设备调试时，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，以改变推料缸等执行机构的控制，达到调试的目的。（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用两个电磁阀是集中安装在汇流板上的。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器，消声器的作用是减少压缩空气在向大气排放时的噪声。这种将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成称为阀组，而每个阀的功能是彼此独立的。阀组的结构如图2-11所示。图2-11电磁阀组（三）电磁换向阀气动系统在供料单元中的应用（四）供料单元气动控制回路气动控制回路是本工作单元的执行机构，该执行机构的控制逻辑与控制功能是由PLC实现的。气动控制回路的工作原理如图2-12所示。图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸。1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。图2-12供料单元气动控制回路工作原理图谢谢！自动化生产线安装与调试项目二供料单元安装与调试传感器在供料单元中的应用磁性开关电感式接近开关

漫射式光电接近开关传感器在供料单元中的应用

YL-335B各工作单元所使用的传感器都是接近传感器，它利用传感器对所接近的物体具有的敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此，接近传感器通常也称为接近开关。接近传感器有多种检测方式，包括利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式、捕捉检测体的接近引起的电气信号的容量变化的方式、利用磁石和引导开关的方式、利用光电效应和光电转换器件作为检测元件等等。供料单元用到的传感器主要有：磁性开关、电感传感器、漫射式光电接近开关。如图2-12所示。图2-12供料单元中使用的传感器实物图传感器在供料单元中的应用（一）磁性开关1、磁性开关的原理YL-335B所使用的气缸都是带磁性开关的气缸。这些气缸的缸筒采用导磁性弱、隔磁性强的材料，如硬铝、不锈钢等。在非磁性体的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，这样就提供了一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关则是用来检测气缸活塞位置，即检测活塞的运动行程的。有触点式的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。舌簧开关成型于合成树脂块内，并且一般还有动作指示灯、过电压保护电路也塑封在内。图2-13所示是带磁性开关气缸的工作原理图。图2-13带磁性开关气缸的工作原理图

当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。当触点闭合或断开时发出电控信号，在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。传感器在供料单元中的应用（一）磁性开关传感器在供料单元中的应用在磁性开关上设置的LED显示用于显示其信号状态，供调试时使用。磁性开关动作时，输出信号“1”，LED亮；磁性开关不动作时，输出信号“0”，LED不亮。磁性开关的安装位置可以调整，调整方法是松开它的紧固定位螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧固定螺栓。其在供料单元的实际位置如图2-14所示。磁性开关磁性开关

图2-14磁性开关在供料单元中的实际位置2、磁性开关的安装（一）磁性开关传感器在供料单元中的应用磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到直流电源负极，棕色引出线应连接到PLC输入端，PLC输入端子公共端接到直流电源正极。磁性开关的内部电路如图2-15中虚线框内所示。串联电阻限制电流大小，保护接点不被烧毁；串联二极管保证在电源极性接反时保护内部电路。图2-15磁性开关内部电路3、磁性开关的接线（一）磁性开关传感器在供料单元中的应用（1）安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等，会损坏开关；（2）不能让磁性开关处于水或冷却液中使用；（3）绝对不要用于有爆炸性、可燃性气体的环境中；（4）周围有强磁场、大电流（如电焊机等）的环境中应选用耐强磁场的磁性开关；（5）不要把连接导线和动力线（如电动机等）、高压线并在一起；4、磁性开关使用时的注意事项（一）磁性开关传感器在供料单元中的应用（6）磁性开关周围不要有切削末、焊渣等铁粉存在，若堆积在开关上，会使开关的磁力减弱、甚至失效；（7）在温度循环变化较大的环境中不得使用；（8）磁性开关的配线不能直接接到电源上，必须串接负载；（9）负载电压和最大负载电流都不要超过磁性开关的最大允许容量，否则其寿命会大大降低；（10）从安全考虑，两磁性开关的间距应比最大磁滞距离大3mm。4、磁性开关使用时的注意事项（一）磁性开关传感器在供料单元中的应用（二）电感式接近开关1、电感式接近开关的原理电感式接近开关是利用电涡流效应制造的传感器。电涡流效应是指，当金属物体处于一个交变的磁场中，在金属内部会产生交变的电涡流，该涡流又会反作用于产生它的磁场这样一种物理效应。（二）电感式接近开关图2-16电感式传感器原理框图

