自动化生产线安装与调试教案汇总实践篇-分拣单元 ---实践篇-装配单元.docx

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1、项目描述：分拣单元主要由传送带、减速电动机、传感器、编码器、推料气缸等 组成，如图4-1所示。分拣单元的基本功能：将装配单元送来的已加工、装配的工件进行分 拣，使不同颜色、不同材质的工件从不同的料槽分流，以便分别组合。分拣单元的工作过程：当输送单元送来的工件被放到传送带上并被入 料口光电传感器检测到时，变频器起动，工件被送入分拣区。当工件被推出 滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。根据控制要求，变频器可设置不同的输出频率，因此，分拣规律也会 呈现多种变化。例如，本项目要按如下规律分拣：电机以30Hz频率运行。 如果工件为白色芯金属件，则该工件对到达1号滑槽中间时，传送带停止， 工件对被推到1

2、号槽中；如果工件为白色芯塑料，则该工件对到达2号滑槽 中间时，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件为黑色芯，则该工 件对到达3号滑槽中间时，传送带停止，工件对被推到3号槽中。以小组为单位，根据给定的任务，结合所学知识搜集资料，和组员讨 论后完成表4-1。任务1分拣单元的机械安装任务描述：亚龙YL-1633B分拣单元的机械安装。任务目标：1.掌握分拣单元的机械安装流程。2.熟悉安装过程的注意事项。任务实施：（1）观看相关视频、PPT,仔细阅读“表4-2分拣单元机械安装步骤” 和“表4-3分拣单元安装参考流程”。（2）教师或学生组装一次分拣单元，学生进行过程记录。（3）每组动手安装一次供料单

3、元。教师检查后完成下表。任务2分拣单元的气路连接任务描述：亚龙YL-1633B分拣单元的气路连接。任务目标：1.掌握分拣单元的气动回路设计。2 .熟悉分拣单元的气路连接。3 .注意每个气缸的初始状态。2）设备准备好后，按下起动按钮，供料单元起动，“设备运行”指示 灯HL2常亮。3）完成供料任务后，供料机械手应返回初始位置，等待下一次供料。4）若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构立即停止供料，在供料 条件满足的情况下，供料单元在完成本次供料后停止工作。5）运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz频率闪烁， 指示灯HL1和HL2常亮。运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以 亮1s

4、、灭0.5s的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。（2）绘制装置控制流程图，并编写PLC程序。（可附页）完成以上操作后，以小组为单位与教师交流！（3）完成程序编制后，在实训台上完成材料自动供料装置机械零部件 的装配，完成电气及气动控制回路的安装、安全测试与功能手动调试。然后 打开S7-200 smart PLC编程软件STEP7 SMART V2.0,完成PLC程序的输入、 下载、监控，最终完成材料自动供料装置的功能调试。（4）利用编程软件的编译与纠错功能检查程序，确保程序的正确性。 可按下列步骤完成系统调试。（在完成的步骤后打“J”） PLC输入设备和输入口的接线是否正确。 PLC输入设备CO

5、M端和输入端口 COM端接线是否正确。 PLC输出设备和输出端口的接线是否正确。 PLC输出端口 COM端是否与24V直流电源正确连接。 请老师检查接线是否正确，然后完成安全测试，记录测试结果。 打开编程软件，输入符号表与PLC梯形图程序并编译，必要时调 试逻辑错误。 连接通信电缆，打开PLC电源，将程序下载到PLC中。 将PLC状态设置为“RUN”，开启监控，进行装置功能调试。 设备上电且气源接通后，若按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA置于断开位置，则工作单元的两个气缸均处于缩回位置。 料仓内有足够的工件，则指示灯HL1常亮，表示设备已准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。 若设备准

