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　　苏州市职业大学 实习（实训）报告 名称 工业生产线周 院 系 机电工程系 班 级 机电一体化（3）班 姓 名 薛亚军 系 主 任 陶亦亦 教研室主任 陆春元 指导教师 金芬 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 1自动生产线. \o Current Document 1 了解自动生产线 了解自动生产线自动化生产线. \o Current Document 2本自动生产线自动生产线生产线各工作单元组成与功能 3 \o Current Document 2 FESTO中文版气动教学软件的介绍与使用 5 \o Current Document 1 FESTO中文版液压与气动教学软件的介绍 5 \o Current Document 2纯气动基本回路图 6 2.2.1电一气控制回路 6 2.2.2双气阀气动回路 6 \o Current Document 3双气缸步进控制电、气动回路 7 \o Current Document 3搬运站装置电、气动控制系统设计 9 \o Current Document 1搬运站装置的组成与控制 9 3.1.1搬运站的组成 9 3.1.2控制要求 10 \o Current Document 2搬运站装置的气动回路设计 11 3.2.1气动回路设计 11 \o Current Document 3.3搬运站装置电气控制系统的设计 12 3.3.1地址分配 12 I/O端口接线程序设计 15 3.4.3指令表 19 第4章 搬运站装置电、气控制系统的实际回路安装与调试 .....22 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 1机械手气动回路的组建与调试 22 \o Current Document 4.2调试过程 25 4.2.1 PLC程序的下载 25 4.2.2气动回路的手动调试 25 4.2.3联机调试 25 4.2.4调试过程中遇到的问题 25 \o Current Document 实训小结 26 1自动生产线了解自动生产线 了解自动生产线、自动化生产线是现代工业的生命线，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，其对整个工业及其他领域也有着重要的地位和作用。 自动化生产线是在流水线和自动化专机的功能基础上逐渐发展形成的自动 工作的机电一体化的装置系统。 2、 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，使整个系统按照规定的程序自动的工作，连续、 稳定的生 产出符合技术要求的特定产品。 1.1.2自动化生产线、 拥有全球最先进、世界顶级的冲压、焊装、树脂、涂装及总装等整车制 造总成的自动化生产线） 可实现汽车制造中高效率、高精度、低能耗冲压加工； （2） 借助生产线个自动化机器人可实现车身更精密、 柔性化的 焊接。 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： （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。 1 . 2本自动生产线自动生产线的组成 本自动生产线由上料检测站、搬运站、加工站、安装站、安装搬运站、分类 站6个不同的模块单元组成。如图1.2所示。 图1.2 6个模块单元 1.2.2自动生产线、采用开放式模块结构（结构固定）。 2、每一工作单元运行执行功能、各个工作单元之间的运行配合关系、以及整个自动化生产线的运行流程和运行模式， 都可以模拟实际生产现场状况进 行灵活地配置。 3、每个工作单元都具有自动化专机的基本功能，学习掌握每一工作单 元的基本功能，将为进一步学习整条自动化生产线的联网通信控制技术和整机配 合运作技术等打下良好的基础。 123生产线各工作单元组成与功能 1、供料检测站 （1） 组成部分：送料模块、转运模块、报警装置、识别模块、升降模块、测量模块、 滑槽模块、电气控制板、操作面板、I/O转接端口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2） 基本功能：实现工件从送料模块的井式料仓中自动推出， 借助转运模 块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 工作单元。