电感式接近传感器工作原理框图如图2-16所示。以高频振荡器（LC振荡器）中的电感线圈作为检测元件，当被测金属物体接近电感线圈时产生了涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路（包括检波、放大、整形、输出等电路）将该变化转换成开关量输出，从而达到检测目的。传感器在供料单元中的应用1、电感式接近开关的原理（二）电感式接近开关传感器在供料单元中的应用供料单元中，为了检测待加工工件是否金属材料，在供料管底座侧面安装了一个电感式传感器，如图2-17所示。图2-17供料单元上的电感式传感器2、电感式接近开关的安装（二）电感式接近开关传感器在供料单元中的应用在接近开关的选用和安装中，必须认真考虑检测距离、设定距离，保证生产线上的传感器可靠动作。安装距离注意说明如图2-18所示。图2-18安装距离注意说明3、电感式接近开关安装时的注意事项（二）电感式接近开关传感器在供料单元中的应用（三）漫射式光电接近开关1、光电式接近开关“光电传感器”是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。光电式接近开关主要由光发射器和光接收器构成。如果光发射器发射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达光接收器的量将会发生变化。图2-19光电式接近开关

光接收器的敏感元件将检测出这种变化，并转换为电气信号，输出电信号传送到PLC中。大多接近开关使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外光。按照接收器接收光的方式的不同，光电式接近开关可分为对射式、反射式和漫射式3种，如图2-19所示。传感器在供料单元中的应用传感器在供料单元中的应用漫射式光电开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之，若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。供料单元中，用来检测工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用神视OMRON公司的CX-441（E3Z-L61）型放大器内置型光电开关（细小光束型，NPN型晶体管集电极开路输出）。（三）漫射式光电接近开关2、漫射式光电开关传感器在供料单元中的应用该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮与显示灯如图2-20所示。图中动作选择开关的功能是选择受光动作(Light)或遮光动作(Drag)模式。即当此开关按顺时针方向充分旋转时（L侧），则进入检测-ON模式；当此开关按逆时针方向充分旋转时（D侧），则进入检测-OFF模式。图2-20CX-441（E3Z-L61）光电开关的外形和调节旋钮、显示灯（三）漫射式光电接近开关3、光电开关的调试传感器在供料单元中的应用距离设定旋钮是5周回转调节器。调整距离时注意逐步轻微旋转，否则若充分旋转距离调节器会空转。调整的方法是，首先按逆时针方向将距离调节器充分旋到最小检测距离（E3Z-L61约20mm），然后根据要求距离放置检测物体，按顺时针方向逐步旋转距离调节器，找到传感器进入检测条件的点；拉开检测物体距离，按顺时针方向进一步旋转距离调节器，找到传感器再次进入检测状态，一旦进入，向后旋转距离调节器直到传感器回到非检测状态的点。两点之间的中点为稳定检测物体的最佳位置。（三）漫射式光电接近开关3、光电开关的调试传感器在供料单元中的应用光电开关的内部电路原理框图如图2-21所示。该光电开关是NPN型三线制传感器，输出三根线：棕色、蓝色与黑色。棕色线接24V电源正极，蓝色线接24V电源负极，黑色线是信号输出线，接PLC输入端子。PLC输入端子公共端接24V电源正极。图2-21给出该光电开关的内部电路原理框图。图2-21CX-441（E3Z-L61）光电开关电路原理图（三）漫射式光电接近开关4、NPN型光电开关的接线传感器在供料单元中的应用用来检测物料台上有无物料的光电开关是一个圆柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在。该光电开关选用SICK公司产品MHT15-N2317型，其外形如图2-22所示。图2-22MHT15-N2317光电开关外形（三）漫射式光电接近开关5、圆柱形漫射式光电接近开关传感器在供料单元中的应用部分接近开关的图形符号如图2-23所示。图中(a)(b)(c)三种情况均使用NPN型三极管集电极开路输出。如果是使用PNP型的，正负极性应反过来。图2-23接近开关的图形符号（三）漫射式光电接近开关6、接近开关的图形符号传感器在供料单元中的应用（1）适当的检测距离(超过检测距离及在不感应区域中)；（2）选择合适的输出类型(Lighton或Darkon)；（3）根据被测物的大小选择合适的光点(光纤)；（4）环境光及安装位置(避免并排同向安装)的影响；（5）被检测物颜色的影响：红色光源对绿色和黑色不敏感；蓝色光源对绿色和红色和黑色不敏感；绿色光源对红色和黑色不敏感。（三）漫射式光电接近开关7、光电开关使用中应注意的事项谢谢！自动化生产线安装与调试学习情境二：供料单元安装与调试项目实施020301供料单元拆装PLC控制系统设计调试与运行供料单元的拆装（一）拆卸的注意事项