6、备好，按下起动按钮，工作单元起动，指示灯HL2常亮。 起动后，若出料台上没有工件，则顶料气缸伸出，顶住上方工件。 顶料气缸顶住工件1S后，推料气缸伸出，将工件推到出料台上。 当出料台检测到当前位置有物料后，推料气缸缩回。 推料气缸缩回1S后，顶料气缸缩回。 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。 若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，工作单元 停止工作，指示灯HL2熄灭。 若运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但指示灯HL2 以1Hz频率闪烁，指示灯HL1保持常亮。 若料仓内没有工件，则指示灯HL1和HL2均以1Hz频率闪烁。工作单元在完成本

7、周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件， 否则工作单元不能再起动。(5)请将正确的供料单元PLC控制程序记录下来。(4)教师检查各项操作后完成下表。【调试与运行】(1)调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合适，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。(3)检查I/O接线是否正确。(4)检查光电接近开关安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的 可靠性。(5)放入工件，运行程序，观察供料单元动作是否满足任务要求。(6)调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件, 要确保系统随时能够可靠工作。(7)优化程序。【问题与思考】(1)简述气

8、动连线检查的方法、传感器接线检查的方法、I/O检测及 故障排除的方法。(2)加工过程中出现意外情况应如何处理?(3)如果想采用网络控制，应如何实现？(4)思考供料单元可能会出现的各种问题。项目描述：加工单元主要由气缸、阀组、导轨、气动手指等组成。加工单元的基本功能：加工单元是处理工件的单元之一，用于对输送 站送来的工件进行模拟冲孔或冲压等处理。具体如下：(1)把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的机械手供料)送到 冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后送回物料台，待输送单元的机 械手取出。(2)把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的机械手从装配站送 来)送到冲压机构下面，完成把小工件压入

9、大工件的工作过程，然后送回物 料台，待输送单元的机械手取出。加工单元的工作过程：输送单元的机械手把工件运送到加工站物料台 上，物料检测传感器检测到工件后，按照“机械手夹紧工件一物料台回到加 工区域冲压气缸下方一冲压气缸向下伸出以冲压工件一完成冲压动作后向 上缩回T物料台重新伸出T到位后机械手松开”的顺序完成工件加工，最后， 向系统发出加工完成信号，输送单元机械手伸出并抓取该工件，将其送往下 一站。以小组为单位，根据给定的任务，结合所学知识搜集资料，和组员讨 论后完成表2-1 o任务1加工单元的机械安装任务描述：亚龙YL-1633B加工单元的机械安装。任务目标：1.掌握加工单元的机械安装流程。2

10、.熟悉安装过程的注意事项。任务实施：(1)观看相关视频、PPT,仔细阅读“表2-2加工单元机械安装步骤” 和“表2-3加工单元安装参考流程”。(2)教师或学生组装一次加工单元，学生进行过程记录。(3)每组动手安装一次加工单元。教师检查后完成下表。任务2加工单元的气路连接任务描述：亚龙YLJ633B加工单元的气路连接。任务目标：1.掌握加工单元的气动回路设计。2 .熟悉加工单元的气路连接。3 .注意每个气缸的初始状态。任务实施：(1)请绘制自动加工装置的气动控制回路。2.连接气路并进行调试。调试时应注意以下几点：(1)冲压气缸对气体的压力和流量要求比较高，故冲压气缸的配套气 管粗。(2)气缸的初

11、始状态可采用手动控制。气路接通后，通过调换进气管 和出气管位置来调节其初始状态。冲压气缸的初始状态为缩回；伸缩气缸的 初始状态为伸出；夹紧气缸的初始状态为松开。(3)调解节流阀以控制气缸的伸出和缩回速度。任务3加工单元的电气接线任务描述：亚龙YL-1633B加工单元的电气接线。任务目标：1.掌握加工单元的传感器接线。2.熟悉加工单元布线的规范。任务实施：(1)仔细分析已经完成布线的加工单元的接线情况，并绘制电气接线 图。(2)根据绘制的电气接线图，每组动手布线一次。接线时应注意，装置侧端口中输入信号端子的上层(+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

