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1、项目十三 机电一体化设备多种工作方式实际中的机电一体化设备，为适应生产的需要，有时需要单周期运行，有时需要连续运行;有时需要手动，有时又需要自动。因此这些设备可能有多种工作方式，本项目要求通过完成两个工作任务，学会具有多种工作方式的机电一体化设备的组装与调试。任务一 调试有两种分拣方式的生产设备有一零件加工和分拣设备,工作过程及其要求是：1。设备的初始位置启动前，设备的运动部件必须在规定的位置,这些位置称作初始位置。有关部件的初始位置是:机械手的悬臂靠在左限止位置,手臂气缸的活塞杆缩回,手指松开.所有推手气缸活塞杆缩回。送料盘、皮带输送机的拖动电动机不转动.上述部件在初始位置时,指示灯HL1长
2、亮。只有上述部件在初始位置时,设备才能启动。若上述部件不在初始位置,指示灯HL1不亮，请自行选择一种复位方式进行复位。2。正常工作过程接通设备的工作电源,工作台上的红色警示灯闪亮,指示电源正常。（1)启动、工作若设备在初始位置，按下启动按钮4，设备开始工作,送料电机驱动放料盘旋转，物料从送料槽被推到物料抓取位置；当物料检测传感器检测到有物料,发出信号，送料电机停止,同时机械手悬臂伸出手臂下降手指合拢抓取工件手臂上升悬臂缩回机械手向右转动悬臂伸出手指松开,工件放入皮带输送机入料口内悬臂缩回机械手转回原位后再重复上述过程.设备在工作过程中，HL1以1Hz频率闪烁。工件到皮带输送机上后,有两种分拣方
3、式,两种分拣方式只有在设备停止时才能转换。分拣方式一当转换开关S1置于“左位置,启动分拣方式一，若皮带输送机上无物料，则传送带以20Hz的速度运行；若皮带输送机有物料，则传送带以30z的速度输送物料，根据物料性质,分别控制相应气缸动作，对物料进行分拣.分拣顺序为一号滑槽放金属工件；二号滑槽放白色工件；三号滑槽放黑色工件.无论皮带输送机上是否有物,机械手搬运过来的物体都可以从落料口放入。分拣方式二：图141- 实现两种分拣方式的机械部件安装示意图当转换开关SA1置于“右”位置，启动分拣方式二，启动后，在第一出料斜槽实现“金属/白色塑料装配，不符合装配要求的金属工件和白色工件推入第二出料斜槽，黑色
4、塑料工件推入第三出料斜槽,若传送带上有物料,则传送带以25H的速度前进,若传送带上无物料,则传送带以2Hz运行。只有当传送带无物时，机械手才能将工件放入落料口。(2)停止按下停止按钮SB5时，应将当前工件推料斜槽，并且回到初始位置后，设备才能停止.设备在重新启动之前,应将出料斜槽中的工件取走。3设备的意外情况（)供料盘无物报警当送料电机旋转8s后，送料盘处的物料检测传感器仍未检测到物料，则绿色警示灯闪烁,提示尽快放入物料。若提示0后，还未检测到物料,则设备在分拣完当前工件后停止在初始位置。(）传送带工作异常报警在分拣方式二工作时，工件到达皮带输送机上1s内没有推入出料斜槽，则说明皮带输送机运行
5、有故障，则设备停止工作，蜂鸣器鸣叫报警，此时按下复位按钮后,蜂鸣器报警解除，解除报警20内，操作任何操作按钮都无效，只有在20s后(表示故障排除后)，才能操作设备。请你根据零件加工和分拣设备的工作要求,完成下列工作任务：一、按图41-在实训台上安装机电一体化设备的机械部件。二、根据下列控制要求,画出零件加工和分拣设备实现两种分拣方式的电气控制原理图。三、按照电气控制原理图连接好线路。四、按照图131所示气动系统图连接气路。图13-1-2 气动系统图悬臂气缸手臂气缸手指气缸摆动气缸位置气缸位置气缸位置气缸气源组件五、根据控制要求编写LC程序，设置变频器参数。六、调试设备的PLC程序以达到工件过程
6、要求。一、电气控制原理图1。确定输入输出点数(1）确定输入点数根据控制要求，共需要1个传感器检测信号，还需要转换开关、启动、停止和复位个开关信号，,所以一共有22个输入信号，即输入点数为22。（2）确定输出点数根据控制要求,皮带输送机需要三段速正转运行,变频器需要4个控制信号，电磁阀控制信号11个，送料电机1个，指示灯HL1、绿色警示灯、蜂鸣器各个，所以共需19个输出端子。2.列出PL输入输出地址分配表根据输入输出点数和输出量的工作电压和工作电流要求分配输入输出地址。参考的输入输出地址分配表如表3-11所示。表13-1 PLC输入输出地址分配表 输 入输 出序号地址说明地址说明X0启动按钮SB