供料单元的拆装是将供料单元拆开成组件和零件的形式，然后再组装成原样。安装内容包括机械部分的装配、气路的连接和调整和电气接线。拆卸注意的事项如下：（1）拆装所需的工具的准备；（2）供料的各个组件的认识；（3）拆卸、安装的工作流程文档；（4）在拆卸的时候对各个部件进行明确排号；（5）拆卸完毕后对供料单元的部件检查以及清洁处理；（6）检查完毕后，按照拆卸的时候的排号以及工艺流程的结合完成安装。供料单元的拆装（二）安装步骤和方法1、机械部分安装

首先把供料站各零件组合成整体安装时的组件，然后把组件进行组装。所组合成的组件包括：铝合金型材支撑架组件、出料台及料仓底座组件、推料机构组件。如图2-24所示。供料单元的拆装

（1）首先把传感器支架安装在落料支撑板下方料口方向朝前，与挡料板方向一致，然后装二个传感器支架架上。注意支撑架的横架方向是在后面，螺丝先不要拧紧板后再固定紧。（2）安装二个气缸在气缸支撑板上，装节流阀、推料头、在固定落料板支架。图2-24供料单元组件（二）安装步骤和方法1、机械部分安装供料单元的拆装

（3）把以上整体安装到底板上，固定于工作台上，在工作台第四道、第十道槽口安装螺丝固定。（4）安装大工件装料箱（俗称料筒或料仓），安装光电传感器、金属传感器和磁性开关。图2-24供料单元组件（二）安装步骤和方法1、机械部分安装供料单元的拆装

各组件装配好后，用螺栓把它们连接为总体，再用橡皮锤把装料管敲入料仓底座。然后将连接好供料站机械部分以及电磁阀组、PLC和接线端子排固定在底板上，最后固定底板完成供料站的安装。图2-24供料单元组件（二）安装步骤和方法1、机械部分安装供料单元的拆装在安装过程中应注意：（1）装配铝合金型材支撑架时，注意调整好各条边的平行及垂直度，锁紧螺栓。（2）气缸安装板和铝合金型材支撑架的连接，是靠预先在特定位置的铝型材“T”型槽中放置预留与之相配的螺母，因此在对该部分的铝合金型材进行连接时，一定要在相应的位置放置相应的螺母。如果没有放置螺母或没有放置足够多的螺母，将造成无法安装或安装不可靠。（3）机械机构固定在底板上的时候，需要将底板移动到操作台的边缘，螺栓从底板的反面拧入，将底板和机械机构部分的支撑型材连接起来。（二）安装步骤和方法1、机械部分安装供料单元的拆装

连接步骤：从汇流排开始，按供料单元气动控制回路原理图连接电磁阀、气缸。连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。（二）安装步骤和方法2、气路连接和调试供料单元的拆装

气路调试包括：（1）用电磁阀上的手动换向加锁钮验证顶料气缸和推料气缸的初始位置和动作位置是否正确。（2）调整气缸节流阀以控制活塞杆的往复运动速度，伸出速度以不推倒工件为准。（3）电气接线与调试电气接线包括，在工作单元装置侧完成各传感器、电磁阀、电源端子等引线到装置侧接线端口之间的接线；在PLC侧进行电源连接、I/O点接线等。（二）安装步骤和方法2、气路连接和调试供料单元的拆装电气接线包括，在工作单元装置侧完成各传感器、电磁阀、电源端子等引线到装置侧接线端口之间的接线；在PLC侧进行电源连接、I/O点接线等。接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。

