《自动化生产线安装、调试和维护技术（第2版）》课件-模块1认识柔性自动化生产线

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认识自动化生产线任务1认识自动化生产线实训装置PAGEOFCONTENT学习内容02自动化生产线的特点03自动化生产线的发展方向和应用领域04YL-335B自动化生产线实训装置介绍01什么是自动化生产线啤酒生产线

自动化生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的。它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程，使产品成为合格的制品，而且要求在装卸工件、定位加紧、工件在工序间的输送、工件的分拣甚至包装等都能自动地进行。使其按照规定的程序自动地进行工作，我们称这种自动工作的机械电气一体化系统为自动生产线（简称自动线）。什么是自动化生产线螺栓生产线01什么是自动化生产线

综合性是指：机械技术、传感检测技术、网络通信技术、PLC技术、电机驱动技术、气动技术、人机界面等多种技术有机的结合，并综合应用到生产设备中。

系统性是指：生产线的检测、驱动、执行、控制、处理与传输等机构在微处理单元的控制下协调有序的工作，有机的融合在一起。特点

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自动化生产线的特点03自动化生产线的发展方向和应用领域

机械制造、电子信息、石油化工、轻工纺织、食品制药、汽车生产以及军工业等现代化工业的发展都离不开自动化生产线的主导和支撑作用。

自动化生产线的发展方向将更加提高生产率、增大多用性、增大灵活性。04YL-335B自动化生产线实训装置

YL-335B型自动生产线实训装备，在铝合金导轨式实训台上安装供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元和输送单元，构成一个典型的现代自动化系统平台。系统的控制方式采用每一工作单元由一台可编程控制器承担其控制任务。各控制器之间通过RS485串行通讯实现互联的分布式控制方式。供料单元加工单元装配单元分拣单元输送单元工作单元及控制方式1.组成结构供料单元是自动生产线中的起始单元，它在整个系统中向其他工作单元提供原材料，如同企业生产线上的自动供料系统一样。供料单元根据生产过程的需要将工件仓中待加工的工件自动推到物料台上，以便输送站的机械手将其抓取并送往其他单元进行加工。供料单元04YL-335B自动化生产线实训装置加工单元是工件处理单元之一，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行模拟冲孔处理或工件冲压等作用。加工单元把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台。加工单元04YL-335B自动化生产线实训装置装配单元是自动化生产线中对工件处理的另一单元，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。装配单元是完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已成型的工件中的装配过程。装配单元04YL-335B自动化生产线实训装置

分拣单元是YL-335B中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。当输送站送来工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区进行分拣分拣单元04YL-335B自动化生产线实训装置该单元通过驱动抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点，然后放下。输送单元在网络系统中担任着主站的角色，它接收来自触摸屏的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。输送单元04YL-335B自动化生产线实训装置

YL-335B采用模块组合式的结构，各工作单元是相对独立的模块，并采用了标准结构和抽屉式模块放置架，具有较强的互换性。可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。结构特点04YL-335B自动化生产线实训装置04YL-335B自动化生产线实训装置2.供电电源04YL-335B自动化生产线实训装置2.供电电源04YL-335B自动化生产线实训装置3.电气控制的机构特点PLC侧与装置侧都是由输入接线端子和输出接线端子两种端子排构成，但层数不同。输入接线端子通过25针电缆连接；输出接线端子通过15针电缆连接。PLC侧端子排（两层）装置侧端子排（三层）04YL-335B自动化生产线实训装置4.按钮指示灯模块每一工作单元都可自成一个独立系统，由按钮指示灯模块控制。包含：3个指示灯HL1、HL2、HL3，2个自复位按钮SB1和SB2，1个转换开关SA，1个急停按钮QS。04YL-335B自动化生产线实训装置5.可编程控制器04YL-335B自动化生产线实训装置6.网络结构YL-335B型自动化生产线各工作单元在联机运行时通过网络互联构成一个分布式的控制系统，对于采用S7-1200系列PLC的YL335B型自动化生产线，其标准配置采用了工业以太网04YL-335B自动化生产线实训装置7.触摸屏YL-335B型自动化生产线所选用的昆仑通态公司开发的TPC7062Ti触摸屏作为它的人机界面。TPC7062Ti触摸屏是一套以先进的Cortex-A8CPU为核心（主频率为600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。吉林电子信息职业技术学院ThankYouThankyou模块一