12、件 的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层的对应端子上。装置侧接线 完成后，用扎带绑扎，确保整齐、美观。PLC侧的接线包括：电源侧的接线，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。电气接线的工艺应符合国家职业标准规定。例如，导线连到端子时， 采用紧端子压接方法；连接线应有符合规定的标号；每一端子连接导线不超 过2根，等等。(3)根据绘制的电气接线图，在表1-4中列出加工单元装置侧的接线 端口信号端子的分配情况。任务4加工单元的编程调试任务描述：加工单元的程序主要是主程序和加工控制子程序。任务目标：1.掌握加工单元PLC编程技能。2.熟

13、悉复杂PLC控制系统的编程思路。任务实施：（1）分析加工单元工作任务，分解工作过程。1）加工单元各气缸的初始位置：冲压气缸的初始状态为缩回；伸缩气 缸的初始状态为伸出；夹紧气缸的初始状态为松开。设备上电且气源接通后，若各气缸满足初始位置要求。则“正常工作” 指示灯HL1常亮，表示设备已经准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。2）设备准备好之后，按下起动按钮，加工单元起动，“设备运行”指 小灯HL2常凫。3）如果在物料台上放入一个工件，物料检测传感器检测到工件后，气 爪将其夹紧，把工件送入冲压头下方进行加工。4）完成加工任务后，冲压头返回初始位置，伸缩气缸伸出，把工件送 出，气爪张开，等待输送

14、站的机械手将加工好的工件取走。5）若在运行过程中按下急停按钮，加工动作会立刻停止。急停复位后, 可继续工作。（2）请正确绘制装置控制流程图，并编写PLC程序。（可附页）完成以上任务后，以小组为单位与教师交流！（3）完成程序编制后，在实训台上完成材料自动供料装置机械零部件 的装配与调整，电气及气动控制回路的安装、安全测试与功能手动调试。然 后打开S7-200 smart PLC编程软件STEP7 SMART V2.0,完成PLC程序输入、 下载、监控，最终完成材料自动供料装置的功能调试。（4）利用编程软件的编译与纠错功能检查程序，确保程序的正确性。 可按下列步骤完成系统调试。（在完成的步骤后打“

15、J”）PLC输入设备和输入口的接线是否正确。 PLC输入设备COM端和输入端口 COM端接线是否正确。 PLC输出设备和输出端口的接线是否正确。 PLC输出端口 COM端是否与24V直流电源正确连接。 请老师检查接线是否正确，然后完成安全测试，记录测试结果。 打开编程软件，输入符号表与PLC梯形图程序并编译，必要时调 试逻辑错误。 连接通信电缆，打开PLC电源，将程序下载到PLC中。 将PLC状态设置为“RUN”，开启监控，进行装置功能调 试。 设备上电且气源接通后，若按钮/指示灯模块上的工作方式 选择开关SA置于断开位置，则冲压气缸的初始状态为缩 回；伸缩气缸的初始状态为伸出；夹紧气缸的初始

16、状态为 松开。 设备上电且气源接通后，若各气缸满足初始位置要求。则 “正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备已经准备好。否 贝IJ,该指示灯以1Hz频率闪烁。 若设备准备好，按下起动按钮，工作单元起动，指示灯HL2 常亮。 起动后，若在物料台上放入一个工件，物料检测传感器检 测到工件后，使用气爪将其夹紧。 气爪夹紧工件1s后，滑台气缸将工件送入冲压头下方。 工件到达冲压头下方后，冲压气缸开始工作，完成一次冲 压。 冲压完成1S后，滑台气缸伸出。 滑台气缸伸出到位后，气爪松开。 气爪上的工件被人工取出后，若没有停止信号，再次放入 工件后则进行下一个循环操作。若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周

17、期任务后， 工作单元停止工作，指示灯HL2熄灭。(5)请将正确的加工单元PLC控制程序记录下来。【调试与运行】(1)调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合适，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。(3)检查I/O接线是否正确。(4)检查光电接近开关安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的 可靠性。(5)放入工件，运行程序，观察加工单元动作是否满足任务要求。(6)调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件, 要确保系统随时能够可靠工作。(7)优化程序。【问题与思考】(1)简述气动连线检查的方法、传感器接线检查的方法、I/O检测及