（二）安装步骤和方法3、电气接线与调试供料单元的拆装

PLC侧的接线，包括电源接线，PLC的I/O点和PLC侧接线端口之间的连线，PLC的I/O点与按钮指示灯模块的端子之间的连线。具体接线要求与工作任务有关。电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。（二）安装步骤和方法3、电气接线与调试供料单元的拆装3、电气接线与调试表2-1供料单元装置侧的接线端口信号端子的分配表输入端口中间层输出端口中间层端子号设备符号信号线端子号设备符号信号线21B1顶料到位21Y顶料电磁阀31B2顶料复位32Y推料电磁阀42B1推料到位

52B2推料复位

6SC1出料台物料检测

7SC2物料不足检测

8SC3物料有无检测

9SC4金属材料检测

10#～17#端子没有连接4#～14#端子没有连接供料单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线安排如表2-1所示。供料单元的PLC控制系统（一）工作任务描述

本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块。并且，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。供料单元的PLC控制系统（一）工作任务描述1、具体的控制要求

（1）设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。（2）若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。

供料单元的PLC控制系统（一）工作任务描述1、具体的控制要求

（3）若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。（4）若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。供料单元的PLC控制系统（一）工作任务描述2、工作任务

（1）规划PLC的I/O分配及接线端子分配。

（2）进行系统安装接线。（3）按控制要求编制PLC程序。（4）进行调试与运行。供料单元的PLC控制系统（二）PLC的I/O接线

根据工作单元装置的I/O信号分配（表2-2）和工作任务的要求，供料单元PLC选用S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。PLC的I/O信号分配如表2-2所示，接线原理图则见图2-25。供料单元的PLC控制系统（二）PLC的I/O接线

表2-2供料单元I/O信号分配表输入信号输出信号序号输入端子信号名称序号输出端子信号名称1I0.0顶料气缸伸出到位1Q0.0顶料电磁阀2I0.1顶料气缸缩回到位2Q0.1推料电磁阀3I0.2推料气缸伸出到位3Q0.7正常工作指示灯4I0.3推料气缸缩回到位4Q1.0运行指示灯5I0.4出料台物料检测

6I0.5供料不足检测

7I0.6缺料检测

8I0.7金属工件检测

9I1.2停止按钮

10I1.3启动按钮

11I1.4急停按钮

12I1.5单站/全线

供料单元的PLC控制系统（二）PLC的I/O接线

图2-25供料单元PLC的I/O接线原理图供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计1、编程思路

（1）程序结构有两个子程序，一个是系统状态显示，另一个是供料控制。主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序。（2）PLC上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的PLC控制系统往往有这种常规的要求。供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计1、编程思路

（3）供料单元运行的主要过程是供料控制，它是一个步进顺序控制过程。（4）如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序控制系统正常停止时要求是接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。（5）当料仓中最后一个工件被推出后，将发生缺料报警。推料气缸复位到位，亦即完成本工作周期任务即返回到初始状态步后，也应停止下来。供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计2、供料控制顺序功能图图2-26供料控制子程序流程图

供料控制子程序的步进顺序流程则如下图2-26所示。图中，初始步M20.0在主程序中，

当系统准备就绪且接收到启动脉冲时被置位。供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序图2-27主程序梯形图供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序供料单元的PLC控制系统（三）供料单元单站控制程序设计3、供料单元单站运行控制程序图2-28供料控制子程序梯形图供料单元的PLC控制系统（四）调试与运行

（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理、恰当，气缸的动作速度是否合适。

（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常。（3）检查I/O接线是否正确。（4）检查光电传感器安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的可靠性。供料单元的PLC控制系统（四）调试与运行

（5）放入工件，运行程序，观察加工单元动作是否满足任务要求。（6）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件，系统都要能可靠工作。（7）优化程序。供料单元的PLC控制系统（五）问题与思考

（1）总结与学会检查气动连线、传感器接线、I/O检测及故障排除方法。（2）如果在加工过程中出现意外情况如何处理。（3）思考如果采用网络控制如何实现？（4）思考加工单元各种可能会出现的问题。谢谢！自动化生产线安装与调试项目三加工单元安装与调试加工单元的结构与工作过程加工单元的结构加工单元的工作过程加工单元的结构与工作过程（一）加工单元的结构

