工业生产线实训课程报告

1、苏 州 市 职 业 大 学名称工业生产线组建与调试2013年2月25日至2013年5月20日共10周学 院机电工程学院班 级 机电一体化（3）班姓 名院 长系主任陈 洁陆春元指导教师金 芬目录第1章自动生产线简介.311自动生产线的概念.312本自动生产线的介绍.4第2章FESTO中文版气动教学软件的介绍与使用.621 FESTO中文版液压与气动教学软件的介绍.622 纯气动基本回路图.623 双气缸步进控制电、气动回路.7第3章立体存储单元装置电、气动控制系统设计.1031 立体存储单元装置的组成与控制.1031 .1 立体存储单元装置的组成与控制.1032 立体存储单元装置的气动回路设计.

2、1333 立体存储单元装置电气控制系统的设计.143.4 程序设计.17第4章立体存储单元装置电、气控制系统的实际回路安装与调试.2241 立体存储单元气动回路的组建.2242 调试过程.22实训小结.2622第1章自动生产线简介11自动生产线的概念将各种自动化专机连接成一体，并通过气动、液压、电机、传感器和电气控制体统使各要求的特定产品。称这种自动工作的机电一体化系统为自动化生产线。通过自动化输送及其他辅助装置，按照特定的生产流程，将各种自动化专机连接成一体，并 通过气动、液压、电机、传感器和电气控制系统使各部分的动作联系起来，1.1.2自动化生产线应用1、拥有全球最先进、世界顶级的冲压、焊

3、装、树脂、涂装及总装等整车制造总成的自动化生产线系统，其功能：（1）可实现汽车制造中高效率、高精度、低能耗冲压加工；267接。焊2、包括丝印、贴装、固化、回流焊接、清洗、检测等工序单元，其功能：（1）生产线上每个工作单元都有相应独立的控制与执行等功能；（2）通过工业网络技术将生产线构成一个完整的工业网络系统，确保整条生产线高效有序运行，实现大规模的自动化生产控制与管理 。3、该生产线引入了工业网络，由其连接制丝生产、卷烟生产，包装成品等一体化的全过程自动化系统。通过采用先进的计算机技术、控制技术、自动化技术、信息技术，集成工厂自动化设备，对卷烟生产全过程实施控制、调度、监控。同时该生产线充分应

4、用工控机、变频器、人机界面、PLC、智能机器人等自动化产品。4、主要完成自动上料、灌装、封口、检测、打标、包装、码垛等多个生产过程，其作用：33（1）极大地提高了生产的效率；（2）降低企业成本；（3）保证产品的质量；（4）实现集约化大规模生 产的要求，增强企业的竞争能力。12本自动生产线的介绍本自动化生产线的产品为上海英集斯自动化技术有限公司生产的典型模块化自动6个不同模块单元组成这个典型的自动化生产线采用开放式的信控制和整机配合运作等技术打下良好的基础。的摆动气缸与真空吸盘的配合使用，将送料模块推出的工件自动转送到下一个工作单成向下一工作单元传送或直接剔除工件的功能。平移动的搬运任务，自动地

5、实现将工件从上一工作单元拾取搬运到下一工作单元功能现其尚待加工工件的模拟钻孔加工，并对加工质量进行模拟检测等功能。块放行装配后的工件组，继续由传送带模块输送到指定位置。(5)安装搬运站功能：就是将加工站的工件运到安装站装配的地方，装配好了以后再将这个工件运到分类站。44(6)分类站功能:在接收到新工件后，在步进驱动模块的驱动下带动X,Y两丝杆运动，依据接收到的工件材质。颜色等信息，自动将其运动至相应指定的仓位口，并将工件推入立体仓库完成工件的存储功能2、物流传递过程 ：如图1.2所示的物流传递过程图，给出了系统中工件从一站到另一站的物流分类站再将工件送入相应的料仓。图本自动化生产线每个站都可成

6、一个独立的系统，同时也是一个机电一体化的系统。把每个站连起来就可以实现上料检测，搬运，加工，安装，分类的一系列动作，如图1.3实现的是一个完整的自动生产线，同时在实际生活中也是应用广泛的。图55第2章FESTO中文版气动教学软件的介绍与使用21FESTO中文版液压与气动教学软件的介绍FESTO中文版教学软件含液压与气动两种软件，其用法类似。该软件的主要特征就是其可与CAD回路的正确性，可节省大量的时间，避免了不必要的麻烦。FluidSIM软件符合DIN电回路图绘制和相应气动系统仿真相一致。FluidSIM软件的另一个特征就是其系统学习概念：FluidSIM 软件可用来自学、教学和多媒体教学气动

