tpm生产维护_自动化生产线调试与维护培训教材

自动化生产线调试与维护概述柔性自动生产线是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。典型的自动化生产线是由各工作单元按模块化结构组合而成，每一工作单元执行相应功能，各个工作单元之间运行配合完成整个自动化生产线的运行流程。THMSZC-18型柔性自动生产线由天煌教仪公司专门为职业院校、职业教育培训机构研制的自动生产线实训系统，根据机电类、自动化类、先进制造类行业、企业中工业自动化应用的特点，对各类自动生产线的工作过程和相关的技术进行研究，对工业现场设备进行提炼和浓缩，并针对实训教学活动进行专门设计，融机、光、电、气、液于一体，包含了PLC、传感器、气动、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传动等诸多技术领域，主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级计笲机控制系统，通过训练，能强化学生对复杂柔性自动产线的设计、安装、接线、编程、调试、故障诊断与维修等综合职业能力。在这门课程中需要使用到以下实训设备：1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有GX Developer软件）。2.电源模块挂箱一台3.按钮模块挂箱一台4.PLC主机挂箱(FX3U-48MR主机）一台。5.PC与PLC的通信电缆一根（SC-90）。6.三芯电源线2根。第一站 上料及落料单元上料单元和落料单元配合使用作为工件运行的起始端，上料单元由井式下料槽、顶料气缸、落料气缸组成。落料单元由四槽轮、锁止弧、直齿轮、锥形齿轮、同步轮带、推料转盘、落料平台、滑道、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机、安装支架等组成。当系统运行，托盘到位后，传输线停止运行；光电传感器检测工位有无工件，若无则，PLC向总控台告警，总控台缺料指示灯亮；若有工件则直流减速电机工作带动锁止弧转动一周，锁止弧上的拨销轴承拨动四槽轮转动90度到下三个槽轮，同时带动同轴的圆柱齿轮转动90度，圆柱齿轮则带动与其啮合的圆柱齿轮和圆锥齿轮转动90度，圆锥齿轮带动同轴的圆锥齿轮转动90度，另一圆锥齿轮则同轴转动90度，则推料转盘随之转动90度，工件降落料到平台落料口落下到滑道上，滑至托盘，落料完成；阻挡气缸缩回，传输线运行，托盘和工件一起被传输到下一站。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。2.掌握光电、电感传感器的使用方法。3.掌握直流减速电机的使用方法。4.掌握上料及落料单元控制程序的编写。二、控制要求复位：按下黄色复位按钮，阻挡气缸缩回，直流减速电机1动作带动传输线运行5S至无杂物；气动机械手旋转到工件定位装置上方，气爪张开，传送带停止，直流减速电机2动作带动四槽轮机构运行，推料转盘旋转，电感传感器1感应到定位标志，电机2停止动作，确保各工位定位准确。复位完成；运行：按下绿色运行按钮，阻挡气缸伸出，电机1动作带动传输线运行，等待托盘到位；电感传感器2检测托盘是否到位，直至有托盘到位，电机l停止动作传输线停止运行；工件经传输线运动到定位装置处，到位传感器检测到工件后，传送带停止，升降气缸下降，气爪夹紧抓住工件，升降气缸升起，机械手沿逆时针方向旋转180升降气缸下降，气爪松开抓紧的工件，将工件安放到落料转盘的一个工位上，光电传感器1检测工位有无工件，若无则PLC向总控台告警，总控台缺料指示灯亮；若有则直流减速电机2工作带动锁止弧转动一周，锁止弧上的拨销轴承拨动四槽轮转动90度到下一个槽轮，同时带动同轴的圆柱齿轮转动90度，圆柱齿轮则带动与其啮合的一系列圆柱齿轮、圆锥齿轮同步转动90度，则推料转盘随之转动90度，推动工件滑动至落料平台落料口落下到滑道上滑至托盘；光电传感器2检测到工件信号，落料完成，阻挡气缸缩回，电机1动作传输线运行，托盘工件前往下一站一个工作周期完成； 停止：按下红色停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作；三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .托盘到位了，不继续动作。 原因：托盘到位传感器损坏，检测不到托盘有无到位。2. 当平台上有工件，转盘不在原位时，驱动转盘的电机为什么不动？原因：因为只有两个条件（平台上有工件，转盘在原位）同时满足时，驱动转盘的电机才会动。所以运行前检查转盘是否在原位。第二站 加盖单元加盖单元由滑道式工件架（或立体仓库式货架）、蜗轮蜗杆减速机、摇臂、同步轮带、直流减速电机、挡料气缸、托料气缸（或液压升降缸）、伸缩气缸、真空吸盘、光电传感器、电感传感器、行程开关、磁性传感器、电控阀、安装支架等组成，主要完成对工件的加盖装配工作。当系统运行，传输线运行，等待托盘到位。当托盘到位后，如果光电传感器没有检测到工件或检测到工件已经加盖，阻挡气缸缩回，放托盘和工件到下一站，延时2秒，阻挡气缸伸出，等待下一个托盘到位当；如果光电传感器检测到工件没有加盖，延时1秒传输线停止。电机驱动摇臂反向转动且电感传感器检测到位后；电机停止运行。当滑道式工件架工件台检测到有工件盖时，托料气缸伸出，将工件盖顶起，伸缩气缸伸出，真空吸盘紧贴工件盖。伸缩气缸缩回，提起工件盖，蜗轮蜗杆减速机带动摇臂正转，同时托料气缸缩回。当电感传感器检测到位后，电机停止转动，伸缩气缸伸出，将工件盖装入工件后气缸缩回，加盖完成。阻挡气缸缩回，传输线开始运行，托盘和工件被传输到下一站，一个工作周期完成。一、实训目的1.掌握气缸、真空吸盘及电磁阀的工作原理。2.掌握光电、电感传感器的使用方法。3.加盖单元控制程序的编写。4.了解涡轮蜗杆的构造。二、控制要求复位：按下复位按钮，阻挡气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行5S至无杂物；加盖电机动作带动摇臂转动，使真空吸盘停在输送线的上方。复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，如果工件检测传感器没有检测到工件或工件检测传感器检测到工件且加盖完成检测传感器检测到有工件盖，阻挡气缸缩回，放托盘到下一站，延时3秒，阻挡气缸伸出，等待下一个托盘到位。如果托盘到位并且工件检测传感器检测到有工件、加盖完成检测传感器没有检测到工件盖时，传输线停止运行；加盖电机驱动摇臂反向转动，到位检测传感器检测到信号后电机停止转动；当工件盖检测传感器检测到有工件盖时，托料气缸伸出，将工件盖顶起，升降气缸伸出，将吸盘紧贴工件盖，吸盘吸气，升降气缸缩回，提起工件盖；加盖电机带动摇臂正转，当到位检测传感器检测到为信号后，电机停止转动；口升降气缸伸出，将工件盖放入工件后缩回，加盖完成；挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行，托盘工件前往下一站，一个工作周期完成。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .托盘到位了，不继续动作。 原因：托盘到位传感器损坏，检测不到托盘有无到位。2. 当工件盖没有了，还是继续运行？原因：因为系统本身原因，属于系统漏洞（BUG）。第三站 穿销单元穿销单元由料斗、槽形下料机构、不完全齿轮传动机构、直流减速电机、挡料气缸、落料气缸、顶销气缸、光屯传感器、光纤传感器、霍尔传感器、电感传感器、磁性传感器、电控阀、安装支架等组成，主要完成对工件的穿销动作。具体工作过程如下：当系统运行，传输线运行，等待托盘到位。当电感传感器检测到托盘到位后，如果没有检测到工件或检测到工件已经穿销时，阻挡气缸缩回，放托盘和工件到下一站，延时2秒，阻挡气缸伸出，等待下一个托盘到位；如果托盘到位并检测到工件无销子时，延时1秒传输线停止运行。当槽形下料机构检测到有销子时，落料气缸伸出，将销子推到下料口，电机转动带动不完全齿轮转动（不完全齿轮主动轮每转一圈，槽形落料机构转动六分之一圈），销子随槽形落料机构转动到顶销气缸处，电机停止转动。顶销气缸将销子顶入工件，顶销气缸缩回，阻挡气缸缩回，传输线运行，托盘和工件被传输到下一站，一个工作周期完成。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。2.掌握各个传感器的使用方法。3.穿销单元控制程序的编写。4.了解不完全齿轮的工作原理。