加工单元装置侧主要结构包括加工台及滑动机构、冲压机构、电磁阀组、接线端口、底板等。其机械结构总成如图3-1所示。图3-1加工单元机械结构总成加工单元的结构与工作过程（一）加工单元的结构1、加工台及滑动机构

加工台及滑动机构如图3-2所示。加工台用于固定被加工件，并把工件移到冲压机构正下方进行冲压加工。它主要由气动手爪、手指、加工台伸缩气缸、线性导轨及滑块、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。图3-2加工台及滑动机构加工单元的结构与工作过程（一）加工单元的结构2、加工台上的传感器（1）在加工台上安装一个E3Z-L61型放大器内置型漫射式光电开关。若加工台上没有工件，则漫射式光电开关均处于常态；若加工台上有工件，则光电接近开关动作，表明加工台上已有工件。该光电传感器的输出信号送到加工单元PLC的输入端，用以判别加工台上是否有工件需进行加工；当加工过程结束，加工台伸出到初始位置，PLC通过通信网络，把加工完成信号回馈给系统，以协调控制。加工单元的结构与工作过程（一）加工单元的结构2、加工台上的传感器

（2）加工台伸出和缩回到位的位置是通过调整伸缩气缸上两个磁性开关位置来定位的。要求缩回位置位于加工冲头正下方，伸出位置应与输送单元的抓取机械手装置配合动作，确保输送单元的抓取机械手能顺利地把待加工工件放到料台上。加工单元的结构与工作过程3、冲压机构的结构

冲压机构如图3-3所示，用于对工件进行冲压加工。它主要由冲压气缸、冲压头、安装板等组成。冲压头根据工件的要求对工件进行冲压加工，冲头安装在冲压缸头部。安装板用于安装冲压缸，对冲压缸进行固定。图3-3加工（冲压）机构（一）加工单元的结构加工单元的结构与工作过程4、冲压机构的工作过程

当工件到达冲压位置时，即加工台伸缩气缸活塞杆缩回到位，冲压气缸伸出对工件进行冲压加工，完成加工动作后冲压气缸缩回，为下一次冲压做准备。（一）加工单元的结构加工单元的结构与工作过程（二）加工单元的工作过程

加工台在系统正常工作后的初始状态为伸缩气缸伸出，加工台气动手指张开的状态。当输送机构把物料送到加工台上，物料检测传感器检测到工件后，PLC控制程序驱动气动手指将工件夹紧→加工台缩回至加工区域冲压气缸下方→冲压气缸活塞杆向下伸出冲压工件→完成冲压动作后冲压气缸向上缩回→加工台重新伸出→到位后气动手指松开。按照此顺序完成工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。为下一次工件加工做准备。谢谢！自动化生产线安装与调试项目三加工单元安装与调试加工单元相关的知识点直线导轨加工单元的气动元件加工单元相关的知识点（一）直线导轨1、直线导轨概念

直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。其作用是用来支撑和引导运动部件，按给定的方向做往复直线运动。依按摩擦性质而定，直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。加工单元相关的知识点（一）直线导轨2、直线导轨作用

直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上，直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质，而用滚动钢球。它由钢珠在滑块与导轨之间作无限滚动循环，使得负载平台能沿着导轨以高精度作线性运动，其摩擦系数可降至传统滑动导引的1/50，使之能达到很高的定位精度。加工单元相关的知识点（一）直线导轨3、直线导轨结构

直线导轨系统包括两部分：导轨与滑块。导轨是固定元件，其基本功能如同轴承环，安装钢球的支架，形状为“v”字形。支架包裹着导轨的顶部和两侧面。为了支撑机床的工作部件，一套直线导轨至少有四个支架。用于支撑大型的工作部件，支架的数量可以多于四个。加工单元相关的知识点（一）直线导轨3、直线导轨结构

滑块是工作部件，使运动由曲线转变为直线。机床的工作部件移动时，钢球就在支架沟槽中循环流动，把支架的磨损量分摊到各个钢球上，从而延长直线导轨的使用寿命。为了消除支架与导轨之间的间隙，预加负载能提高导轨系统的稳定性，预加负荷的获得．是在导轨和支架之间安装超尺寸的钢球。工作时间过长，钢球开始磨损，作用在钢球上的预加负载开始减弱，导致机床工作部件运动精度的降低。如果要保持初始精度，必须更换导轨支架，甚至更换导轨。如果导轨系统已有预加负载作用。系统精度已丧失，唯一的方法是更换滚动元件。加工单元相关的知识点（一）直线导轨4、直线导轨分类

