《Q实训指导书》word版.doc

1 实实训训 一一 颗颗粒粒上上料料单单元元实实训训指指导导 一、一、工作任务工作任务 1、 颗粒上料单元安装与接线； 2、 变频器安装接线及参数设置； 3、 颗粒上料单元的 PLC 程序设计； 4、 颗粒上料单元的调试与运行。 二、二、任务目标任务目标 颗粒上料单元按照任务要求应完成颗粒物料的筛选和填装。 三、三、设备认识设备认识 1物料筒2传送带3电机罩 4电磁阀组5台面接口板6按钮面板 7桌体8推料气缸9循环输送带 10取料填装机构11定位气缸12传感器放大器 13挂板接口板14PLC15网孔挂板 图 1-1 颗粒上料单元结构示意图 表 1-1 颗粒上料单元部件明细表 7 1 3 89 11 10 0 2 4 5 6 13 14 15 12 2 四、四、控制要求控制要求 1、 “单机”工作状态下按“启动”按钮，或者“联机”状态下，主站给出“启动”信 号后，系统进入运行状态， “启动”指示灯亮，上料皮带启动，物料瓶依次传送到主皮带上； 同时，选料机构启动，筛选出蓝色物料。当上料检测传感器检测到物料瓶时，上料皮带停 止；当填装位检测传感器检测到物料瓶时，定位气缸动作，顶紧物料瓶；同时，筛选机构 上的到位检测传感器检测到物料时，填装机构开始动作，填装完 3 个颗粒物料后，定位气 缸复位，皮带启动，物料瓶被传送至下一单元。 2、在“单机”工作状态下，按“停止”按钮，或者“联机”状态下主站给出“停止” 信号， “停止”指示灯亮，系统进入停止状态，所有皮带停止运行，其它所有气动机构均保 持状态不变。 3、在“单机”工作状态下按“复位”按钮，或者“联机”状态下主站给出“复位”信 号， “复位”指示灯亮，系统进入复位状态，所有执行机构均恢复到初始位置。 五、五、能力目标能力目标 1、掌握颗粒上料单元的安装与接线方法； 2、掌握变频电机和变频器的应用； 3、掌握颗粒上料单元程序编写； 4、掌握颗粒上料单元系统设计与调试技术。 六、六、任务准备任务准备 1、了解 PLC 结构原理并掌握其基本应用； 2、掌握 PLC 基本指令与功能指令的运用； 3、掌握变频电机及变频器的使用方法： 1）变频器是可调速驱动系统的一种，是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压 的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩，最常见的是输入及输出都是交流 电的交流/交流转换器。颗粒上料单元的筛选机构应用了一套变频控制系统，其变频 电机和变频器的型号为 Z2D1024GN-18S/2GN100K、FR-D720S-0.4K-CHT。该型号为单相 220V 级别，电源接线如图 1-2 所示。 2）变频器常用端子说明； 图 1-2 3 3）变频器与 PLC 的接线图； 4）变频器参数设置； 下面以设定Pr.1上限频率为50Hz为例。 图 1-3 图 1-4 4 5）需设置变频器的参数如下表； 表 1-2 参数参数名称名称初始值初始值设定值设定值 Pr.1 上限频率 120050 Pr.2 下限频率 010 Pr.4 多段速设定（高速） 5045 Pr.5 多段速设定（中速） 3035 Pr.6 多段速设定（低速） 1025 Pr.7 加速时间 51 Pr.8 减速时间 51 Pr.79 运行模式选择 004 4、准确理解颗粒上料单元的控制要求； 5、材料准备； 表 1-3 领料单领料单 项目名称工作小组 领料人领料日期 序 号 名称规格/型号单位申领 数量 实发 数量 备注 制单/领料： 审核： 批准： 发料员： 七、七、任务设计与实施任务设计与实施 1、设计控制原理图 根据任务要求，设计如图 1-5 所示的控制原理图。 图 1-5 电源 输入 执行器件 与传感器 PLC I/O 控制信号 输出信号 变频器 控制信号 变频 电机 5 2、I/O 控制原理图，如图 1-6 图 1-6 上上上上B上上 上上上上A上上 上上A上上上上 上上B上上 上上 上上上上 上上上上 上上上上 上上上上 上上上上上 上上上上上上上 上上上上上上上 DC24+ DC24- 上上上上上上上 上上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 上上上上上 上上上上上 上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 COM1 485- 485+ DC24+ 上上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 上上上上上上 DC24- 上上上上上上 上上上上A上上 上上上上B上上 上上上上A上上上 上上上上B上上上 L N PE 6 3、根据原理图完成颗粒上料单元的安装与接线。 