二、控制要求复位：按下复位按钮，阻挡气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行5S至无杂物；复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，如果工件检测传感器没有检测到工件或工件检测传感器检测到工件且工件盖检测传感器未检测到工件盖，阻挡气缸缩回，放托盘到下一站，延时3秒，阻挡气缸伸出，等待下一个托盘到位。如果托盘到位并且工件检测传感器检测到有工件、顶销完成检测传感器未检测到顶销完成；销子检测传感器检测到有销子时,.落料气缸伸出，将销子推到下料口，转盘电机旋转带动不完全齿轮运转（不完全齿轮主动轮每转一圈，槽形落料机构转动六分之一圈），销子随槽形落料机构转动到顶销气缸处，转盘电机停止运行，顶销气缸伸出，将销子顶入到工件中，顶销完成检测传感器检测到顶销完成，顶销气缸缩回，挡料气缸缩回，延时3秒，挡料气缸输出；输送电机动作带动传输线运行，托盘工件前往下一站，一个工作周期完成。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .穿销过程中多次都停下。 原因：转盘没有转到位，导致转盘基准检测传感器没有触发。2. 转盘停停动动？原因：安装了不完全齿轮。第四站 喷涂单元喷涂单元由喷涂室、加热装置、温度传感器、喷枪、冷却风扇、交流调压模块、触摸屏、连杆机构、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机等组成。其中喷枪喷涂过程中由连杆机构带动来回移动喷涂。当系统运行，电机动作传输线运行使托盘工件到位。电感传感器检测到托盘到位信号，延时1S传输线停止；光电传感器检测到工件信号，电机动作带动连杆机构运行，拉动喷枪来回移动进行喷涂，延时2S喷涂完成；喷涂停止后，加热罐开始加热，同时加热指示灯亮，触摸屏显示即时温度，（其中上限温度和下限温度可通过触摸屏设置）温度上升到设定温度时，加热完成；加热停止后，冷却风扇开始工作，温度下降到常温，烘干完成；阻挡气缸缩回，直流电机动作传输线运行，托盘和工件被传输到下一站，一个工作周期完成。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。2.掌握各个传感器的使用方法。3.喷涂单元控制程序的编写。4.了解连杆机构的工作原理。5.触摸屏工程的学习。二、控制要求复位：按下复位按钮，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行5S至无杂物；复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，工件检测传感器检测到工件信号后，进行模拟喷涂操作；喷涂完成后，加热罐进行加热，同时加热指示灯点亮，工业触摸屏上指示当前的温度及设定的加热温度；加热完成后，风扇运转进行加温处理，工业触摸屏上指示当前的温度及设定下降的最低温度；烘干完成，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行，托盘工件前往下一站，一个工作周期完成。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .喷涂完毕后不再动作。 原因：挡料下限传感器损坏，检测不到挡料已下去。第五站 检测单元检测单元由触摸屏、直流减速电机、挡料气缸、检测气缸、光电传感器、光纤传感器、对射传感器、色标传感器、电感传感器、磁性传感器、电控阀、安装支架等组成，主要完成对工件的检测。由升降气缸带动检测支架升降，可同时对工件进行多面检测。当系统运行，传输线运行，等待托盘到位。当检测到托盘到位后，伸缩气缸伸出，各检测传感器分别对准工件的各个面，等待0.5秒开始检测，完成后伸缩气缸缩回，阻挡气缸缩回，传输线运行，托盘和工件被传输到下一站，一个工作周期完成。各检测传感器的功能为：光电传感器检测工件、对射传感器检测工件盖、光纤传感器检测销子、色标传感器检测工件颜色、电感传感器检测销子的材质。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。2.掌握各个传感器的使用方法。3.检测单元控制程序的编写。4.触摸屏工程的学习。