18、故障排除的方法。(2)加工过程中出现意外情况应如何处理？(3)如果想采用网络控制，应如何实现？(4)思考加工单元可能会出现的各种问题。任务实施：（1）请绘制自动分拣装置的气动控制回路。（2）连接气路并进行调试。1）注意气缸的初始状态，3个分拣气缸的初始状态均为缩回。2）调节节流阀以控制气缸的伸出和缩回速度。（3）教师检查各项操作后完成下表。任务3分拣单元的电气接线任务描述：亚龙YL-1633B分拣单元的电气接线。任务目标：1.掌握分拣单元的传感器接线。2.熟悉分拣单元的布线规范。任务实施：（1）仔细分析已经完成布线的分拣单元的接线情况，并绘制电气接线 图。（2）根据绘制的电气原理图，每组动手布

19、线一次。接线时应注意，装置侧端口中输入信号端子的上层（+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下层的对应端子上。装置侧接线完成 后，用扎带绑扎，确保整齐、美观。PLC侧的接线包括：电源侧的接线，PLC的I/O点与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。电气接线的工艺应符合国家职业标准规定。例如，导线连到端子时， 采用紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子的连接线不超 过2根，等等。（3）根据绘制的电气接线图，在表4-4中列出分拣单元装置侧的接线 端口信号端子的分

20、配情况。（4）教师检查各项操作后完成下表。任务4变频器的编程调试任务描述：G120变频器的接线及参数设置。任务目标：1.掌握G120变频器外围电路的接线方法。2.掌握G120变频器参数设置的方法。任务实施：（1）观看相关视频、PPT,仔细阅读“G120变频器使用手册”。（2）教师安装、接线、调试参数一次，学生进行过程记录。项目描述:码垛单元主要由机器人本体、码垛盘、夹具、按钮盒、机器人控制器 组成。码垛单元的基本功能：对分拣后的物料进行入库处理，并对库里的物 料进行拆分出库处理。码垛单元的工作过程：将分拣站中已分拣至料槽的工件取走，放入码 垛盘中，完成码垛。另外，也可将原料传递给输送单元的上层

21、机械手，实现 循环生产。任务1码垛单元的机械安装任务描述：亚龙YL-1633B码垛单元的机械安装。任务目标：1.掌握码垛单元的机械安装流程。2.熟悉安装过程的注意事项。任务实施：(1)观看相关视频、PPT,仔细阅读“表6-1码垛单元机械安装步骤” 和“表6-2码垛单元安装参考流程”。(2)教师或学生组装一次码垛单元，学生进行过程记录(3)每组动手安装一次码垛单元。教师检查后完成下表。任务2码垛单元的机器人编程任务描述：亚龙YLJ633B码垛单元机器人的编程调试。任务目标：1.掌握机器人的安装与接线。2 .熟悉机器人的编程方法。3 .机器人和PLC通信。任务实施：1 .定义DSQC651总线连接

22、ABB的标准I/O板是挂在Device Net现场总线下的设备。定义DSQC651 板总线连接的相关参数说明见表6-3oDSQC651板总线连接的操作步骤如下：第1步，先选择“控制面板”，再选择“配置”,双击“Unit”,进行DSQC651 模块的设定。第2步，单击“添加”，双击“Name”，将DSQC651板在系统中的名称 设为“boardlO”。10代表此模块在Device Net总线中的地址，方便识别，然后单击“确定”，如图6-3所示。第3步，单击“Type of Unit，选择“d651”，单击“确定”，如图6-4 所示。第 4 步，双击 “Connected to Bus，选择 “D