7、技术知识。气动元件可以通 FluidSIM 理模型，基于这些模型，FluidSIM软件首先创建整个系统模型，然后在仿真期间对其进行处理。22 纯气动基本回路图1.并联节流阀缓冲气动回路并联节流阀缓冲气动回路如图2.1FESTO中文版气动软件模拟仿真，完全正确。66图23 双气缸步进控制气动回路图与电器原理图详见图2.2和图2.3所示。图77图1Y1得电，两位五通电磁换向阀1V2的左位通，气体流入1A1气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到2S1位置时，K2线圈得电并自锁，电磁线圈2Y1得电，两位五通电磁换向阀2V2的左位通，气体流入2A1气缸左腔推动活塞向右运动；当运动到1S2位置时，K3线圈得电

8、并自锁，电磁线圈1Y2得电，两位五通电磁换向阀1V2的右位通，气体流入1A1气缸右腔推动活塞向左运动；当运动到2S2位置时，K4线圈得电并自锁，电磁线圈2Y22V22A1气缸右腔推动活塞向左运动。表1Y1 1Y2 2Y1 2Y2 2S2 2S1 1S3 1S21A1缸伸出2A1缸伸出1A1缸缩回2A1缸缩回+88使用FESTO对双气缸步进控制电路进仿真如图2.4所示：图99第3章立体存储单元装置电、气动控制系统设计31 立体存储单元装置的组成与控制31.1 立体存储单元装置的组成与控制3.1所示为立体存I/O转接端口模块、电气控制板，操作面板、CP电磁阀岛及过滤减压阀等组件组成。图图1010直

9、线驱动模块：如图3.2所示，它是滚珠丝杠机构、步进电机及驱动器、直线导向杆组成，它的作用是把步进电机的旋转运动转换成滚珠丝杠螺母移动块的直线往复运动，在立体存储单元中，具有X轴方向和Y轴方向的两套直线驱动模块，它们相互呈90垂直安装于铝合金工作台面上，共同构成一个 X-Y 平面运动系统，负责对零件放入仓库的定位如图3.3所示。工件推料装置：它是由推块、双作用直线气缸、推块导槽组成如图3.4所示，整体导槽的工件，通过直线气缸推动推块将工件推进对应存储库位内。图立体仓库：如图3.5所示。立体仓库是由4行4列共16个方格组成的镂空存储铁架，每个方格之间距离分别为40 模块X-Y运动平面的一侧，用于接

10、收工件推料装置送出的工件。1111图I/O转接端口模块：它的任务是把输入输出信号整合在一起，然后分别与输入设备和输出设备相连。PLC的控制程序使其按要求进行工作，控制面板如图3.6所示上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。带灯按钮，绿色 开始带灯按钮，黄色 复位按钮，黄色 特殊功能按钮两位旋钮，黑色 自动/手动两位旋钮，黑色 单站/联网按钮，红色 停止带灯按钮，绿色 上电急停按钮，红色 急停图312 立体存储单元装置的控制要求针对立体存储单元的结构特点，加工单元的控制要求及操作运行流程如下：（1）系统上电，加工单元处于初始状态，操作面板上复位灯闪烁指示。（2）按下复位按钮，进行复位操作

11、，即复位灯熄灭，开始灯闪烁指示，单元中各执1212位信号后停止。（3）按下开始按钮时，开始灯常亮指示，等待工件；待检测到工件到来时，两个步进电机顺时针旋转，选择仓库的位置。（4）位置选定后，汽缸推出，完成工件入仓库的动作。（5）返回系统原点，等待下一个工件。32 立体存储单元装置的气动回路设计如图3.7流阀的作用为调节气缸的进气还有出气的速度，气缸是工作件。图进油路线：气源-气动二联件两位五通电磁换向阀左位-单项节流阀气缸左位；回油路线：气缸右位单项节流阀-两位五通电磁换向阀左位-大气131333 立体存储单元装置电气控制系统的设计立体存储单元电气系统也是主要安装在电气控制板上。控制面板主要由

12、电源系统DC24V，为PLC区和I/O转换模块区提供直流24V电源。同时，电源系统配置有电源保护、设备上电与急停等功能保护单元，以便为整个系统提供安全可靠的工作电源。1.检测元件：本站的检测元件有磁性传感器，用于检测气缸伸缩到位情况；有行程开关，用于XY平面运动系统的横向定位和纵向定位。NPN、PNP型晶体管输出，输出状态有常开和常闭两种形式。开关类传感器有二线制、三线制三线制传感器接线方法如图3.8NPN对于三菱的PLC了，选用NPN型传感器，低电平输出有效。 图 SH-2H042Ma步进电机驱动器为2/4相混合型步进电机驱动器。细分数由拨位开关设定（2、4、8）分别对应步距角0.9度、0.