识别模块在接收到新的待处理工件后，实现待处理工件颜色和材质的 检测，并通过升降模块和测量模块完成工件高度的测量， 根据检测与测量结果信 息通过滑槽模块完成向下一工作单元传送到或直接剔除工件 2、搬运站 （1） 组成部分：提取模块、滑动模块、电气控制板、操作面板、 I/O转接 端口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2） 基本功能：提取模块执行工件的拾取与放置动作，滑动模块执行拾 取后工件的水平移动搬运任务，自动地实现工件从上一工作单元拾取搬运到下一 工作单元功能。 3、加工站 （1）组成部分：旋转工作台模块、钻孔模块、钻孔检测模块、电气控制板、 操作面板、I/O转接端口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2）基本功能：旋转工作台接收到新工件后，旋转工作台模块启动工 作，分步实现其上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。 4、安装站 （1）组成部分：传送带模块、提取安装模块、滑槽模块、工件阻挡模块、 电气控制板、操作面板、I/O转接端口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2）基本功能：检测到有新工件到位信息之后，通过传送带模块将工 件输送到阻挡模块位置，提取安装模块将滑槽上小工件装配到传送带工件上， 随 后阻挡模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 （1）组成部分：提取模块、转动模块、电气控制板、操作面板、I/O转接端 口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2基本功能：提取模块执行工件的拾取与放置动作，转动模块执行 拾取后工件的水平转动搬运任务，自动地实现工件从上一工作单元拾取搬运到下 一工作单元功能。 6分类站 （1）组成部分：步进驱动模块、丝杆驱动模块、工件推出装置、立体仓库、 电气控制板、操作面板、I/O转接端口模块、CP阀岛、过滤减压阀等。 （2）基本功能：接收到新工件后，在步进驱动模块的驱动下带动 X、丫两丝 杆运动，依据接收到的工件的材质、颜色等信息，自动运送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 FESTO中文版气动教学软件的介绍与使用 2 . 1 FESTO中文版液压与气动教学软件的介绍 FESTO实训系统分为两大部分：FluidSIM仿真设计软件和FESTO液压气动 实训台。其中我们主要用到FluidSIM仿真设计软件，FluidSIM仿真设计软件所 以重点介绍。 FluidSIM是由festo公司和paderborn大学联合开发，专门用于液压、气动 及电液压、电气动回路设计及仿真的软件。它包括 fluidsim-H和fluidsim-P两个 软件。该软件有内置的丰富元件库和气液电一体化的仿真功能， 另外软件配备了 丰富的教学资源，包括图片、剖视图、练习、以及动画和教学影片，可以进行直 观的多媒体教学。 该软件主要特征有：1、可将CAD功能和仿真功能紧密的联系在一起；2、 系统学习的概念；3、可设计和液压气动回路相配套的电气控制回路。 该软件的一个重要功能是用于液压与气动的设计与仿真。当该软件工作于 编辑模式和仿真模式时，或当保存回路时，将会出现电气错误、绘图错误、操作 错误等信息；该软件的CAD功能是专门针对流体而特殊设计的，例如在绘图过 程中，该软件将检查各元件之间的连接是否可行。若回路设计无错误， 即可进行 仿真，并有元件的状态图显示。 2 . 2纯气动基本回路图 2.2.1电一气控制回路 图2.2.1电一气控制回路 图2.2.1电一气控制回路 kt XTA2 动作过程：1V1左位得电时，气体由气源经过二联件，在经过二位 换向阀的左位，由气缸的左位进入，有杆腔左移， 动作过程：1V1左位得电时，气体由气源经过二联件，在经过二位 换向阀的左位，由气缸的左位进入，有杆腔左移， 1V1右位得电时, 源经过二联件，在经过二位二通手动换向阀的右位，由气缸的右位进入, 右移卸气。 