机电设备系统安装与调试-01供料工作站的安装调试教程

任务任务1供料工作站的安装调试机电设备系统安装与调试

供料工作站的安装调试教学目标安全规范1•穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。带电作业时，必须在教师的监护下进行。树立安全和文明生产意识。技能要求任务1供料工作站的安装调试任务任务1供料工作站的安装调试供料工作站，相当于实际自动化生产设备中的原料供应站,在整个系统中起着向系统中的其他工作站提供原料的作用。供料工作站具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动推出到物料台上，以便于输送工作站的搬运部件（机械手）将其抓取，输送到其他工作站上。供料工作站主要由铝合金型材、工件漏斗（原料仓）、气缸、底板、电磁阀组、传感器、PLC、安装所需附件、电气元件等组成，如图1・1所示。供料工作站的安装调试是本次工作的主要任务。铝合金型材光电开*料仓电磁阀细PFC图1.1供料站的生要构件实践操作1•所需的工具.材料(1)所需工具所需工具见表1・lo任务1供料工作站的安装调试任务任务1供料工作站的安装调试表1・1所需王具明细序 号乞 称型M格备 注活堺扳手125mTTi<200TTirruJOOmm各i把开口扳手125mm<200rnnru300mm各1把内六角扳手1-5~12THE丨匸■角尺100mmX75mm1把5万用表MFI71块6编程软件STEP7MicrvWINSP5西门r或FXGPWIN-C-菱7编程电缆rc/ppi1m西门子我z讣；-；计算机口崔1台9當用电工工具自定1套(2)所需主要材料所需主要材料见表1・2。表1・2髓主要林料卿序*名称型号躺S5ft1各麴合金型林实训设邵嗤若干?剜1设齟覺2t3剜段备圮置If

续表序 C工 称型号规榕备 注1传感器实训设备配宜3个-磁性开关实训设备配誉1个-电磁阀组实训设备配誉1组7支撑板实训设备配逬若干-底扳实训设备配登1个:电器元件实训设备配置若干10PLC6ES7-2221个西门子或FX2N-16N-1R谨1BVR-1.5mm2若干12•川^3mm若干

任务任务1供料工作站的安装调试图图1・2供料站总装图序母X 称1供料支架总.成2工件推出总成y料住总域4々动电磁阀绘戍5PLC总成6按线柱总成任务任务1供料工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装，具体安装过程如下：1）根据如图1.3所示的装配图，将铝合金型材用L形连接件组装成一个整体支架，如图1.4所示。组装时，应注意各角、边的平行度和垂直度。任务任务1供料工作站的安装调试图图1・3立架装配图S9謀-X110―/」620艾架師侧\2_li—ft支架下喘斥号名 陈1145mm支架立村：2120mm前后櫃性3SOnun£；•屮横林4BOmm前下'横样570mm左右下横柱6L形连按件7封盖SM4x25mni内六角螺检9M4冲伽m内六角蜉栓10帜弹簧垫圈11曲賽地圏12M4螺母VSLA—A4：I任务任务1供料工作站的安装调试

任务任务1供料工作站的安装调试任务任务1供料工作站的安装调试图图1・12气动控制回路8）安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管,如图1・11所示。气动控制回路如图1・12所示。IYA)022D1 2B2IYA)022D1 2B2电气元件的安装机械部件安装完成后，根据总装图的位置要求安装电气元件I1） 安装PLC和接线柱总成，如图1.13所示。 I2） 安装料仓物料不足检测光电开关和缺料光电开关，如图I1.14所示。 I

图1・图1・13安装HE和接线住总成图1・14安装料仓光电开关3） 安装气缸上的限位磁性开关，如图1・15所示。4） 安装物料台物料检测光电开关，如图1・16所示。rKG8mmJ黠映rKG8mmJ黠映5） 按照供料工作站PLC的I/O接线图，将本工作站所有电磁阀、传感器、磁性开关等器件以及PLC的工作电源通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口。西门子PLC系统I/O接线图如图1.17所示,三菱系统I/O接线图如图1.18所示。6） 接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好，用扎线将气管捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。安装完成的供料工作站如图1.19所示。田请爭()/1筋歩丁旧士门風U•【宙遇畴莘脚北工删任务任务1供料工作站的安装调试图图1.18三菱系统I/O图38噩-m¥物足料B1BDC24VAC220VL—叭[W¥000000000000④NLIC0MX0乂1X2X?X4 咒5乂6X7EX2N-I6MRCOMYOYl丫2Y3Y4Y5YOY7顶料气缸电蛊树推料气缸电磁阀任务任务1供料工作站的安装调试图1・19安装完成的供料T•作站