二、控制要求复位：按下复位按钮，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行5S至无杂物；复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，检测气缸下降，各检测传感器分别对准工件的各个面，进行检测；检测完成后，PLC将检测结果经过处理后分别送给触摸屏和总控站，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行，托盘工件前往下一站，一个工作周期完成。各检测传感器的功能为：光电传感器检测工件有无、对射传感器检测工件盖有无、光纤传感器检测销子有无、色标传感器检测工件颜色、电感传感器检测销子的材质。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .检验不到工件，有没有工件都运行。 原因：工件有无传感器损坏，检测不到工件，需手动输入信号。2.检测好了无法继续运行。原因：检测气缸上限位传感器损坏，无法检测到已动作完毕，需手动输入信号。第六站 分拣输送单元分拣输送单元由直线无杆气缸、导杆薄型气缸、阻挡气缸、摆动气缸、气夹、磁性传感器、光电传感器、电感传感器、电磁阀、同步带轮、直流减速电机、工件传输装置、废品回收装置等组成。系统运行，阻挡气缸伸出，传输线运行，当电感传感器检测到托盘到位后，若光电传感器检测托盘上无工件时，阻挡气缸缩回，托盘被传输到下一站。若光电传感器检测托盘上有工件时，导杆薄型气缸电磁阀通电，机械臂下降，到位后气夹动作将工件加紧，然后提升气缸动作机械臂上升。此时，阻挡气缸电磁阀通电，放行托盘。然后对工件按照正品、废品交替形式处理工件。成品：摆动气缸电磁阀通电，工件旋转90并保持5秒，确保托盘已经通过该分拣单元。然后该单元传送带断电，导杆薄型气缸电磁阀通电，机械臂下降，工件被垂直放置在传送带上进行传输。工件为废品时：直线无杆气缸电磁阀通电，将工件运至废品位，导杆薄型气缸电磁阀通电，机械臂下降，气夹松开，工件被垂直放置在废品传送线上并送至废料盒内，机械臂在该位置保持2秒后，回到初始位置。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原埋。2.掌握光电传感器的使用方法。I3.分拣单元控制程序的编写。二、控制要求复位：按下复位按钮，无杆气缸前移动到位，导杆薄型气缸缩回，回转气缸旋转到位，气夹张开，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行5S至无杂物；复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，工件有无检测传感器检测到来料无工件时，挡料气缸缩回，放行托盘，托盘通过后，挡料气缸伸出，等待托盘到位。托盘到位，工件有无检测传感器检测到米料时，提升气缸仲出，机械平臂下降；机械手臂下降到位后，气夹动作，夹紧工件；夹紧工件后，机械手臂提升；提升到到位后，挡料气缸缩回，对托盘进行放行。根据前站检测结果对成品、废品进行不同处理。成品：旋转气缸旋转将工件旋转90，提升气缸伸出，机械手臂下降；机械手下降到位后，气夹打开，将工件放置于输送线上；放置完成后，机械手臂上升，挡料气缸缩回，输送电机动作带动传输线运行，将工件传送到下一单元。废品：无杆气缸动作将工牛输送到废品为；输送到位后，提升气缸伸出，机械手臂下降，气夹动作，将工件放置于废品输送带上；放置完成后，提升气缸缩回，机械手臂上升；废品传输线电机运转带动废料传输线运行，同时无杆气缸动作回到初始位置，机械手臂回到初始位置；一个运行周期完成。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .复位完成后，提升气缸上限位传感器指示没到达位置。 原因：提升气缸上限位传感器损坏。第七站 物流仓储单元物流仓储单元由步进电机、交流伺服电机、直流减速电机、直线无杆气缸、摆动气缸、平行机械夹、阻挡气缸、同步带轮、磁性传感器、光电传感器、电磁阀、同步带皮带传输线、立体库架、直齿圆柱齿轮、滚珠丝杆、涡轮蜗杆减速箱等组成。主要完成对成品工件分类入库、依次出库。具体工作如下：当系统运行，直流电机带动传输线运行。