自动化生产线安装与调试 教案 项目三 加工站的安装与调试

③加工单元总装。在完成以上各组件的装配后，首先将加工台组件和整个安装底板连接固定，再将铝合金支撑架安装在大底板上，最后将加工组件部分固定在铝合金支撑架上，完成加工单元的装配。（三）安装过程中的注意事项①调整两直线导轨的平行时，要一边移动安装在两导轨上的安装板，一边拧紧固定导轨的螺栓。=2\*GB3②如果加工组件部分的冲压头和加工台上的工件的的中心没有对正，可以通过调整推料气缸旋入两导轨连接板的深度来进行对正。四、任务检查与评价教师检查各组完成情况，对学生分组设计过程中出现的个别问题，单独讲解，对出现的共性问题集体讲解，填写考核表，并给出考核成绩，展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。表3-2-2加工单元机械结构安装任务检查表评分内容配分重点检查内容扣分得分备注机械安装及装配工艺70冲压气缸支撑架的装配直线导轨部分的装配夹紧部分的装配气缸支架、电磁阀组的装配传感器的安装及电路接线职业素养与安全意识30现场操作安全保护是否符合安全操作规程；工具摆放、包装物品等的处理是否符合职业岗位的要求；是否有分工又有合作，配合紧密；遵守工作现场纪律，爱惜设备和器材，保持工位的整洁。项目三加工站的安装与调试课题名称加工站气路设计及安装调试学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第10讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.通过任务的提前布置，培养学生在生活中不断发现问题，学习知识，信息收集和归纳能力。2.通过学生分组、小组各成员协作完成任务来培养学生的交往沟通能力和团队合作精神。知识目标1.掌握薄型气缸的结构及工作原理。2.掌握气动手指的结构及工作原理。能力目标1.能够对加工站的气路进行设计、安装及调试。2.能够正确使用内六方、螺丝刀等工具。教学重点加工站气路的安装与调试教学难点气动手指的理解【讲授新课】一、任务引入现我系举办自动生产线项目的技能比武，需提前对YL-335B自动生产线的加工站气路进行功能测试，同时要做加工站气路部分拆装一遍的时间预估，任务交由你来完成，需要做哪些工作？二、任务资讯1.薄型气缸薄型气缸属于省空间气缸类，即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有结构紧凑、重量轻、占用空间小等优点。图3-1是薄型气缸的一些实例图。图3-1薄型气缸的实例图薄型气缸的特点是：缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固定，缸体为方形。这种气缸通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。在YL-335B的加工单元中，薄型气缸用于冲压，这主要是考虑该气缸行程短的特点。2.气动手指（气爪）气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。YL-335B的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指，如图3-2(a)所示。其工作原理可从其中剖面图(b)和(c)看出。图3-2气动手指实物和工作原理3.气动控制回路加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均带有手动换向和加锁钮。它们集中安装成阀组固定在冲压支撑架后面。气动控制回路的工作原理如图3-3所示。1B1和1B2为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。图3-3加工单元气动控制回路工作原理图三、任务分析1.设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。2.若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。3.若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。4.若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。四、任务实施1.气路连接和调试连接步骤：从汇流排开始，按气动控制回路图用直径4mm的气管连接电磁阀、薄型气缸、气动手指，然后用直径为6mm的气管完成气源处理器与汇流板进气孔之间的连接。2.气路连接的专业规范要求（1）连接时注意气管走向，应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；线槽内不走气管；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。（2）气路连接完毕后，应用扎带绑扎，两个绑扎带之间的距离不超过50mm。电缆和气管应分开绑扎，但当它们都来自同一个移动模块上时，允许绑扎在一起。（3）无气管缠绕，绑扎变形现象。3.气路的调试（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理、恰当，气缸的动作速度是否合适。（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常。五、任务检查与评价教师检查各组完成情况，对学生分组设计过程中出现的个别问题，单独讲解，对出现的共性问题集体讲解，填写考核表，并给出考核成绩，展示学生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。项目三加工站的安装与调试课题名称加工站电路设计及接线学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第11讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.