根据工艺控制要求设计程序系统启动后，若物料台无工件，顶料气缸活塞杆伸出，将料仓中次下层工件顶住，推料气缸活塞杆再伸出，将料仓中最下层工件推出；在推料气缸返回后，夹紧气缸才返回，松开次下层工件，使料仓中的工件在重力的作用下自动向下移动一个工件,为下一次推出工件做好准备。(1)工艺控制要求若供料站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，延时10s后系统自动停止；如果补充工件，延时自动解除。系统的启动、停止用一个按钮实现控制。

(1)工艺控制要求

■2）三菱系统编程。■设计系统用一个按钮实现启动、停止控制的程序部分，参考程序如图1・24所示。设计顶料电磁阀、推料电磁阀工作部分的程序部分，参考程序如图1・25所不。设计没有工件、工件不足检测延时部分的程序部分，参考程序如图1・26所示。完善启动、停止控制的程序部分，参考程序如图考程序如图1・26所示。/Tso（3）程序下载只供给工作电源。程序设计完成后下载到PLC中，注意将PLC的I/O/Tso（3）程序下载只供给工作电源。X007{M00—|卜{M0MO MIO1I————M SET MlMlMHiMIOMlMHi~I卜Ml10U 10图1.24—个按钮控制启动/停止的参考程序任务任务1供料工作站的安装调试图图1.25电磁阀控制参考程序SETRSTSETRSTY€ODYOOOYOGIY00I任务任务1供料工作站的安装调试X004 MIO K10CI站 1I 1\ CTOXMJ5M20图1.26T件检测参考程序5•调试1）通电试车前，对照I/O接线图，仔细检查核对无误，并检杳接线是否牢固。2） 检查各传感器、磁性开关接线是否正确。3） 检查机械部件，特别是气缸部分是否与工件岀口垂直，如有偏差，应进行调整。4） 将来自气源的气管插入到汇流板中。5） 调节光电开关（调节方法见知识探究中“光电开关”一节）。6） 送上工作站所有的电源，并启动系统，等待15s后系统应自动停止。7） 料仓内放满工件，重新启动系统。任务任务1供料工作站的安装调试任务任务1供料工作站的安装调试图图1.27完善的一个按钮控制的参考程序X007«—1+1-M2CI卅TOC\o"1-5"\h\zMO MIO■1I ——K SET MlM10 1| RST MlMl(MIO12——(MIO8） 顶料气缸应将工件顶出、推料气缸应将工件推岀。此时，注意观察两个气缸动作情况，两个气缸上的磁性开关信号灯（LED）在气缸伸出或退回到位时是否亮，如果不亮，说明磁性开关安装位置需要调整，调整方法是松开磁性开关的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定（需要）位置后再拧紧螺栓即可,如图1・28所示。9） 观察气缸伸出、退回是否平稳，速度是否满足要求，如果不满足要求，应调整气缸上的节流阀，如图1.29所示，调节节流阀A是调节气缸退回速度，调节节流阀B是调节气缸伸出速度。任务任务1供料工作站的安装调试图图1・28气缸的磁性开关调幣 图1.29节流阀调节肛理示意图代缸退回到位磁件开关气iiLW咄到位雀性开关[KG8任务任务1供料工作站的安装调试10） 在上述过程中，物料台上有工件，如果出现气缸连续推料、顶料的现象，说明物料台上的光电开关检测不到工件，可以通过光电开关上的距离调节旋钮进行调节，调整距离，直到检测到工件。11） 调整好后，可进行循环试车，手动拿开物料台上的工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。22)3)下：①巩固训练1•任务要求识读图1.2、图1.3所示的机械安装图和图1・12所示的气动控制回路图。识读图1.17.图1・18所示的I/O接线图，并按图接线。根据图1・2和图1・3所示的机械安装图安装供料工作站根据工艺控制要求编程，并进行调试。工艺控制要求如系统启动后，若物料台无工件，供料站把待加工工件推到物料台上，工件推出后，推料气缸退回，准备下一次推料。若供料站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，延时2s系统自动停止。供料数量达到10个后，停止供料，延时1S系统自动停止。系统启动、停止用一个按钮实现控制。5）检修调试过程中出现的故障。2.注意事项1） 安装支架总成时，注意各边的平行度和各角的垂直度。2） 紧固螺栓时注意力度，千万不要用过大，以免损坏器件。3） 气管绑扎不可用力过大，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。4） 外部导线一定要用缠绕管进行保护。5） 调节光电开关和磁性开关时，应缓慢进行，不可用力过猛，以免损坏。6） 注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。7） 程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应|TOC\o"1-5"\h\z逐步满足完善工艺控制要求。 I8） 金属机架应保护接地。 |9） 通电试车、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下|进行。 I10） 要做到安全操作和文明生产。时间 I额定工时240mino I评分 I评分细则见评分表。 I