7、4Y0送料电机2X停止按钮SB5Y1指示灯H13X2复位按钮B6Y2绿色警示灯4X3转换开关SA1Y3蜂鸣器X4光电传感器4机械手臂上升6X5手指抓紧限位Y机械手臂下降7X机械手上限位Y悬臂伸出8X7机械手下限位Y7悬臂缩回9X10机械手前限位Y0机械手指夹紧X1机械手后限位1机械手指松开112机械手左限位Y机械手左摆2X1机械手右限位Y13机械手右摆114传送物料检测传感器Y14推料气缸A14X5传送带上电感式传感器15推料气缸15X16光纤传感器Y16推料气缸16X7光纤传感器20变频器STF1X20气缸A前限Y1变频器RH1X1气缸A后限Y2变频器M19X2气缸B前限Y23变频器RL20
8、X3气缸B后限21X4气缸C前限22X25气缸C后限3绘制电气控制原理图根据控制要求和列出的LC输入输出地址分配表，绘制电气控制原理图（参考电路如图13-3所示）.二、按照图4-1-1所示机械部件安装图安装各机械部件，根据图1-12所示气动系统图连接气路，具体安装方法和步骤可参考前面个各项目。三、设置变频器参数1列出要设置的变频器参数表根据皮带输送机能以20z、2Hz、30z三种速度正转运行,需要设定三种速度，所以需要设定的变频器参数及相应的参数值如表44所示。表141 需要设置的变频器参数序号参数代号参数值说明1P40H高速2P55H中速P2H低速72电动机控制模式(外部操作模式)。设置变频
9、器参数先将变频器模块上的各控制开关置于断开位置，接通变频器电源,将变频器参数恢复为出厂设置，再依次设置表14-1-2所列出的参数,最后恢复到频率监视模式，操作各控制开关，检查各参数设置是否正确.四、根据控制要求编写PLC自动控制程序在编写PLC程序前，先要分析工作过程要求,理清编程思路，然后再编写程序.本工作任务可以按以下过程来编写LC程序。1设备的初始位置、复位和正常启动控制。（1）设备的初始位置、复位设备的初始位置是设备启动的必备条件，并且要有初始位置的指示，因此在控制程序的设计中可以用一个辅助继电器来表示初始条件,避免复杂条件的重复出现。若设备在启动前不在初始位置,则要求自行选择一种方式
10、复位。机电一体化设备的复位方式很多，有PLC上电自动复位，通过操作一个按钮使设备自动复位,通过手动操作每个动作使设备一步一步复位等，为了使设备在出现任何意外情况都能复位，我们选用复位按钮SB6，当设备不在正常工作过程中时，按就能安全地复位.而在设备正常工作过程中按复位按钮无效。（2)设备的正常启动设备在启动时选定了工作方式，在工作过程中这种工作方式不能改变,另外只有当设备在初始位置时才能启动,启动后送料盘和皮带输送机要同时工作，所以要同时启动两种状态。另外，传送带部分有两种分拣方式，并且两种方式只有在设备停止时才能转换,所以在开始工作时，需要记住转换开关的状态，才能在工作过程中,即使改变转换开
11、关的位置也不会转换分拣方式.根据以上分析,可编写出设备的初始位置、复位和正常启动控制的PL程序。参考程序如图131-5所示.图11-5 初始位置、复位、启动控制程序2。送料盘和机械手的控制（1）送料盘控制启动后,送料电机开始送料，当料盘处的光电检测传感器检测到物料时停止运行。当送料电机旋转8s后,送料盘处的物料检测传感器仍未检测到物料，则绿色警示灯闪烁,提示尽快放入物料。若提示10后，还未检测到物料,则设备在分拣完当前工件后停止在初始位置(即送料电机不再送料，机械手不再搬运,相当于正常停止）。因此在送料状态中要定时。参考的PLC控制程序如图13-1-6所示.图31-6 送料电机控制程序(2）机
12、械手控制两种分拣方式中机械手的动作完全相同，可以用同一控制程序。但是两种分拣方式对机械手的动作条件有细微差别，在分拣方式一时,机械手可以连续从落料口往皮带输送机上放物，而在分拣方式二工作时，只有当皮带输送机上的工件处理完成后,才能放物。因此机械手取了工件到达右下位置时，若是分拣方式一,则机械手可松开放物，若是分拣方式二，则只有当皮带输送机上无物时才能放物，所以在分拣方式二工作时,要判断皮带输送机上是否有物，可以用辅助继电器M接通记皮带输送机上无物。参考的机械手控制程序如图3-17所示. 图1317 机械手控制程序3。皮带输送机的控制（1)皮带输送机上无物时的控制两种分拣方式比较,当皮带输送机上无物料时，两种分拣方式的皮带输送机的运行要求完全一样,所以可以共用一个状态步.但是有物料后,皮带输送机的运行要求和分拣要求完全不同.所以皮带输送机有物料的控制要分开编程。无物料时,皮带输送机的PLC控制程序可参考图3-1-。图13-18 皮带输送机无物时的控制程序（2)分拣方式一是完成工件的分类，要求皮带输送机可以同时运送多个物体，根据分拣要求,物料的识别可以直接利用皮带输送机上的电感式传感器和两个光纤传感器来完成,所以可以将分拣过程放在一个状态步里。参考的L控制程序如图13-1-所示。 图1-1-9 工作方式一时皮带