23、eviceNetl ，如图 6-5 所示。第5步，单击向下翻页箭头，将“DeviceNet Address”设定为10,然后 单击“确定”，单击“是”，至此，定义Device Net板的总线连接操作完成。2 .定义数字输入信号dil和数字输出信号dol。（1）数字输入信号dil的相关参数见表6-4o定义数字输入信号的具体步骤如下：第1步，先选择“控制面板”，再选择“配置”，双击“Signal”，单击“添 加，如图6-7所示。第2步，双击Name，输入“dil”，单击“确定”；双击“Type of Signal”, 选择 “Digital Input,双击Assigned to Unit”,选择

24、board 10”,输入 0”, 单击“确定”,再单击“确定”,最后单击“是，如图6-8所示。（2）数字输出信号dol的相关参数见表6-5。定义数字输出信号的步骤与定义数字输入信号一致，设置完成的效果 如图6-9所示。3 .系统输入/输出与I/O信号的关联将数字输入信号与系统的控制信号关联起来，就可以对系统进行控制 （如电动机开启、程序起动等），系统的状态信号也可以与数字输出信号关 联起来，将系统的状态输出给外围设备，以作控制之用。下面介绍建立系统 输入/输出与I/O信号关联的操作步骤。（1）建立系统输入“电机开启”与数字输入信号dil的关联，具体步 骤如下：第1步，先选择“控制面板”，再选择

25、“配置，双击System Input”， 单击“添加”，单击“Signal Name，选择“dil”，如图6-10所示。第2步,双击“Action，选择“Motors On”,然后单击“确定”,单击 “是”，完成设定。（2）建立系统输出“Auto on”与数字输出信号dol的关联，具体步骤 如下：第1步，先选择“控制面板”，再选择“配置”，双击“System Output”, 单击“添加”,单击“Signal Name，选择“dol”。第2步，双击“Action”,选择“Auto On”，然后单击“确定”,单击“是”, 完成设定。4 .建立程序模块与例行程序具体操作步骤如下：第1步，单击“程序

26、编辑器”，打开程序编辑器，打开“文件”菜单，选 择“新建模块”，单击“是，如图6-14所示。第2步，通过“ABC.进行模块名称的设定，如图6-15所示，然后单 击“确定”创建模块。第3步，选中模块Module2,如图6-16所示，单击“显示模块”，再单 击“例行程序”进行例行程序的创建。第4步，打开“文件”菜单，选择“新建。新建例行程序，如图6-17 所示。第5步，例行程序的名称可以自定义，如图6-18所示，单击“确定”。第6步，单击”显示例行程序”就可以进行编程了，如图6-19所示。第7步，在手动状态下，选中“为添加指令的位置，打开“添 加指令”菜单，选择需要的指令进行添加，如图6-20所示

27、。【调试与运行】(1)调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合适，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。(3)检查I/O接线是否正确。(4)检查光电接近开关安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的 可靠性。(5)检查机器人编程是否正确，运行位置是否合适。【问题与思考】(1)简述气动连线检查的方法、传感器接线检查的方法、I/O检测及 故障排除的方法。(2)码垛过程中出现意外情况应如何处理？(3)思考码垛单元可能会出现的各种问题。项目描述:输送单元主要由电动机、气缸、拖链、气爪等组成。输送单元的基本功能：向各个工作单元输送工件。首先精确定位至指 定

28、单元的物料台，然后使用下层机械手抓取工件，将工件输送到指定地点放 下；使用上层机械手将废料传递给机器人，完成废料清除。输送单元工作过程：输送单元分为四自由度抓取机械手单元和直线位 移位置精确控制单元。系统上电后，先执行回原点操作，到达原点后，若系 统起动，输送站物料台的检测传感器检测到有工件时，机械手整体提升，气 爪伸出，夹紧工件，气爪缩回，机械手整体下降。伺服电动机开始工作，按 设定好的脉冲量将工件送至加工站。到达加工站后，机械手整体提升，气爪 伸出，机械手整体下降，将工件放置在加工站物料台上，气爪松开，机械手 回缩。加工站完成工件加工后，将工件送到装配站和分拣站，完成整个自动 化生产线加工