4、颗粒上料单元 PLC 程序设计与编写： 1） PCL 主程序 （1）编写流程图，如图 1-7 所示： （2）根据 PLC 主程序流程图，编写 PLC 主程序如下： 图 1-7 通 信 处 理 7 通 信 数 据 交 换 联 机 程 序 启 动 控 制 8 停 止 控 制 复 位 程 序 启 动 主 程 序 联 机 手 动 9 2） 启动子程序 （1）编写流程图，如图 1-8 所示： （2）根据颗粒上料单元子程序流程图，编写子程序如下： 图 1-8 10 11 12 13 14 15 3） 联机手动子程序如下 16 4） 复位子程序如下 5） 停止子程序如下 八、八、结束语结束语 该系统主要是汇川 PLC 与传感器、变频器的应用，其功能主要是完成上料、颗粒 物料分拣和填装的功能，其过程需要多个传感器和变频器的配合。在实训过程中可能 会遇到各种不同情况的问题，这需要学员根据具体情况，参考手册进行自主分析和解 决。此实训内容仅作入门和参考，学员可随着学习的深入进行拓展延伸，发掘更多的 知识点，充分掌握变频控制系统在工业中的应用。 17 实实训训二二 加加盖盖拧拧盖盖单单元元实实训训指指导导 、工作任务工作任务 1、加盖拧盖单元安装与接线； 2、加盖拧盖单元的 PLC 程序设计； 3、加盖拧盖单元的调试与运行。 、任务目标任务目标 加盖拧盖单元实现任务要求完成对物料瓶的加盖、拧盖工作，并输送到下一站。 、设备认识设备认识 表 2-1 加盖拧盖单元部件明细表 1瓶盖加料口2加盖机构3主皮带 4加盖顶料气缸5传感器组6挂板接口板 7PLC8按钮面板9台面接口板 10拧盖顶料气缸11拧盖机构12拧盖电机 图 2-1 加盖拧盖单元结构示意图 1 2 3 4 5 6 12 11 10 9 8 7 18 、控制要求控制要求 初始位置： 主皮带：处于停止状态； 加盖推料气缸，加盖拧盖定位气缸，加盖拧盖气缸：处于收回状态； 拧盖电机：处于停止状态。 2、 “单机”工作状态下按“启动”按钮，或者“联机”状态下，主站给出“启动”信 号后，系统进入运行状态， “启动”指示灯亮，主皮带开始运行；加盖位检测到物料瓶时， 延时 0.5S，当物料瓶到达加盖位置，皮带停止，同时加盖定位气缸伸出，准确将物料瓶顶 紧；瓶盖料筒检测到有盖信号，加盖伸缩气缸推出瓶盖，加盖升降气缸下降，同时加盖伸 缩气缸缩回，将瓶盖加到物料瓶上后加盖升降气缸上升，加盖完成，加盖定位气缸退回， 皮带运转；拧盖位检测到物料瓶时，延时 0.5S，当物料瓶到达拧盖位位置，皮带停止，同 时拧盖定位气缸推出，拧盖电机运转，拧盖升降气缸慢慢下降，拧盖电机对加盖后的物料 瓶拧紧，完成后拧盖升降气缸上升，拧盖电机停止，拧盖定位气缸退回，皮带运转，送入 下一单元，并如此循环下去。 3、在“单机”工作状态下按“停止”按钮，或者“联机”状态下主站给出“停止”信 号， “停止”指示灯亮，皮带停止运行，定位气缸保持在当前位置，其他气缸回到初始状态。 4、在“单机”工作状态下按“复位”按钮，或者“联机”状态下主站给出“复位”信 号， “复位”指示灯，定位气缸复位到初始状态。再按下“启动”按钮，设备又能正常运行 下去。每次按下一个按钮，只有相应的指示灯亮。 、能力目标能力目标 1、掌握加盖拧盖的安装与接线方法； 2、掌握加盖拧盖程序编写； 3、掌握加盖拧盖的系统设计与调试技术； 4、掌握气动元件的原理与应用； 5、掌握传感器的原理与应用； 6、掌握直流电机的应用。 、任务准备任务准备 1、了解 PLC 结构原理并掌握其基本应用； 2、掌握 PLC 基本指令与功能指令的运用； 3、了解气动元件的应用； 本系统中应用到的气动元件有双轴气缸、笔形气缸、电磁阀、节流阀等。 1）双轴气缸、笔形气缸为执行元件，它的功能是将气体压力能转换成机械能并完成 做功动作，其结构外形图 2-2，在本系统中这两种型号的气缸主要用来对物料瓶的定位、 瓶盖的推送等工作； 图 2 - 2 磁性开关，用 来控制气缸伸 出或缩回限位， 可上下调节。 19 2）电磁阀为控制元件，是用电磁控制的工业元件，用在控制系统中调整气压的方向、 流量和其他的参数，电磁阀要配合不同的电路来实现预期的控制。其结构外形如图 2-3， 在本系统中电磁阀主要用来控制气流的流动方向，并与 PLC、传感器等配合控制气缸的伸 出和缩回； 3）节流阀为控制元件，它的工作原理是通过改变节流截面或节流长度以控制气体流量 的阀门。其结构外形如图 2-4，它在本系统中主要的作用是控制每个气缸伸出、缩回的气 体流量来调节气缸伸出和缩回的速度，本系统中所有气缸上的节流阀都需要调节，如果运 动过快需要顺时针旋转节流阀调节旋钮，并锁紧防止松动；反之则需要逆时针旋转节流阀 调节旋钮，直到达到合适的速度，再锁紧。 4）除了上面介绍的气动元件外还有汇流板，消声器、管道、接头等辅助元件，这些元 件在气路中的作用为连接、消声等功能。下面简单绘制出加盖拧盖单元气路原理图，如下 图 2-5。 图 2 - 3 电源 小一字压下回 旋，可锁定。 接气缸上节流阀 图 2 - 4 气流调整旋钮 气缸 接电磁 阀 锁紧螺 母 快 慢 20 表 2-2 加盖拧盖单元气路元件明细表 序号型号名称序号型号名称 1PB-10*80-S-U笔形气缸5ASL4-M5节流阀 2TR10*60-S双轴气缸6KQ2S04-M5接头 3TR10*20-S双轴气缸7SS5Y3-20-05汇流板 4TR10*30-S双轴气缸8SY3120-5LZD-M5电磁阀 4、了解传感器原理及应用； 本单元用到了光纤传感器、磁性开关、光电开关三种类型传感器，它们的原理和应用 有所不同。