学习检测“供料工作站的安装调试”技能自我评分表项 目技术妄求配分: if分细则评分记录安装怖的檢杳正确无误检査所需器件10漏检或错检.毎个扣1分机械部件的安裝按总装图和部件安装图正确安装.开按气动控制回路囹连接气管20不按图安装.扣5分喙枠松动.毎处扣0・5份平行度每超整士1mm・扣2分垂克度每超差±lmnu扣2分安装尺寸误差超过±lnnn・每处扣2分气缸用电磁阀与图纸不符•每处扣0・5分损坏器件・此项不得分电气部件的安装按总装图正确安装电气部件•并按I/O接线图连接20不按图安装.扣5分接线不正确.每处扣1分接线松动・每处扣0・5分损伤导线・每处扣1分导线未套编号管・每处扣0・5分连接不牢、跟铜超过2mm,每处扣0・5分同•接线端予上连接导线超2条.毎处扣0・5分损坏器件.此项不得分程序设计根IS工艺拴制荻求设计程序20达不到工艺拄制委求•毎条件扣1分不会修改程序•扣3分不会监控・扣3分不会程序设计•此顶不得分

调试正确调试，试车■•次成功20谒试错误・每器件、元件扣1分试车不成功・毎返工…次扣5分托会凋试・此项不得分分工协作团队分工合理•协作配合紧密11.分工不合理，扣5分2・协作配合不好，扭5分宦额工时240min超时.此项从总分中扣分毎超过5mm从总分中扣2分•但不超过6分安全、文明生产按安全、文明生产要求违反安全、文明生产要求・从总分中扣2分电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于控制元件。电磁阀用于控制气体、液体流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸、气缸控制，所以就会用到电磁阀。电磁阀的分类1） 从动作方式上可分为直动式、反冲式、先导式三大类。2） 从阀芯结构和材料上的不同以及原理上的区别，反冲式又可分为膜片式反冲电磁阀、活塞式反冲电磁阀。3）从阀座及密封材料上分又可分为软密封电磁阀、刚性密|I封电磁阀、半刚性密封电磁阀。 |2•结构电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成的，包含一个或几个孔的阀|体。电磁阀的电磁部件由静铁芯、动铁芯、线圈等部件组成；阀|体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁线圈被直接安［I装在阀体上，阀体被封闭在密封管中，构成一个简洁、紧凑的组合I3・工作原理 ］I•当线‘曲通入电源电压时，产生励磁作用，固定铁芯吸合动铁［I芯，动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧，改变了滑阀芯的位置，从而］I改变了流体的方向。当线圈失电时，依靠弹簧的弹力推动滑阀芯1顶回动铁芯，使流体按原来的方向流动。 14.电磁阀组与消声器电磁阀组就是将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成，而每个阀的功能是彼此独立的，如图1.30(a)所示。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。消声器的外观如图1・30(b)所示。供料工作站所采用的电磁阀带手动换向、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。图图1•:如电磯阀组结构及消声器外观气件接I}消面器予动换向加¥甫纽(a)电KlWti⑹消声器外观厄式任务任务1供料工作站的安装调试1） 电磁阀接线头松动或线头脱落，电磁阀不得电，可紧固线头。2） 电磁阀线圈烧坏，可拆下电磁阀的接线，用万用表测量,如果开路，则电磁阀线圈烧坏，原因有线圈受潮，引起绝缘不好而漏磁，造成线圈内电流过大而烧毁，因此要防止雨水进入电磁阀。此外，弹簧过硬、反作用力过大、线圈匝数太少、吸力不够,也可使得线圈烧毁。3） 电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小，当有机械杂质带入或阀体生锈时很容易卡住。根本的解决方法是将电磁阀拆开，取出阀芯及阀芯套，清洗污物，使得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置，以便重新装配及接线正确。

4） 如果是先导式电磁阀，要检查管道内压差是否太小，压差太小电磁阀就不能正常工作，在这种情况下就需选用直动式电磁阀；而压差太大，远远超出电磁阀的设计值，也无法正常工作，此时就要用高压电磁阀了。5） 管道内的污物堵住了先导阀的小孔，致使先导阀无法正常打开，主阀也就不能及时打开了。可以把阀体拆开，洗净污物，重新装配，即可正常工作。注意：电磁阀一般都是水平安装，如果是侧装的话，有可能造成阀门关闭不严，即内漏，应尽量避免侧装。光电开关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开关。光电开关主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果投射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达受光部的量将会发生变化。受光部将检测出这种变化，并转换为电气信号，进行输出。光电开关大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外线光。1.特点1）检测距离长。如果在对射型中保留10ni以上的检测距离，便能实现磁性、超声波等方法检测，达到长距。