2.2.2双气阀气动回路 二通手动 ，气体由气 有杆腔 1S31 A11S2+24V 10 ? 1S3 1 A1 1S2 +24V 1 0 ? 3SF\ 图222双气阀气动回路 动作过程：1Y1得电时，气体由气源经过二联件，在经过二位四通手动换向 阀的左位，由气缸的左位进入，有杆腔左移，1Y1右位得电时，，气体由气源经 过二联件，在经过二位四通手动换向阀的右位，由气缸的右位进入，有杆腔右移, 气体经过单向节流阀，进入二位四通手动换向阀的右位卸气。 2 . 3双气缸步进控制电、气动回路 2V1I2Y21S2 2V1I 2Y2 1S2 7 9 10 11 13 图2.3双气缸步进控制电、气动回路 动作流程：1V2、2V2左位得电时，气源供气，气体经过二联件，在经过 1V2、2V2二位三通手动换向阀的左位，从 1A1、1A2双气缸的左位进入，1A1、 1A2气缸伸出。1V2、2V2右位得电时，气源供气，气体经过三联件，在经过1V2、 2V2二位三通手动换向阀的右位，经过 1V1、2V1的调速阀和单向阀，从1A1、 1A2双气缸的右位进入，再由左位卸气，1A1、1A2气缸缩回。 3搬运站装置电、气动控制系统设计 3. 1搬运站装置的组成与控制 3.1.1搬运站的组成 搬运站的示意图如图3.1所示，工作台与控制柜的结构分别如图 3.2和图 3.3所示。它由以下几个部分组成: 气动夹爪及气讥观械本为IQ接口版抨制面陨图3.2图3.1搬运站的示意图升降气缸 气动夹爪及气讥 观械本为 IQ接口版 抨制面陨 图3.2 图3.1搬运站的示意图 升降气缸 工作台结构图 二联件 电腔网 PIC配电按氓琳图 PIC 配电按氓琳 图3.3控制柜的结构图 1、机械部分 (1 )小型气动机械手； 气动伸缩横臂； 直流伺服定位单元； 气动夹爪上下抓取单元 2、控制部件 (1)可编程序控制器 CPU FX2N-48MRPLC程序的控制与功能实现 FX2N-485BD莫块及通讯电缆：完成整个MPS系统联机工作 带短路保护的DC 24V开关电源：提供工作电源与保护。 (4)按钮控制面板 3.1.2控制要求 系统上电后上电按钮指示灯亮，复位指示灯闪烁-(按复位按钮)-电机运转 到系统自动复位至初始位置(机械手回转到位，横臂缩回到位，夹抓松开，升降 缸上升到位)-开始灯闪-(按开始按钮)-电机运转到起始位-(3S)-伸出手臂- (伸出到位)-手臂下降-(下降到位)-抓物料-(1S)-手臂上升-(上升到位) -手臂收回-（收回到位）-电机逆时针旋转到位-（8S收回）-伸出手臂-（伸出 到位）-手臂下降-（下降到位）-放物料-（0.5S）-手臂上升-（上升到位）-手 臂收回-（收回到位）-顺时针转到起始位；完成一个循环；返回。 3. 2搬运站装置的气动回路设计 3.2.1气动回路设计 搬运站有三个双作用缸，其中水平缸 A和夹抓缸B由双电控电磁阀控制, 双电控电磁阀有记忆功能； 升降缸C由单电控电磁阀控制，单电控电磁阀线圈 断电，在弹簧的作用下，自动复位；三缸的伸出与缩回均可调速，所有电磁阀均 有手动控制，可单独手动调试气动回路 1、气动回路原理图 A水平缸B夹抓缸爭QI 50Zid *C升降缸^□Z￥2 A水平缸 B夹抓缸 爭QI 50Z id * C升降缸 ^□Z ￥ 2 4 -LJLI5 图3.4气动回路原理图 气动回路原理如图3.4所示。工作原理：1YA1得电，水平气缸伸出，1YA2 得电，水平气缸缩回；2YA1得电，气爪抓紧，2YA2得电，气爪放松；3YA得电， 垂直气缸下降，失电复位，垂直气缸上升。 2、电磁铁动作顺序表 表3.1电磁铁动作顺序表 1Y 1Y 2Y 2Y 3Y  A1 A2 A1 A2 A A+ + - - - - A- - + - - - B+ - - + - - B- - - - + - C+ - - - - + 3.3搬运站装置电气控制系统的设计 3.3.1地址分配 1.搬运站中控制面板的按钮均为控制器件， 工作台中检测气缸工作是否到位 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、 阀、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。 2.PLC的选型：因为是高频的场合，所以选用晶体管输出类型（ MT。因为 输入端口有传感器位置检测信号和按钮信号共 12个，输出端口有电机，阀和指 示灯共9个，I/O端口共21个，考虑15%余量，所以选用FX2N-48MT勺PLC可以 满足要求。 