详细请参照检测分拣单元传感器原理及应用部分。 5、了解直流电机的控制； 对直流电机上的铭牌指数进行识读，如额定电压、额定电流、额定转速等。 6、准确理解加盖拧盖单元控制要求； 7、材料准备； 表 2 - 3 领料单 领料单领料单 项目名称工作小组 领料人领料日期 序 号 名称规格/型号单位申领 数量 实发 数量 备注 制单/领料： 审核： 批准： 发料员： 、任务设计与实施任务设计与实施 1、制原理图 根据任务要求，设计如图 2 - 6 所示的控制原理图。 PLC 可编程器 电源 输入 执行器件 与传感器 图 2-5 21 2、I/O 控制原理图，如图 2 7 所示： 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 COM1 485- 485+ DC24+ 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 DC24- 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 DC24+ DC24- 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 L N PE 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 2 上 上 上 上 上 上 上 1 图 2 - 7 图 2 - 6 22 3、I/O 控制原理图完成加盖拧盖单元的安装与接线。 4、PLC 程序设计与编写 1） PLC 主程序 （1）主程序流程图，如图 2 - 8 所示： （2）根据主程序流程图，编写 PLC 主程序如下： 图 2 - 8 通 讯 处 理 开始 自动复位 状态监测 通讯数 据交换 联机手动P3启动信号 复位信号 停止信号 单元启动 调用子程序P1 单元停止 调用子程序P2 单元复位 调用子程序P0 自动 运行 N Y N Y N Y 联机 手动 结束 23 通 讯 程 序 联 机 控 制 24 联 机 控 制 启 动 控 制 停 止 控 制 复 位 控 制 调 用 子 程 序 25 2）复位子程序 （1）复位子程序流程图，如图 2 - 9 所示 （2）根据复位子程序流程图，编写 PLC 子程序如下。 图 2 - 9 调 用 子 程 序 开始 结束 执行器件 复位 26 3）自动运行程序 （1）自动运行程序流程图，如图 2 - 9 所示： （2）根据自动运行程序流程图，编写 PLC 程序如下： 图 2 - 9 开始 启动，皮带运转 加盖机构进行加盖 皮带运转 拧盖机构进行拧盖 皮带停止 皮带运转 结束 加盖位检测 是否检测到位 N 拧盖检测位 是否检测到位 Y N 皮带停止 Y 加 盖 程 序 27 加 盖 程 序 28 加 盖 程 序 拧 盖 程 序 29 拧 盖 程 序 30 4）停止子程序 P2 如下： 5）联机手动子程序 P3 如下： 、结束语结束语 该系统主要是 PLC 和传感器对气动执行元件的控制，系统具有自动加盖拧盖功能和数 据传送功能。在实训过程对电气 I/O 控制原理图的理解后正确接线，根据传感器的功能要 求调整合适位置；在实训过程对气路原理图的理解后正确接气管，并根据气缸动作快慢要 求调节节流阀至合适速度；在实训过程能掌握对 PLC 的编程、气动执行元件的应用工作原 理、传感器的应用，对存在的问题进行逐一清查，能具备分析解决问题的能力；在系统实 训中举一反三，思索在正常情况之外的控制方式。此实训内容仅作入门和参考，学员可随 着学习的深入进行拓展延伸，发掘更多的知识点，理解更广的应用范围，对于一体化运动 控制能有着严密的逻辑构想。 拧 盖 程 序 31 32 实实训训三三 检检测测分分拣拣单单元元实实训训指指导导 一、一、工作任务工作任务 7、检测分拣单元的安装与接线； 8、检测分拣单元的 PLC 程序设计； 9、检测分拣单元的调试与运行。 二、二、任务目标任务目标 检测分拣单元主要任务是按照要求完成对物料瓶盖是否拧紧、颗粒上料个数是否合格 的检测，并将不合格的物料瓶送入废料区，同时记录合格通过物料瓶的瓶盖颜色，并将其 信号送入下一单元。 三、设备认识设备认识 1龙门检测2瓶盖拧紧检测3主皮带 4台面接口板5PLC6挂板接口板 7按钮面板8传感器组9废料推料气缸 10辅助皮带 1 图 3-1 检测分拣单元结构示意图 表 3-1 检测分拣单元部件明细表 8 9 10 4 3 2 7 6 5 33 四、四、控制要求控制要求 6、初始位置： 主皮带，辅助皮带：处于停止状态； 龙门检测指示灯：显示蓝色灯光； 废料推料气缸：收回状态。 2、 “单机”工作状态下按“启动”按钮，或者“联机”状态下，主站给出“启动”信 号后，系统进入运行状态， “启动”指示灯亮，主皮带运行；当物料瓶随皮带运行至龙门检 测时：回归反射传感器对瓶盖是否拧紧进行检测，当物料瓶盖拧紧检测为不合格产品时， 龙门检测指示灯红灯常亮；对射光纤传感器对颗粒上料是否为三颗进行检测，当物料瓶颗 粒不为三颗时，龙门检测指示灯红灯闪烁；光纤传感器对合格通过物料的瓶盖颜色进行记 录并将颜色信号传入下一单元，当物料瓶盖为白色且全部判断合格时，龙门检测指示灯绿 灯闪烁，当物料瓶盖为黑色且全部判断合格时，龙门检测指示灯绿灯常亮；当物料瓶运行 至分拣气缸时：对龙门检测的结果进行判断，分拣气缸将不合格的物料推向废料区，合格 的物料瓶送入下一单元。 