认识柔性自动化生产线任务2生产线中的气压传动技术1.1气源及辅助元件 1.2气动执行元件——气缸 1.3气动控制元件 1.4真空发生器 1.5气动系统的安装调试和故障分析

1.1气源及辅助元件气源装置是将原动机输出的机械能转变为空气的压力能，为气压传动系统提供动力的部分。气源装置通常由以下几个部分组成：空气压缩机、储存、净化空气的装置和设备、传输压缩空气的管路系统。气动辅助元件是气动控制系统中的基本组成器件，它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力。在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。气动辅助元件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之，开关向右推入时关闭。气动辅助元件输入气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6～1.0MPa，输出压力为0～0.8MPa可调。输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。1.1气源及辅助元件1.2气动执行元件——气缸1.标准双作用直线气缸标准气缸是指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。2.

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。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-1633B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。3.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-33B的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指。导向气缸是指具有导向功能的气缸。一般为标准气缸和导向装置的集合体。导向气缸具有导向精度高，抗扭转力矩、承载能力强、工作平稳等特点。4.导向气缸5.气动摆台回转物料台的主要器件是气动摆台，它是由直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转角度能在0~90°和0~180°之间任意可调，而且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换的机构。气动摆台的摆动回转角度能在0~180°范围任意可调。当需要调节回转角度或调整摆动位置精度时，应首先松开调节螺杆上的反扣螺母，通过旋入和旋出调节螺杆，从而改变回转凸台的回转角度，调节螺杆1和调节螺杆2分别用于左旋和右旋角度的调整。当调整好摆动角度后，应将反扣螺母与基体反扣锁紧，防止调节螺杆松动，造成回转精度降低。1.3气动控制元件1.单向节流阀为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节阀来实现。单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，所以也称为速度控制阀。节流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。2.单电控电磁换向阀、电磁阀组在自动控制中，方向控制阀常采用电磁控制方式实现方向控制，称为电磁换向阀。电磁换向阀是利用其电磁线圈通电时，静铁芯对动铁芯产生电磁吸力使阀芯切换，达到改变气流方向的目的。YL-335B所有工作单元的执行气缸都是双作用气缸，因此控制它们工作的电磁阀需要有二个工作口和二个排气口以及一个供气口，故使用的电磁阀均为二位五通电磁阀。所谓“位”指的是为了改变气体方向，阀芯相对于阀体所具有的不同的工作位置。“通”的含义则指换向阀与系统相连的通口，有几个通口即为几通。供料单元用了两个二位五通的单电控电磁阀。这两个电磁阀带有手动换向和加锁钮，两个电磁阀是集中安装在汇流板上的。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。这种将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成称为阀组，而每个阀的功能是彼此独立的。1.4真空发生器真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。平直型真空吸盘的工作原理首先将真空吸盘通过接管与真空设备(如真空发生器等，图中没画出)接通，然后与待提升物如玻璃、纸张等接触起动真空设备抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将待提升物吸牢，即可开始搬送待提升物。当待提升物搬送到目的地时，平稳地充气进真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离待提升物，从而完成了提升搬送重物的任务。1.5气动系统的安装调试和故障分析1.气压系统使用和维护为使气动系统能够长期稳定地工作，应做的维护措施如下：（1）每天应将过滤器中的水排掉，检查油雾器的油面高度及油雾器的调节情况；（2）每周应检查信号发生器上是否有灰尘或铁屑，查看调查压阀上的压力表，检查油雾器的工作是否正常；（3）每三个月检查管道连接处的密封；（4）每六个月检查气缸内活塞杆的支撑点是否磨损。2.气动系统主要元件常见故障和排除方法，一般系统发生故障的原因如下：（1）元件的堵塞；（2）控制系统的内部故障。一般情况下，控制系统故障发生的概率远远少于与外部接触的传感器或者机器本身的故障。3.气缸常见故障及排除方法序号故障原因排除方法1外泄漏；活塞杆与密封衬套间漏气；气缸体与端盖间漏气；从缓冲装置的调节螺钉处漏气；内泄漏；活塞两端串气衬套密封磨损，润滑油不足；活塞杆偏心；活塞杆有伤痕；活塞杆与密封衬套的配合面内的杂质，密封圈损坏；润滑不良，活塞杆被卡住；活塞配合面有缺陷，杂质挤入密封圈。更换衬套密封圈，加强润滑；；重新安装，使活塞杆不受偏心负；更换活塞杆；除去杂质、安装防尘盖；更换密封圈；重新安装；缺陷严重的更换零件，除去杂质。2输出力不足，动作不平稳润滑不良；活塞或活塞杆卡住；气缸体内表面有锈蚀或缺陷；进入了冷凝水、杂质。调节或更换油雾器；检查安装情况，消除偏心；视缺陷大小再决定排除故障办法；加强对空气过滤器和分水排水器的管理，定期排放污水。3缓冲效果不好缓冲部分的密封圈密封性能差；调节螺钉损坏；气缸速度太快。更换密封圈；更换螺钉；研究缓冲机构的结构是否合适。感谢聆听Thankyou模块一