直线导轨副通常按照滚珠在导轨和滑块之间的接触牙型进行分类，主要有两列式和四列式两种。YL-335A上均选用普通级精度的两列式直线导轨副，其接触角在运动中能保持不变，刚性也比较稳定。图3-4（a）给出导轨副的截面示意图，图（b）装配好的直线导轨副。图3-4两列式直线导轨副加工单元相关的知识点（一）直线导轨5、安装直线导轨副注意事项（1）要小心轻拿轻放，避免磕碰以影响导轨副的直线精度；（2）不要将滑块拆离导轨或超过行程又推回去；（3）加工单元移动料台滑动机构由两个直线导轨副和导轨安装构成，安装滑动机构时要注意调整两直线导轨的平行。加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件1、薄型气缸

加工单元所使用气动执行元件包括标准直线气缸、薄型气缸和气动手指，下面只介绍前面尚未提及的薄型气缸和气动手指。

薄型气缸属于省空间气缸类，即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点。图3-5是薄型气缸的一些实例图，图3-6是薄型气缸内部结构图。加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件1、薄型气缸图3-5薄型气缸的实例图加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件1、薄型气缸图3-6薄型气缸内部结构图1活塞杆2前盖3C形孔用扣环4轴心密封圈5DU干轴承6O型圈7活塞8磁铁9活塞密封圈10耐磨环11磁铁座12防撞垫13后盖14缸体加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件1、薄型气缸

薄型气缸的特点是：缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固定，缸体为方形。这种气缸通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。在YL-335B的加工单元中，薄型气缸用于冲压，这主要是考虑该气缸行程短的特点。加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件2、气动手指（气爪）

气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。YL-335B的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指，如图3-7(a)所示。其工作原理可从其中剖面图(b)和(c)看出。加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件2、气动手指（气爪）图3-7气动手指实物和工作原理加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件3、气动控制回路

加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均带有手动换向和加锁钮。它们集中安装成阀组固定在冲压支撑架后面。气动控制回路的工作原理如图3-8所示。1B1和1B2为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。加工单元相关的知识点（二）加工单元的气动元件3、气动控制回路图3-8加工单元气动控制回路工作原理图谢谢！自动化生产线安装与调试单元三加工单元安装与调试项目实施加工单元的拆装PLC控制系统设计系统运行与调试加工单元的拆装（一）安装步骤和方法

加工单元的装配过程包括两部分，一是加工机构组件装配，二是滑动加工台组件装配，然后进行总装。图3-9是加工机构组件装配图，图3-10是滑动加工台组件装配图，最后图3-11是整个加工单元的组装。加工单元的拆装（一）安装步骤和方法图3-9加工机构组件装配图加工单元的拆装（一）安装步骤和方法图3-10加工台机械装配过程加工单元的拆装（一）安装步骤和方法图3-11加工单元组装图

在完成以上各组件的装配后，首先将物料夹紧及运动送料部分和整个安装底板连接固定，再将铝合金支撑架安装在大底板上，最后将加工组件部分固定在铝合金支撑架上，完成该单元的装配。加工单元的拆装（二）安装时的注意事项（1）调整两直线导轨的平行时，要一边移动安装在两导轨上的安装板，一边拧紧固定导轨的螺栓。

（2）如果加工组件部分的冲压头和加工台上的工件的的中心没有对正，可以通过调整推料气缸旋入两导轨连接板的深度来进行校正。加工单元的拆装（三）问题与思考

（1）按上述方法装配完成后，直线导轨的运动依旧不是特别顺畅，应该对物料夹紧及运动送料部分做何调整？（2）安装完成后，但运行时间不长便造成物料夹紧及运动送料部分的直线气缸密封损伤或损坏，试想由哪些原因造成？加工单元PLC控制系统设计（一）工作任务描述1、具体的控制要求