3、在“单机”工作状态下按“停止”按钮，或者“联机”状态下主站给出“停止”信 号， “停止”指示灯亮，系统进入停止状态，主皮带停止运行，其它所有机构均停止动作， 保持状态不变。 4、在“单机”工作状态下按“复位”按钮，或者“联机”状态下主站给出“复位”信 号， “复位”指示灯亮，系统进入复位状态，所有执行机构均恢复到初始位置。 五、五、能力目标能力目标 1、掌握检测分拣单元的安装与接线方法； 2、掌握气动元件的原理与应用； 3、掌握传感器的原理与应用； 4、掌握检测分拣单元 PLC 控制编程； 5、掌握系统设计与调试技术。 六、六、任务准备任务准备 1、了解 PLC 结构原理并掌握其基本应用； 2、掌握 PLC 基本指令与功能指令的运用； 3、了解气动元件的应用； 详细请参照加盖拧盖单元的气动元件应用部分。 4、掌握传感器原理及应用； 本系统应用到的光纤传感器型号为 E3X-ZD11、磁性开关型号为 CS1-G、回归反射 传感器型号为 E3Z-R61-2M 三种类型传感器，它们的原理和应用有所不同。 1）光纤传感器 E3X-ZD11 为 NPN 输出，它的特点是将来自光源的光经过光纤送入 调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被 调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数，其结构原理见图 3 - 2，这种传感器在本系统中主要用于检测物体的有无及颜色的差异； 34 2）磁性开关 CS1-G 为 NPN 型磁性开关，它的特点就是通过磁铁或磁性材料来感应的 开关，NPN 型的磁性开关其结构原理见图 3 - 3，在本系统中这种传感器主要用于检测气缸 活动限位； 3）回归反射传感器 E3Z-R61-2M 为 NPN 输出，其特点是发射器和接收器装入同一 个装置内，在其前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器光电开 关，结构原理见图 3 -4，在本系统中这种传感器主要作用是对物料瓶盖拧紧进行检测。 4）传感器按接线结构分为两线式和三线式两种。以上图 3 - 2、图 3 - 4 的光电传感器 是三线式的，图 3 - 3 有磁性开关是两线式的。图 3 - 5 展示了传感器与 PLC 接线原理。 图 3 - 3 图 3 - 4 图 3 - 2 35 图 3 - 5 保险丝 LED限流电阻 稳压二级管 开 关 输出+ 输出- 传感器 PLC 5、了解限流模块、能耗模块 的原理及使用； 1）限流模块其功能主要是保护传感器在工作时发生过流不被烧坏。当电流超过0.2A时，限 流模块会自动断开回路；解除故障后，按下“复位”按钮，限流模块的输出端才会输出电流。限 流模块接口端子及指示方式如图 3 - 6所示： 2）能耗模块由 DC 电流传感器和能耗 PCB 板两个部分组成，接线如图 3 - 7 所示。能 耗模块其功能主要是计算和显示单元上所有用电器件的所消耗的电能。能耗 PCB 板有两个 功能键，按“CLEAR”键可以选择不同的模式：0 模式，电流和能耗交替显示；1 模式，只 显示电流、电压；2 模式，只显示能耗、时间。按“START/STOP”键，可以静态读取某时 刻的能耗，长按 2 秒以上，复位清零。如图 3 -8 所示。 复位按钮 正常指示 故障指示 输入 24V 输出 24V 图 3 - 6 图 3 - 7 36 6、准确理解检测分拣单元的控制要求； 7、材料准备； 表 3 - 2 领料单 领料单领料单 项目名称工作小组 领料人领料日期 序 号 名称规格/型号单位申领 数量 实发 数量 备注 制单/领料： 审核： 批准： 发料员： 七、七、任务设计与实施任务设计与实施 1、 设计控制原理图 根据任务要求，PLC 与传感检测元件的结构、组成与原理，设计如图 3 - 9 所示的控制 原理方框图。 PLC 可编程器 电源 输入 执行器件 与传感器 图 3 - 9 图 3 - 8 输入接口 START/STOP 键 CLEAR 键 显示模式 显示屏 37 2、 I/O 控制原理图，如图 3 - 10： 图 4-7 图 3 - 10 38 3、 根据原理图完成检测分拣单元的安装与接线。 4、 检测分拣单元 PLC 程序设计与编写： 1)PCL 主程序。 a)编写流程图，如图 3 -11 所示： 6）根据 PLC 主程序流程图，编写 PLC 主程序如下： 数 据 处 理 图 3 - 11 启 动 控 制 39 停 止 控 制 复 位 控 制 40 2)启动子主程序。 （1）编写流程图，如图 3 - 12 所示： （2）根据启动子程序流程图，编写启动子程序如下： 图 3-12 皮 带 运 行 41 启 动 检 测 开 始 检 测 检 测 结 束 42 显 示 检 测 结 果 数 据 保 存 43 3)通讯子程序如下： 联 机 显 示 数 据 通 讯 联 机 手 动 44 4) 复位子程序如下： （3）停止子程序如下： 八、八、结束语结束语 该系统主要是对传感器的应用与 PLC 对气动元件的控制。