3.I/O元件地址分配，见表3.2。 表3.2搬运站的I/O分配 输入 作用 输出 作用 X0 前极限SQ1伸出到位 Y0 电机STEP X1 后极限SQ2缩回到位 Y1 缩回1YA2 X3 下极限SQ3下降到位 Y2 伸出1YA1 X4 上极限SQ4上升到位 Y3 放松2YA2 X5 参考点SQ5 Y4 夹紧2YA1 X10 开始 Y5 得电向下3YA X11 复位 Y7 电机转向DIR X12 特殊功能按钮  X13 自动/手动 X14 单站/联网 X15 停止 X16 上电 3.3.2 I/O端口接线状态流程图 该系统动作为一顺序控制，对于顺序控制流程，编程方法很多。常用方法为 采用步进梯形指令编程，或采用起、保、停法编程、或采用移位指令编程。 顺序控制流程：根据工艺流程图，将这个复杂的控制过程分解为若干个工序 （工步），弄清各个工序的工作细节（工序成立的条件、工序转移的条件和转移 的方向），每个工序定义一个状态器或辅助继电器，将各个工作状态，按控制顺 序要求联系起来，就形成了工作流程图。 $Q3亠SQ4亠SQ5 zJSBH4SIX(COM!X]YOX2Ylp X3Y2 $Q3亠 SQ4亠 SQ5 zJ SB H4SI X( COM! X] YO X2 Yl p X3 Y2 X4 Y3 X5 COM2 X6 Y4 r X7 Y5 X10 Y6 XII ￥7 X12 COM2 XIJ YlO X14 YJ1 X15 COM 图3.5 I/O端口接线HL 3HL []fui []fui DC 24 V4 虽然我们也学了以为指令，但还是觉得用步进指令来编写程序比较不容易出错 根据控制要求，我们绘制了如图 3.6的流程图 上申总位 Y7 Y1 Y3 夏位宣申 XI, X4, X5 开始闪灯 电机运H Y0 脚起屹枚Y7 3S TO Y2伸出手習 伸出到宜血 千骨下障Y5 手臂F降到世5(3 耶轲料Y1 IS T6 手彌上升T5 手覺上升別位X4 手臂收回n 收回到復XI 电机建时针Jft刑位￥0 BS TI 伸出手曆Y2 伸出別怪X0 于甘F障Y3 手臂麻开Y3 J L 0. 5S T7 m 手即上升Y5 羊曹上升到盧U su 爭曹收冋Y1 ■ ■ 手習收冋封检XI 311 电机農时竹Y7 转到竝晞血T0 = 卩； 0.2S T2且昨(1有詢料 M100D跳转冋S阳 图3.6状态流程图 3.4.2程序设计 XD16 Tt卜 {IRST 520 550 50 MS013 Y011 X011 {SIL ZOD1 JUrULi2row JU rULi2 row 10 OE TOC \o 1-5 \h \z OCT ) 10 OE pPLSY KI BOD DO TOCO ] RODS KC01 KO04 Ef 521 ] RODS KC01 KO04 TL XOOil {STL S^3 fOOl XUJ1 II T0 KOH X012 彳——I T0 KOH X012 彳——I卜 KO14 ] ] ) 1 pFLSY E2DIX1 D「 T030 1130 応 S23 3.4.3指令表 j LD M6002 1 OEF XD16 3 SET SO 5 ZEST SZO S50 10 STL SO 11 LD M8013 12 OUT YOU 13 LD XO11 14 SET SEO 16 STL S2O 17 OUT VOOl 18 RST roos 19 OUT Y003 20 RST Y001 21 DM0 ￥ K30000 DO 30 OUT VOOT 31 OI KOOS 32 DPLST K1500 DO YOCO 45 LD X005 4B MW KOOl 4T or KCiO4 48 SET 50 STL S21 51 LD M8013 52 OUT YJIO 栄 LD KOIO 54 SET 5B STL S22 ST DMOV K5300 DO 茁 DPLST K1SOO DO YOCD 79 OUT T1 E50 02 LD T1 83 SET S23 85 STL S23 S6 LDI KOOO 盯 aur YU呢  8S LD KOOO 89 SET S24 91 STL S24 92 LDI X003 93 SET Y005 94 Hi X003 9

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