只考虑作为独立设备运行时的情况，加工单元的按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关应置于“单站方式”位置。

（1）初始状态设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。若设备在上述初始状态，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备已准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。加工单元PLC控制系统设计（一）工作任务描述1、具体的控制要求

（2）若设备已准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。（3）如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。（4）在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。加工单元PLC控制系统设计（一）工作任务描述2、工作任务

（1）规划PLC的I/O分配及接线端子分配；（2）进行系统安装接线和气路连接；（3）编制PLC程序；（4）进行调试与运行。加工单元PLC控制系统设计（二）PLC的I/O接线1、装置侧接线端口分配表3-1加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配输入端口中间层输出端口中间层端子号设备符号信号线端子号设备符号信号线2SC1加工台物料检测23Y夹紧电磁阀31B工件夹紧检测3

42B1加工台伸出到位42Y伸缩电磁阀52B2加工台缩回到位51Y冲压电磁阀63B1加工压头上限

73B2加工压头下限

8#~17#端子没有连接6#~14#端子没有连接加工单元装置侧接线端口信号分配如表3-1所示。加工单元PLC控制系统设计（二）PLC的I/O接线2、加工单元I/O分配加工单元选用S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。PLC的I/O信号表如表3-2所示，接线原理图如图3-12所示。表3-2加工单元PLC的I/O分配表输入信号输出信号序号输入端子信号名称序号输出端子信号名称1I0.0加工台物料检测1Q0.0夹紧电磁阀2I0.1工件夹紧检测2Q0.2料台伸缩电磁阀3I0.2加工台伸出到位3Q0.3加工冲压电磁阀4I0.3加工台缩回到位4Q0.7正常工作指示灯5I0.4加工压头上限5Q1.0运行指示灯6I0.5加工压头下限

7I1.2停止按钮

8I1.3启动按钮

9I1.4急停按钮

10I1.5单站/全线

加工单元PLC控制系统设计（二）PLC的I/O接线图3-12加工单元PLC的I/O接线原理图加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计1、编程思路

加工单元主程序流程与供料单元类似，也是PLC上电后应首先进入初始状态自检阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许接收启动信号投入运行。但加工单元工作任务中增加了急停功能。为此，调用加工控制子程序的条件应该是“单元在运行状态”和“急停按钮未按”两者同时成立。如图3-13所示。图3-13加工控制子程序调用加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计1、编程思路图3-14加工单元加工过程顺序功能图

这样，当在运行过程中按下急停按钮时，立即停止调用加工控制子程序，但急停前当前步的状态位仍在置位状态，急停复位后，就能从断点开始继续运行。加工过程也是一个顺序控制，其顺序功能图如图3-14所示。加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(主程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(主程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(主程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(主程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(主程序)图3-15加工单元主程序加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(子程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序(子程序)加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计2、控制程序图3-16加工单元加工控制子程序加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计3、系统调试与运行

（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理、恰当，气缸的动作速度是否合适；（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常；（3）检查I/O接线是否正确；（4）检查光电传感器安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的可靠性；（5）放入工件，运行程序，观察加工单元动作是否满足任务要求；（6）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件，系统都要能可靠工作；（7）优化程序。加工单元PLC控制系统设计（三）加工单元单站控制程序设计4、问题与思考

（1）总结与学会检查气动连线、传感器接线、I/O检测及故障排除方法。（2）如果在加工过程中出现意外情况如何处理。（3）思考如果采用网络控制如何实现？（4）思考加工单元各种可能会出现的问题。谢谢！自动化生产线安装与调试项目四装配单元安装与调试装配单元的结构与工作过程0201

装配单元的结构装配单元的工作过程一、装配单元的结构装配单元的结构组成包括：管形料仓，供料机构，廻转物料台，机械手，待装配工件的定位机构，气动系统及其阀组，信号采集及其自动控制系统，以及用于电器连接的端子排组件，整条生产线状态指示的信号灯和用于其他机构安装的铝型材支架及底板，传感器安装支架等其它附件。其中，机械装配图如图4-1所示。

一、装配单元的结构图

4-1装配单元机械装配图一、装配单元的结构1、管形料仓管形料仓用来存储装配用的金属、黑色和白色小圆柱零件。它由塑料圆管和中空底座构成。