系统具有识别判断功能和数 据传输功能。在实训过程对电气 I/O 控制原理图的理解后接线，根据传感器的功能要求调 整合适位置；在实训前了解学习执行元件的应用工作原理、传感器的应用，根据控制要求 对 PLC 的编程，对存在的问题进行逐一清查，能具备分析解决问题的能力；在系统实训中 举一反三，思索在正常情况之外的控制方式。此实训内容仅作入门和参考，学员可随着学 习的深入进行拓展延伸，发掘更多的知识点，理解更广的应用范围，对于一体化运动控制 能有着严密的逻辑构想。 45 实实训训四四 六六轴轴机机器器人人单单元元实实训训指指导导 7、工作任务工作任务 4)六轴工业机器人单元安装与接线； 5)六轴工业机器人的参数设置与程序编写； 6)六轴工业机器人单元的 PLC 程序设计； 7)六轴工业机器人单元的调试与运行。 8、任务目标任务目标 六轴机器人按照任务要求完成物料瓶的搬运、包装与贴标工作。 9、设备认识设备认识 1机器人夹具26 轴机器人3步进驱动器 4标签料台5升降台 A6推料气缸 A 7网孔挂板8PLC9挂板接口板 10桌体11按钮面板12台面接口板 13步进电机14挡料机构15出料台 16物料盒17推料气缸 B18升降台 B 图 4-1 六轴机器人单元结构示意图 表 4-1 六轴机器人单元部件明细表 8 7 4 2 1 5 6 9 10 11 12 14 16 17 18 15 13 3 46 10、控制要求控制要求 1、初始位置： 六轴机器人处于收回安全状态（如图 4-1） ； 夹具爪张开，夹具吸盘关闭； 升降台 A：第一个物料盒刚好升到出料台面上方； 推料气缸 A：收回状态； 升降台 B：第一个盒盖刚好升到出料台面上方； 推料气缸 B：收回状态； 挡料气缸：收回状态； 2、 “单机”工作状态下按“启动”按钮，或者“联机”状态下，主站给出“启动”信 号后，系统进入运行状态， “启动”指示灯亮，档料气缸伸出，同时推料气缸 A 将物料盒 推出到装箱台上；机器人开始从检测分拣单元的出料位将物料瓶搬运到物料盒中；物料盒 中装满 4 个瓶子后，机器人再用吸盘将物料盒盖吸取并盖到物料盒上；6 轴机器人最后根 据装入物料盒内 4 个物料瓶盖颜色的顺序，依次将与物料瓶盖颜色相同的标签贴到盒盖的 标签位上。 3、在“单机”工作状态下按“停止”按钮，或者“联机”状态下主站给出“停止”信 号， “停止”指示灯亮，系统进入停止状态，机器人停止搬运，其它所有机构均停止动作， 保持状态不变。 4、在“单机”工作状态下按“复位”按钮，或者“联机”状态下主站给出“复位”信 号， “复位”指示灯亮，系统进入复位状态，机器人复位，其它执行机构均恢复到初始位置。 5、初始位置要求：机器人处于安全位置；加盖定位气缸缩回；A、B 推料气缸缩回； 升降机构 A 处于第一个盒子出盖高度；升降机构 B 处于第一个盖子出盖高度。 11、能力目标能力目标 1、掌握三菱六轴工业机器人安装与接线方法； 2、掌握三菱六轴工业机器人参数设置与程序编写； 3、掌握三菱六轴工业机器人示教器的使用方法； 4、掌握步进电机及驱动器的应用； 5、掌握 PLC 与工业机器人之间的应用控制编程； 6、掌握系统设计与调试技术。 12、任务准备任务准备 1、了解 PLC 结构原理并掌握其基本应用； 2、掌握 PLC 基本指令与功能指令的运用； 3、掌握步进电机及步进驱动器的使用方法； 1）本系统中应用到的步进电机型号为 XY42STH48，与之配套的驱动器型号为 XY2404M。此步进电机为 2 相 4 线的步进电机，其步距角为 0.9 度。图 4-2 为步进电机 控制原理图，图 4-3 为步进驱动器外观及接口汇示意图。下面详细介绍驱动器的输入 信号和拨码功能，表 4-1 为驱动器的接口功能明细表。 2）PU+和 PU-为步进驱动器的驱动脉冲输入信号，在不设置细分的情况下，外部 控制器每向驱动器发送一个脉冲信号，驱动器驱动步进电机旋转 0.9 度。 3）DIR+和 DIR-为驱动器的电机旋转方向输入信号，它决定着驱动驱动电机正转或 反转。 47 4）细分拨码开关，其作用是对步进电机步距角进行细分，通过细分拨码可以把电 机步距角细分为 0.45 度，0.225 度等等（细分设置表详见驱动器正面的细分表） 2）步进驱动器各端口详细定义如下表： 表 4-2 驱动器接口功能明细表 标记符号功能注释 POWER/ALARM 电源、报警指示灯 绿色：电源指示灯 红色：报警指示灯 PU 步进脉冲信号下降沿有效，每当脉冲由高低变化时， 电机走一步 DIR 步进方向信号用于改变电机转向 MF 电机释放信号低电平时，关断电机线圈电流，驱动 器停止工作 +V 电源正极 -V 电源负极 DC12V-40V +A 红色 -A 绿色 +B 蓝色 -B 电机接线 黄色 ON：1 SW1SW3 电机电流设置拨码 OFF：0 SW4SW8 电机细分数设置拨码ON：1 拨码设置 电源接 口 电机接 口 驱动脉 冲 驱动方 向 图 4-3 步进电机接口示意图 图 4-2 步进电机控制原理图 48 OFF：0 4、掌握传感器原理及应用； 1）本单元用到了两种类型传感器，它们的原理和应用有所不同。