6） 可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异，利用这种性质对检测物体的颜色进行检测。7） 便于调整。分类1） 按检测方式分为槽型、对射型、反光板型、扩散反射型。2） 按构成分类。光电传感器通常由投光部、受光部、增幅部、控制部、电源部构成，按其构形状态可分为放大器分离型、放大器内置型、电源内置型、光纤型。部分光电开关实物如图1.31所示。图图1・:门部分光电开关外观电源内豈型 犷散更射型任务任务1供料工作站的安装调试供料工作站采用的是放大器内置扩散反射CX-411型的光电开关。它的检测头里装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。光电开关检测原理示意图如图1・32所示。

图图1-34CX-411型光电开关E［理图光电（惶制愉岀）r—「 —卩Hpg负我筷兀］卜一1 1敦载1绅止滋门lOOinA.| 以下十丿DCI2-24V「II任务任务1供料工作站的安装调试（1）使用注意事项1） 电源电压一定要符合光电开关的电压等级要求2） 接线时务必切断电源，并保证接线绝对正确。3） 为减少噪声，接线长度尽可能短。4） 不要过度弯曲电缆引线及施加拉伸等力。5） 电源接通50ms时间内不要使用。6） 不要与酸、碱、油或有机溶液等接触。7） 绝对不允许拆卸、改造传感器。(2)BGS/FGS功能CX-411型的光电开关具有BGS/FGS功能，根据被检测物体位置进行选择。当检测物体远离背景物体时使用BGS功能。图1 35所示是BGS功能示意图和接线原理图。(a)检厠力式检测物体(b＞櫻线方式黒色黒色葢色粉红色粉红色

(a)检厠力式检测物体(b＞櫻线方式黒色黒色葢色粉红色粉红色

■（3）距离设定■因为检测物体不同、检测物体距离不同，所以在实际使用中要进行距离设定。距离设定前务必对检测方式进行接线处理，若距离设定后接线，会导致检测距离改变。1）使用BGS功能时的距离设定。将距离设定旋钮逆时针旋转到最小设定“min”位置（有些标记为“NEAR”）o将检测物体放置到检测位置，顺时针缓慢旋转距离设定旋钮，找到光电开关，改变为检测状态点，做好标记（A点）。小@移去检测物体，继续顺时针旋转距离设定旋钮，直到光电开关进入检测状态，然后逆时针方向旋转，找到光电开关，改变为非检测状态点，做好标记（B点）。④检测状态点（A点）与非检测状态点（B点）的中间点附近即为稳定检测物体最佳位置。

注意：距离设定旋钮为多旋转方式，因此检测状态点（A'点）与非检测状态点（B点）可能多旋转一圈以上。4.E3X-NA11型光纤传感器光纤传感器也是光电横感器的一种，相对于传统电量型传感器（热电偶、热电阻、压阻式、振弦式、磁电式），光纤传感器具有抗电磁干扰、可工作于恶劣环境、传输距离远、使用寿命长等优点。此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在空间很小的地方。光纤传感器的放大器灵敏度调节范围较大。当光纤传感器灵敏度调得较低时，如果检测物是反射性较差的黑色物体，光电探测器无法接收到反射信号；如果检测物是反射性较好的白色物体，光电探测器就可以接收到反射信号。若调高光纤传感器灵敏度，即使是反射性较差的黑色物体，光电探测器也可以接收到反射信号。

电源以及佶号输圧线(a)外观(b)放大掘外观图1.的皿X\7\11型光纤传感器的外观MIN动作状态切换(L.ON/D.ON的转换)开关定11寸开关电源以及佶号输圧线(a)外观(b)放大掘外观图1.的皿X\7\11型光纤传感器的外观MIN动作状态切换(L.ON/D.ON的转换)开关定11寸开关ON.定时动作OFF;定时解除虑敏度旋创指示器材旋扶人敏度成速链钮人光虽述示灯功作赧示灯图1・38所示是E3X-NA11型光纤传感器原理图。任务任务1供料工作站的安装调试图1.38E3X-NA11S光纤传感器原理图（1）使用注意事项1） 传感器的导线不能与动力线同管道敷设，否则会受到