当电感传感器检测到托盘后，光电传感器检测托盘上无工件时，阻挡气缸缩回，托盘被传输到下一站。当光电传感器检测有工件后，电感传感器没有检测到托盘，Y轴启动气爪下降夹取工件，然后驱动X轴和Y轴，并根据工件颜色将工件转移到对应库架入口。此时，摆动气缸旋转180直线无杆气缸带动摆动气缸及平行气夹移动至入口处。然后Y轴开始启动，下降将工件水平放置在对应仓库入口传输带上，库架上的光电传感器检测到工件后，该仓库传输线开始传输工件，延时2秒钟停止。然后直线无杆气缸退回起点，摆动气缸旋转复位，X、Y轴移动提升装置运行到达初始位置。工件回收：按下工件回收按钮，仓库电机开始反转，、如果5秒钟光电传感器没有检测到工件，电机停止，启动下一个仓库电机，当光电传感器检测到工件时，X、Y移动提升装置带动机械手将工件搬回至搬运台。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。及各个传感器的使用方法。2.掌握交流伺服电机及其驱动器的使用方法。3.物流仓储单元控制程序的编写。4.了解滚珠丝杆、同步带轮、链条链轮配重机构等的机构和工作原理。二、控制要求复位：按下复位按钮，直线无杆气缸前移动到位，回转气缸旋转到位，气爪张开，挡料气缸缩回，输送电机运行带动传输线运行5S至无杂物；步进电机带动滚珠丝杆驱动X轴水平向左运行到原点；交流伺服电机通过涡轮蜗杆变速箱，带动同步轮带运转，驱动Y轴垂直向上运行到原点；再分别向右、向下运行直至工件搬运台处；复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，工件检测传感器未检测到有工件时，挡料气缸缩回，将托盘放行；托盘通过后，挡料气缸伸出，等待托盘到位。托盘到位，工件检测传感器检测到工件到位，且托盘检测传感器未检测到托盘信号，旋转气缸旋转到工件上方，Y轴下降至平行夹取位置时停止，平行夹夹紧工件；平行加夹紧工件后，Y轴上升实现对工件的抓取；上升到位后日，旋转气缸动作，将工件旋转180气旋转到位后，根据前站检测的工件的颜色，伺服驱动器和步进电机同时动作，将工件运行到与之对应的仓库库位后停止；直线无杆气缸动作，将工件送至仓库库位入口；无杆气缸运行到位后，Y轴下降，将工件水平放置在仓库传送带上；平行夹松开，放置工件，库位上的检测传感器检测到工件到位后，该仓库电机运行带动仓库传送带输送工件；步进电机、交流伺服电机分别驱动X、Y轴运行，运行到等待位置，等待下一个工件。一个工作周期完成。停止：按下停止按钮，当前一个工作周期完成后，本单元停止工作。三、传感器型号及系统流程图系统流程图如下：四、遇到的问题及解决办法1 .托盘到位了，不继续动作。 原因：托盘到位传感器损坏，检测不到托盘有无到位。2. 当工件盖没有了，还是继续运行？原因：因为系统本身原因，是一个本身漏洞。第八站 行车机械手单元行车机械手单元由平行气夹、长程导杆气缸、交流减速电机、直流减速电机、齿轮齿条机构、安全光幕、主动式红外传感器、镜面漫射传感器、光电对射传感器，霍尔传感器、电感传感器、定位装置、紧急按钮盒组成，主要完成将托盘从环形生产线的结束工位搬运到起始工位的工作。具体工作如下：当系统运行，传送带启动，带动托盘运行到定位装置处，电感传感器检测到托盘后，传送带继续运行1S后停止，长程导杆气缸伸出，平行气夹张开落到托盘两端夹紧，长程导杆气缸缩回，提起托盘，交流减速电机启动，向右端移动到起始工位，长程导杆气缸伸出平行气夹张开将托盘放到传输线上，传输线上的电感传感器检测到托盘后启动传输线，托盘进入新一轮的工作循环。工作区域设有四道安全防线：安全光幕检测、主动式红外传感器检测、镜面漫射传感器检测、光电对射传感器检测，在行车工作期间，任何物体进入工作区域，行车立即停止工作直至重新按动紧急按钮盒上的绿色启动按钮。一、实训目的1.掌握气缸及电磁阀的工作原理。2.掌握各个传感器的使用方法。3.三相交流减速电机及变频器的使用。4行车机械手单元控制程序的编写。5.了解齿轮齿条的工作原理。二、控制要求复位：按下复位按钮，传送带停止，由平行气夹、长程导杆气缸、交流减速电机、齿轮齿条机构组成的行车机械手移动到左端起始位，平行气夹张开，复位完成。运行：按下运行按钮，传输线开始运行，输送电机动作带动传输线运行，等待托盘到位；托盘到位后，长程导杆气缸伸出；气缸伸出到位后，平行气夹张开夹紧托盘；夹紧托盘后，程导杆