一种是 NPN 的反 射型光电传感器，其结构原理见图 4-4：这种传感器主要用于检测物体的有无。另一种是 NPN 型的磁性开关，其结构原理见图 4-5 这种传感器主要用于检测气缸活动限位。 2）不管哪种类型的传感，按接线结构可以分为两线式和三线式两种。以上图 4-4 的 光电传感器是三线式的，图 4-5 的磁性开关是两线式的。图 4-6 展示了它们与 PLC 接原理。 8)了解工业机器人 RV-2SD 的组成结构； RV-2SD 型工业机器人是一款额定负载 2 公斤的，小型 6 自由度工业机器人，它由机 器人本体，控制器，示教器等组成，详见图 4-7： 连接电缆 控制器 机器人本体 示教器 图 4-7 工业机器人部件组成示意图 图 4-6 传感器/磁性开关与 PLC 的 接线原理 图 图 4-5 磁性开关结构原理图 图 4-4 光电传感器结构原理图 保险丝 LED限流电阻 稳压二级管 开关 输出+ 输出- 传感器 PLC 49 9)掌握三菱工业机器人程序的基本应用指令； 以下例举了几个常用的指令，其它指令及控制器操作说明详见CRnQCRnD 控制器 操作说明书 。 1 1）输出入定义指令）输出入定义指令(DefDef IOIO) 【指令代码指令代码】 Def IO 【功能功能】 定义输出入变量。想要设定特定的输出入符号的位宽时使用。 位、8位、16位的输入输出信号可以在标准变量使用。 (1 位：M_In, M_Out/位：M_Inb, M_Outb/位：M_Inw, M_Outw） 本指令在已声明的变量里无法参照输出信号，请特别注意。 【格式格式】 Def IO =， 【用语用语】 指定变量名。 指变量的类型，可以是位(1bit)、字节组(8bit)、字符(16bit) 的其中一 个。 指定输入信号（参照时）或输出信号号码（代入时） 。 只在特定的信号有效时指定,此参数不是必须的，可以缺省。 【例子例子】 一、将PORT1的输入变量，以位型分配到输入输出信号6（每个输入输出信号都会有 一个编号，输入信号编号0到32，输出信号编号也为0到32）。 1 Def IO PORT1= Bit,6 : 10 PORT1= 1 输出信号号码开启。 : 20 PORT1= 2 输出信号号码关闭。(因为2的最低位为) 21 M1 = PORT1 输入信号号码的状态被设定在 二、 将PORT2的输出入变量，以数元组分配到输入输出信号号码5， 掩码信息Mask指定为16进制0F。 1 Def IO PORT2= Byte, 5, &H0F : 10 PORT2= &HFF 输出信号5-8为开启。 : 20 M2 = PORT2 输入信号5-8的值代入变量2。 三、 将PORT3的输入变量，以字符型分配到输入输出信号号码8， 掩码信息Mask指定为16进制0FFF。 1 Def IO PORT3= Word, 8, &H0FFF : 10 PORT3= 9 输出信号8和11为开启。 : 20 M3 = PORT3 输入信号8-19的值代入变量3。 50 2）定义码垛（）定义码垛（Def Plt） 【说明说明】 (1) 参照此变量的时候，会看到输入信号。 (2) 代入此变量的时候，写在输出信号上。 (3) 无法以此变量参照输出信号。参照输出信号的情况下，请在M_Out变量参照。 (4) 变量名的文字数最大为16个文字。 (5) 无法用此变量执行脉冲输出。脉冲输出请使用M_Out。 (6) 指定掩码信息(Mask)的情况下，只对特定的信号有效。 例） 上述例2第20行的例子，因为将8位宽的输出入数据以16进制0F指定掩码，以后使用 PORT2的话： 作为输入信号使用的情况（M1=PORT2）输入号有效，912号视为。 12 号（输入信号号码） 无效有效 作为输出信号使用的情况（PORT2=M1）在5号输出这次输入的数据，912号则保持 现在已输出的状态。 号（输出信号号码） 保持现在输出状态 这次的输出数据 【指令代码指令代码】 Def Plt 【功能功能】 定义一个码垛矩阵数据，码垛分为3点码垛、4点码垛和圆弧码垛3种类型。 【格式格式】 Def Plt ， ， 【用语用语】 选择已设定的码垛号码（只能用18的常数）。 码垛的起点。只能用位置常数或位置变量。 码垛一边的终点。圆弧码垛时为圆弧的通过点。只能用位置常数或位置变 量。 码垛另一边的终点。圆弧码垛时为圆弧的终点。只能用位置常数或位置变 量。 码垛起点的对角点。圆弧码垛时无意义。 码垛起点终点A 间的工作个数。码垛时，码垛的起点和圆弧的终点间的工 件个数。可以是变量。 码垛的起点和终点B 间的的工件个数。圆弧码垛时无意义。 (必须指定1等) 。可以是变量。 记述在被分配格子点，加上号码的码垛模版及姿势的固定/等分配。可以 是变量。 1：Z字型（姿势等分割） 2：同一方向（姿势等分割） 3：圆弧码垛（姿势等分割） 11：Z字型（姿势固定） 12：同一方向（姿势固定） 13：圆弧码垛（ 姿势固定） 【相关指令相关指令】 PltPlt 关于码垛的姿势 为了将码垛的格子点姿势设定为在平常是相同的方向，因此，请将指令的自变量的 设定在1113。