理工典型生产线原理、安装与调试第十二章

1、第十二章 搬运单元的结构与控制12.1 搬运单元的结构12.2 搬运单元的PLC控制及编程 12.3 实验操作训练12.1 搬运单元的结构12.1.1 搬运单元的功能搬运单元在系统中，可以从前一单元上提取工件并输出到下一单元上的输入工位。12.1.2 搬运单元的结构组成搬运单元主要由I/O接线端口、无杆气缸、提取模块、气源处理组件等部件组成。1. 提取模块提取模块由一个杆不回转的扁活塞气缸和一个气动夹爪所组成。杆不回转的气缸能保证气动夹爪到夹取工件时位置不会偏转。2. 无杆气缸无杆气缸用于完成工件转移的任务。这种气缸的最大优点是节省了安装空间，特别适用于小缸径、长行程的场合。3.I/O接线端口

2、下一页返回12.1 搬运单元的结构I/O接线端口是该工作单元与PLC之间进行通信的线路连接端口。该工作单元中的所有电信号（直流电源、输入、输出）线路都接到该端口上，再通过信号电缆线连接到PLC上。12.1.3 气动控制回路该工作单元的执行机构是气动控制系统，其方向控制阀的控制方式为电磁控制或手动控制。各执行机构的逻辑控制功能是通过PLC控制实现的。图12-1为搬运单元的气动控制原理图，1A为1号无杆直线气缸；1B1和1B2为磁感应式接近开关；2A为气动夹爪；2B1为磁感应式接近开关；3A为双作用杆不回转气缸；3B1、3B2为磁感应式接近开关；1Y1、1Y2为1号双作用无杆气缸的电磁阀的两个控制

3、信号；2Y1、2Y2为控制气动夹爪开与闭的电磁阀的两个电磁控制信号；3Y1为控制杆不回转气缸上下的电磁阀的电磁控制信号。上一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程12.2.1 PLC的I/O接线MPS中的每个部件上的输入、输出信号与PLC之间的通信电路连接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中需要与PLC进行通信连接的线路（包括各个传感器的线路、各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先连接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC连接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。表12-1为搬运单元I/O设备编号与说明。12.2.2 搬运单元的编程要点1. 控制任务 当设备接通电

4、源与气源、PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开、上抬到位，无杆气缸驱动提取模块移动到最左端。进入工作运行模式，按启动按钮，夹爪下降并夹取工件，上升后移向右工位，到最右端后夹爪下降释放工件，最后夹爪上升并移动到最左端，等待下一个工作信号。下一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程2. 编写程序搬运单元的控制程序框图如图12-2所示，按此框图编写PLC程序。3. 下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。12.2.3 气动控制回路分析及仿真1. 气动控制回路分析在图12-1中，当本站开始工作时，电磁阀线圈3Y1通电，气缸3A动作，夹爪下降，直到磁感应开关3B2有输出

5、，此时令2Y2通电，气缸2A动作，夹取工件，经延时后，3Y1断电，气缸3A换向，使夹爪上升，直到3B1有输出，使1Y2通电，直线气缸1A右移；当1B2有输出时，令3Y1通电，夹爪开始下降，直到3B2有输出，令2Y1通电，气缸2A换向，上一页下一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程开始释放工件，直到2B1有输出，此时3Y1断电，夹爪开始上升；等3B1有输出时，令1Y1通电，直线气缸1A左移，直到1B1有输出，返回到位。2. 气动控制回路仿真用FluidSIM-P软件设计制作气动控制和仿真模拟。通过该软件，学生在计算机上分别画出气动回路图12-1和根据图12-2设计电气控制回路，然后进行测试

6、和模拟仿真。通过仿真的实时显示与软件连接的实际控制回路的动作，逐步解决控制回路中的问题，直到最后实现图12-2要求的控制过程。12.2.4 搬运单元的参考本地控制 上一页下一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程上一页下一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程上一页下一页返回12.2 搬运单元的PLC控制及编程上一页返回12.3 实验操作训练1. 控制任务 当设备接通电源与气源、PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开、上抬到位，无杆气缸驱动提取模块移动到最左端。进入工作运行模式，按启动按钮，夹爪下降并夹取工件，上升后移向右工位，到最右端后夹爪下降释放工件，最后夹爪上升并移动到最左端，

7、等待下一个工作信号。2. 编制程序框图在理解上述控制任务后，写出程序控制流程图。3. 编写程序按编写的程序框图编写PLC程序。4. 下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。实验操作技能训练测试记录如表12-2所示。返回图12-1 搬运单元气动控制原理图返回表12-1 搬运单元I/O端口分配说明表序号设备符号设 备 名 称设 备 用 途信 号 特 征11B1磁感应式接近开关判断无杆气缸的位置信号为1：活塞在最左端21B2磁感应式接近开关判断无杆气缸的位置信号为1：活塞在最右端32B1磁感应式接近开关判断夹爪开闭情况信号为1：夹爪已打开信号为0：夹爪夹紧43B1磁感应式接

8、近开关判断双作用气缸的位置信号为1：气缸上下缩回到位53B2磁感应式接近开关判断双作用气缸的位置信号为1：气缸上下伸出到位62Y1电磁阀控制无杆气缸左右动作信号为1：活塞向左运动72Y2电磁阀控制无杆气缸左右动作信号为1：活塞向右运动83Y1电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪打开93Y2电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪闭合104Y1电磁阀控制提取缸上下的动作信号为1：夹爪下降信号为0：夹爪上升返回图12-2 搬运单元控制程序框图返回表12-2 实验操作技能训练测试记录 学生姓名学 号专 业班 级课 程指导老师下列清单为测评依据，用于判断学生是否通过测评已经达到所需能力标准第一阶段 测量数据测 评 项 目分值得分是否遵守实验室的各项规章制度10是否熟悉原理图中各气动元件的基本工作原理10是否熟悉原理图的基本工作原理10是否正确搭建搬运单元控制实验回路15气源开关、控制旋钮的调节是否正确（开、闭、调节）20控制回路是否正常运行10是否正确拆卸所搭接的气动回路