13、45度、0.225度。最大相电流输出为1.7安培，套步进电机驱动器的接线较简单，步进电机相应相的接线端子（根据颜色判断）连接到步进电机驱动器对应端子的上即可。下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步1414机来控制变的非常的简单。可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为 100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。本站通过输出YO控制脉冲数，指定步进电机移动的距离也可通过PLC的输出点控制控制步进电机旋转的方向，本站刀具旋转为单方向，该控制点省略。图3. I/O元件的确

14、定工件是否到位的传感器信号均为现场发出的信号，作为PLC的输入信号；而电机、 电磁阀、报警灯、蜂鸣器、按钮指示灯等均为被控器件，执行PLC运算后发出的命令，作为PLC的输出信号。15154.PLC的选型由I/O元件可知，该系统有11个开关量输入信号和7个开关量输出信号，驱动的输出元件工作电压为DC 24V，考虑预留一定的冗余，选用FX2N-48MR的PLC完全能满足系统要求。5.I/O元件地址分配表X10X11X12X13X14X15Y4Y11Y10开始灯步进下降到位气缸缩回到位汽缸伸出到位X3X416166. I/O端口接线图3.4 程序设计用移位指令，在程序调试中能逐步去执行程序有利于程序

15、的调试、修改和故障排除。流程图如图3.11所示：1717图18191920202121第4章 41 见图3.7的作用是将工件推进对应存储库位内。在立体存储单元控制气动连接后，为了确保执行元件能满足工作需要而良好运行，需要对气动回路进行调试，具体的调试步骤如下：（1）接通气源前，先用手轻轻拉拔各快速接头处的气管，确认各管路中不存在气管各执行元件突然动作产生较大冲击，导致设备或人员伤害事故发生。（2）打开气泵，接通气源，将气源处理装置的压力调节手柄向上提起，顺时针或逆时针慢慢转动压力调节手柄，观察压力表，待压力表气压指在0.5Mpa左右时，压下压力调节手柄锁紧。切忌过度的转动压力调节手柄，以防其损

16、坏和压力突然升高。（3）检查气动回路的气密性，观察气路中是否存在漏气，若有出现漏气的情况，根管或气动元件；若是没有插好气管导致漏气，重新插好气管即可。遵守气动安全操作规范情况下，打开气源后，手动强制驱动电磁阀，即依次按下各换向阀的手动按钮，确认各气缸动作是否符合要求，若不符合，作相应的调整。42 4.2.1 输入输出的确认立体存储单元共有一个气缸，与其对应的换向阀连接，手动调试检查气缸的位置信号所对应的PLC出，X4 指示灯亮，当松开左侧两位五通单电控电磁阀的手动按钮，推料气缸缩回，打孔缩回到位X4指示灯亮，由此可知，推料气缸推出对应的PLC输入地址为PLC输入地址为输出接线的确定：如图4.1

17、运行该程序，当X10接通时，看到的结果是X轴向电机正向转动，当X11按钮按下时，Y轴向电机反向转动。将Y0改成Y1，Y2改成Y3，输入PLC，用上面的方法测试Y向电机的运转。2222图4.14.2.2 程序的编写和下载1.编写程序根据控制要求编写PLCPLC程序输入计算机并检查是否有误。2.下载程序2与从站3PLC处于STOP状态。按照程序控制要求编写程序，完成后写入PLC中。4.2.3整体联机调试1.调试步骤（1）系统上电，加工单元处于初始状态，操作面板上复位灯闪烁指示。（2）按下复位按钮，开始灯闪烁指示进行复位操作，即气缸回缩回状态，步进电机反转到停止时，横向步进电机不转，纵向步进电机上升

18、至第二个单元格。（3）按下开始按钮时，开始灯常亮指示，等待工件；待检测到工件到来时。（4）XY平面运动系统选择仓库。（5）将工件推入仓库内。（6）完成工件推入仓库后，步进电机将回到复位后状态，等待新一轮的起动信号。（7）检测到工件时，重新选择仓库并把工件推入仓库内。2.在调试中出现的问题和解决方法M0没有置位；解决方法：修改程序，将M0加上，写入系统。23232424 平面运动系统没有对仓库进行准确定位，而是停留在两仓库中间的位置；解决方法：在不改变其他程序的情况下，修改脉冲发出的时间T1。2525这个学期开设了PLC 停课实训的课程，跟以前所有开设的课程有很大的区别，这够的空间让我们完成此次的实训，这让我觉得压力减轻不少。编程，感觉自己编的不错，就慢慢的熟练起来。这次实训有两个实训项目，老师一一给整理整理好好写报告。真正让自己参与本次实训的话就会发现本次实训乐趣无穷，收获多。通过这次的实训，让我受益匪浅。不仅学会使用FESTO 软件来设计气压系统图，还学会了使用GX