使在指定的姿势相同。 51 52 132 645 798 121011 132 465 798 101211 起点终点A Z型 对角点终点B 起点终点A 同一方向 对角点终点B 圆弧模式 起点 通过点 终点 【例子例子】 Z型同一方向圆弧模式 1 Def Plt 1,P1,P2,P3, ,3,4,1 点的码垛定义 2 Def Plt 1,P1,P2,P3,P4,3,4,1 点码垛的定义 【说明说明】 (1) 位置运算时的精度， 4点码垛比3点码垛3点的精度更上升。 (2) 只有在已执行的程序内有效。在以CallP指令呼叫出来的子程序中，无法使用已定 义的码垛情报。使用在子程序的时候，请在子程序里再次定义。 (3) 个数、视为非的正数，若为或者是负的数的情况下，会发生报警。 (4) 个数个数若超过32767的情况下，执行时发生报警。 (5) 圆弧码垛的情况下，个数的值并没有意义，但是因为无法省略，所以请设定为 等的值。此外，即使对角点有指定，也没有意义。 (6) 抓手向下的情况下，请使起点、终点A 、终点B 、对角点的ABC 轴的值的符号相同。 抓手向下的情况，会变成=180（或-180）、=0 、=180（或-180），3点的A 轴、C轴 的符号不一致的情况下， 在途中的位置，会有抓手旋转的情况发生。在这种情况下，请在 示教单元的位置编辑画面将符号修正变为相同。180和-180会成为相同姿势，即使修正符 号也不会有问题。 (7) 在码垛模版指定1113的话，以码垛运算求得的位置变量的姿势数据会被代入的姿势。指定13情况的姿势，会代入将-之间等分割的值。 注意注意将姿势成份（A，B，C）180度附近的位置数据，作为码垛定义的、 、的时候，在位置数据的相同姿势成份里有不同符号混合的话， 抓手的旋转会出现预期外的动作。将姿势成份使用在180度附近的位置数据的情况下， 请先确认第99页的4.1.2 码垛运算的后， 再使用。 注意注意依据码垛运算(Plt指令)所算出的格子点的构造标志(位置数据的FL1)，采用码垛定 义的起点值。因此，在码垛定义的各点使用构造标志不一样的位置数据的话，会变成和要求 的动作不一样的动作。在码垛定义的起点、终点A、B、对角点，请使用构造标志的值全部相 同的位置数据。 此外，关于格子点的多旋转标志（位置数据的FL2）也一样，采用码垛定义的起点值。 在码垛定义的各点，使用多旋转标志的不同数据的话，依据在码垛定作经由机器人的位置和 插补指令的种类（关节插补、直线插补等），抓手的旋转会出现预期外的动作。在此情况下， 使用插补指令的自变量类型，将姿势的绕道抄近路等设定适当，将码垛调整成所要求的动 作。 53 3）声明数值变量（）声明数值变量（DefDef Float/DefFloat/Def Double/DefDouble/Def Inte/DefInte/Def LongLong） 【指令代码指令代码】 DefDef Float/DefFloat/Def Double/DefDouble/Def Inte/DefInte/Def LongLong 【功能功能】 声明数值变量。Inte为整数、Long为长精度整数型、Float为单精度实数、Double为 双精度实数。 【格式格式】 Def Inte ， Def Long ， Def Float ， Def Double ， 【用语用语】 指定变量名，变量名必须是字母开头，可以由数字、数字、“_”等符 号组合成。 【例子例子】 整数型变量的定义 1 Def Inte WORK1W, WORK2 将 WORK1、WORK2 视为数值变量名执行声明 2 WORK1=100 往 WORK1 的代入 100 3 WORK2=10.562 WORK2 的值变成 11 4 WORK2=10.12 WORK2 的值变成 10 长精度整数型变量的定义 1 Def Long WORK3 2 WORK3=12345 单精度型实数的定义 1 Def Float WORK4 2 WORK3=123.468 WORK4 变成 123.468000。 双精度型实数的定义 1 Def Double WORK5 2 WORK4=100/3 WORK5 变成 33.333332061767599。 【说明说明】 (1) 变量名的文字数最大为16个文字。 (2) 指定复数变量名的情况下，1行里可以记述文字的最大值(含指令240个文字）。 (3) 以Inte 定义的变量会变成整数型。（-32768 +32767） (4) 以Long定义的变量会变成长精度整数型。（-21474836482147483647) (5) 以Float 定义的变量会变成单精度整型。（ 3.40282347e+38） (6) 以Double定义的变量会变成双精度型。（ 1.7976931348623157e+308） 54 4）移动指令（）移动指令（Mov） 【指令代码指令代码】 Mov 【功能功能】 从现在位置到移动目的位置执行关节插补位置移动，执行此指令时，两点间的移动不 会是直线移动，而是会有带弧线的关节插补移动。 【格式格式】 ov ，Type， 【用语用语】 补插补动作的最终位置。