培养积极查阅相关资料的能力；2.养成多角度思考、不断创新、主动探究新事物的习惯；3.培养团队协作和沟通能力,具有安全意识。知识目标1.掌握加工单元PLC控制的I/O地址分配；2.掌握加工单元电气控制接线图绘制。能力目标1.能按照加工单元控制要求进行PLC的I/O地址定义；2.能够根据加工单元电气控制接线图进行接线。教学重点电气控制原理图绘制教学难点电气控制线路接线及故障排除【讲授新课】一、任务引入1.加工单元的基本功能加工单元是把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1所示为加工单元实物的全貌。图1加工单元实物的全貌2.工作任务只考虑加工单元作为独立设备运行时的情况，本单元的按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关应置于“单站方式”位置。具体的控制要求为：（1）初始状态：设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。若设备在上述初始状态，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。（2）若设备准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。（3）在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。二、相关知识1.PLC的I/O分配及系统安装接线（1）加工单元选用S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。PLC的I/O信号表如表1所示，接线原理图如图2所示。表2 加工单元PLC的I/O信号表图2加工单元PLC的I/O接线原理图（2）电气接线电气接线包括，在工作单元装置侧完成各传感器、电磁阀、电源端子等引线到装置侧接线端口之间的接线；在PLC侧进行电源连接、I/O点接线等。加工单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线安排如表2所示。表2加工单元装置侧的接线端口信号端子的分配接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。PLC侧的接线，包括电源接线，PLC的I/O点和PLC侧接线端口之间的连线，PLC的I/O点与按钮指示灯模块的端子之间的连线。具体接线要求与工作任务有关。电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。项目三加工站的安装与调试课题名称加工站PLC编程及调试运行学时2学时授课班级22机电一体化技术二班总讲第12讲教材《自动化生产线安装与调试》高等教育出版社，钟苏丽主编教学目标素质目标1.培养积极查阅相关资料的能力；2.养成多角度思考、不断创新、主动探究新事物的习惯；3.培养团队协作和沟通能力,具有安全意识。知识目标1.掌握S7-1200编程基本指令、顺控指令、子程序调用及编程方法；2.掌握加工单元PLC编程与调试的方法编程方法。能力目标1.能按照控制要求进行PLC的I/O分配；2.能够编写PLC程序控制加工单元的运行。教学重点加工站PLC编程设计教学难点加工站PLC程序故障排除及整机调试运行【讲授新课】一、任务引入1.加工单元的基本功能把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1所示为加工单元的实物全貌。图1加工单元实物的全貌2.工作任务只考虑加工单元作为独立设备运行时的情况，本单元的按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关应置于“单站方式”位置。具体的控制要求为：（1）初始状态：设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。若设备在上述初始状态，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备已准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。（2）若设备已准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。（3）在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。二、任务资讯1.PLC的I/O分配及接线端子分配；2.进行系统安装接线；3.按控制要求编制PLC程序；4.进行调试与运行。三、任务实施1.PLC的I/O接线

根据工作单元装置的I/O信号分配和工作任务的要求，加工单元PLC选用S7-224AC/DC/RLY主单元，共14点输入和10点继电器输出。PLC的I/O信号分配如表1所示，接线原理图则见图2。表1加工单元PLC的I/O信号表图2加工单元PLC的I/O接线原理图2.加工单元单站控制的编程思路（1）程序结构：有两个子程序，一个是系统状态显示，另一个是加工控制。主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序。（2）PLC上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。（3）加工单元运行的主要过程是加工控制，它是一个步进顺序控制过程。（4）如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序控制系统正常停止要求是，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。加工单元工作任务中增加了急停功能。为此，调用加工控制子程序的条件应该是“单元在运行状态”和“急停按钮未按”两者同时成立。图3加工控制子程序的调用加工过程也是一个顺序控制，其步进流程图如图4所示。图4供料控制子程序流程图3.调试运行（1）调整气动部分，检查气路是否正