认识柔性自动化生产线任务3生产线中的传感器技术

指南车——人类的传感器雏形指南车，又称为司南车，是中国古代用来指示方向的一种装置。它与指南针利用地磁效应不同，它不用磁性。指南车是利用齿轮传动来指明方向的一种简单机械装置。其原理是，靠人力来带动两轮的指南车行走，从而带动车内的木制齿轮转动，来传递转向时两个车轮的差动，再来带动车上的指向木人与车转向的方向相反角度相同，使车上的木人指示方向，不论车子转向何方，木人的手始终指向指南车出发时设置木人指示的方向，"车虽回运而手常指南"。指南车的发明较早，据说西周时就已经发明，但最早的确切记载是在三国时期，有历史典籍显示三国时马钧是第一个成功制造指南车的人。PAGEOFCONTENT学习内容02光电式传感器03电感式传感器04磁性接近开关01传感器的定义与分类定义：传感器是一种监测装置，能感受到被测量的信息，并将能感受到的信息转换成电信号进行存储和记录。

01传感器的定义与分类光敏传感器声敏传感器温敏、压敏传感器化学传感器气敏传感器传感器分类开关量传感器数字量传感器模拟量传感器一、开关量传感器3.光电式传感器

01传感器的定义与分类2.电感式传感器1.磁感应式传感器4.光纤式式传感器二、数字量传感器1.光电编码器2.数字光栅传感器3.感应同步器

01传感器的定义与分类三、模拟量传感器压力、温度、流量变送器PAGEOFCONTENT学习内容02光电式传感器03电感式传感器04磁性接近开关01传感器的定义与分类02光电式传感器光电传感器具有精度高、反应快、非接触等优点，在检测和控制系统中应用非常广泛。

光电传感器以光电效应为基础，是将光信号转换为电信号的传感器。它采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。02光电式传感器02光电式传感器光线被检测物体遮盖被检测物体对射光光发射器光接收器根据光路信号是否有输出来判断有无物体02光电式传感器利用光照射到被测物体上反射回来的光线而进行工作02光电式传感器光线被检测物体遮盖检测物体对射光传感器反射光敏感度可通过其背后的旋钮进行调节反射光被检测物体遮盖反光镜被检测物体传感器敏感度可通过其背后的旋钮进行调节光发射器发出的光以反射镜是否有反射光线被光接收器接收来判断有无物体02光电式传感器02光电式传感器光电式传感器的内部电路02光电式传感器

生产线中使用的是漫反射式传感器，根据检测位置不同有两种外型不同的光电传感器。注意：接线时请注意根据导线颜色判断电源极性和信号输出线，切勿把信号输出线直接连接到电源+24V端。02光电式传感器

光纤传感器，是光电传感器的一种，它由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。特点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。02光电式传感器分拣单元使用光纤传感器，通过调节其器的灵敏度，用以区分被检测工件的黑白颜色。02光电式传感器PAGEOFCONTENT学习内容02光电式传感器03电感式传感器04磁性接近开关01传感器的定义与分类

03电感式传感器电感式传感器的原理电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化；再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。

03电感式传感器电感式传感器类型

03电感式传感器电涡流传感器的工作原理我们给线圈通入交变的电流，线圈周围必然产生交变的磁场，此时将块状金属导体靠近线圈，置于变化的磁场中时，导体内将产生感应电流，这种电流的流线在金属体内自行闭合，类似于水中的漩涡，所以称为电涡流，