以位置型的变量和常数或关节变量记述。 指定此值的情况下，实际的移动目的位置会往以TOOL 坐标的Z轴方向 （+/-方向）往指定距离的偏离位置动作。以常数或变量指定。 1/0：绕道/走近路方式动作。初始值为1（绕道）。只有常数。 无效（请记述）。只有常数。 可以使用Wth、WthIF。 【例子例子】 1 Mov P1 ,Type 1,0 移动到P1，绕道方式。 2 Mov J1 3 Mov (Plt 1,10),100.0 Wth M_Out(17)=1移动到码垛1的第10个点，同时输出17 号开启。 4 Mov P4+P5,50.0 Type 0,0 WthIf M_In(18)=1,M_Out(20) =1当18号输入信号开 启时,移动到P4+P5，同时同时输出20号开启。 【说明说明】 (1) 将起点位置和终点位置的各轴关节角度做均等插补。因此尖端的轨迹无法保证。 (2) 依据Wth、WthIf的并用，可以得到信号输出时序和动作的同步。 (3) 类型的数值常数1为指定姿势的插补方式。 (4) 在关节插补里称的绕道，是指以示教姿势做动作的意思。会有因示教时的姿势而 变成绕道动作的情况。 (5) 所谓走近路是指在起点终点间的姿势，在动作量少的方向进行姿势的插补。 (6) 绕道走近路的指定，是指开始位置和目的位置的动作范围，有180度上的移动 量的意思。 (7) 即使在有指定走近路的情况下，目的位置在动作范围外的时候，也会往返方向绕 道动作。 (8) 在关节插补，类型的数值常数2 没有意义。 (9) 通常执行程序内无法使用。 (10) 在Mov 指令执行时中断，JOG 前进，然后再开启的情况下，会返回到中断的位置 再开始执行Mov 指令。 返回到中断位置插补方法(关节插补/直线插补)可以用RETPATH参数变更。此外，依据 此RETPATH参数的变更，可以不返回到中断位置，而直接往目的位置移动。（请参照第353 页数的5.10 中断时的JOG前进后的自动回归设定）。 55 5）伺服开关指令（）伺服开关指令（ServoServo） 6）子程序跳转调用指令（）子程序跳转调用指令（GoGo SubreturnSubreturn） 【指令代码指令代码】 Servo 【功能功能】 控制伺服电源的开启或关闭。 【格式格式】 Servo 【用语用语】 ，为常量，Servo On 时，为开启伺服电源；Servo On 时，为关闭伺服 电源， 【例子例子】 1 Servo On 伺服开启 2 *L20:If M_Svo=-5)And(M1的结果为真（不为）的期间，控制移到While文的下一行，循环处理。 (3) 的结果不为真（为）的情况下，控制移到WEnd文的下一行。 (4) 从While文和Wend之间以GoTo指令强制的跳转的话，控制构告用内存（堆栈内存） 会减少，而在以连续行的情况下，不知道在何时会发生报警。请使程序的While文条件成立， 脱离循环。 【指令代码指令代码】 Select CaseEnd Select 【功能功能】 遵照条件式的值，执行复数的叙述区块(Statement Block) 的其中一个。 【格式格式】 Select Case Break Case Break ： 58 Default Break End Select 【用语用语】 记述数值表达式。 式以下列的形式记述。型则必须和的型相同。 I T 用以MELFA-BASIC准备的指令记述（GoTo指令除外） 。 【例子例子】 1 Select MCNT 2 M1=10 此行不会被执行。 3 Case Is 中使用比较运算(、等)的时候，使用Case Is。 (8) Break可以省略。（Case文里处理会遵照为（） 59 九、掌握工业机器人点示教方法。 步骤操作方法T/B 的画面操作方法说明 1 控制器(O/P) 将控制器的MODE开关置于 “MANUAL” 。 2 示教单元(T/B)按压示教单元(T/B)背面的 ENABLE 开关，将 T/B 操作置 于有效。 如果发生了报警，可以通过 按压示教单元左下方的 RESET进行解除。 3 通过在显示的状 态下按压EXE显示。 1.管理编辑(可选择的项目) 处光标闪烁。 4 如果按压1键，将显示。 显示已登录的程序一览表。 5 按压键、键，将光 标移动至要示教的程序名上。 再按压EXE显示程序内容 6 例如打算对 P10 进行示教时。 按压键、键，将光 标移动至写有 P10 的步处。 7 伺服 ON 按压JOG键，显示 JOG 画面。 在轻握背面的有效开关 的同时，按压SERVO键，置 于伺服 ON。通过 JOG 行进将 机器人移动至示教位置。 上：无效 下：有效(指示灯亮) 60 8 将机器人移动至示教位置后， 再次按压JOG键，解除 JOG 模式。显示命令编辑画面。 9 按压F4(示教)键。 将显示确认信息“将被登录 （示教）为当前的位置，可 以吗？” 。 10 如果按压F1(是)键，P10 将 被登录为当前位置数据。 不登录时按压F4(否)。 十、准确理解六轴工业机器人单元控制要求； 10、材料准备； 表 4-3 领料单领料单 项目名称工作小组 领料人领料日期 序 号 名称规格/型号单位申领 数量 实发 数量 备