29、过程。以小组为单位，根据给定的任务，结合所学知识搜集资料，和组员讨 论后完成表5-1 o任务1输送单元的机械安装任务描述：亚龙YL-1633B输送单元的机械安装。任务目标：1 .掌握输送单元的机械安装流程。2.熟悉安装过程的注意事项。任务实施：（1）观看相关视频、PPT,仔细阅读“表5-2输送单元机械安装步骤” 和“表5-3输送单元安装参考流程”。（2）教师或学生组装一次输送单元，学生进行过程记录。（3）每组动手安装一次输送单元。教师检查后完成下表。任务2输送单元的气路连接任务描述：亚龙YL-1633B输送单元的气路连接。任务目标：1.掌握输送单元的气动回路设计。2 .熟悉输送单元的气路连接。

30、3 .注意每个气缸的初始状态。任务实施：（1）请绘制自动输送装置的气动控制回路。（2）连接气路并进行调试。1）连接步骤：从汇流排开始，按气动控制回路图连接电磁阀、气缸。 连接时注意气管走向，应按序排布，确保均匀美观，不能交叉、打折；气管 要在快速接头中插紧，不能出现漏气现象。2）气路调试包括：用电磁阀上的手动换向加锁钮验证气爪气缸、伸 出气缸、旋转气缸等的初始位置和动作位置是否正确。调整气缸节流阀以 控制气缸的运动速度。（3）气路连接和电气配线敷设。当抓取机械手做往复运动时，连接到机械手上的气管和电气连接线也 随之运动。确保这些气管和电气连接线运动顺畅，不至于在移动过程拉伤或 脱落是安装过程的

31、重要一环。连接到机械手上的管线应先绑扎在拖链安装支架上，然后沿拖链敷设, 进入管线线槽中。绑扎管线时要注意管线引出端到绑扎处应确保足够的长 度，以免机构运动时被拉紧而造成脱落。沿拖链敷设时，注意管线间不要相 互交叉。装配完成的输送单元装配侧如图5-2所示。（4）教师检查各项操作后完成下表。任务3输送单元的电气接线任务描述：亚龙YL-1633B输送单元的电气接线。任务目标：1.掌握输送单元的传感器接线。2.熟悉输送单元的布线规范。任务实施：（1）仔细分析已经完成布线的输送单元的接线情况，并绘制电气接线 图。（2）根据绘制的电气接线图，每组动手布线一次。接线时应注意，装置侧端口中输入信号端子的上层

32、（+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下层的对应端子上。装置侧接线完成 后，用扎带绑扎，确保整齐、美观。PLC侧的接线包括：电源侧的接线，PLC的I/O点与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。电气接线的工艺应符合国家职业标准规定。例如，导线连到端子时， 采用紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子的连接线不超 过2根，等等。（3）根据绘制的电气接线图，在表5-4中列出输送单元装置侧的接线端口信号端子的分配情况。（4）教师检查各项操作后完成下表。任务4伺服电

33、动机编程调试任务描述：使用位控向导进行编程。任务目标：1.掌握使用位控向导编程的方法。2.了解位控向导生成的项目组件及其应用。任务实施：（1）观看相关视频、PPT,仔细阅读“西门子S7-200 smart PLC使用 手册”。2.教师编程调试一次，学生进行过程记录。伺服驱动器参数见基础篇 表 4-2 o（3）安装接线。根据图10-6进行伺服驱动系统的安装接线。（4）参数设置。根据知识点中阐述的设置步进驱动器的参数，根据表 10-9设置伺服驱动器的参数。（5）配置位控向导编程步骤（以轴0 （X轴）为例）。1）在STEP7 SMART V2.0软件中，选择“工具”-“运动向导”菜单 命令，进行位置

34、控制配置。在“运动控制向导-轴数”对话框中选择“轴0”, 单击“下一步”按钮，对轴0重命名。单击“下一步”按钮，在“运动控制 向导-测量系统”对话框中选择“相对脉冲”，如图5-3所示。2）在在“运动控制向导-方向控制”对话框中选择“相位”为“单相（2 输出）”，选择“极性”为“正”，进行方向控制组态，如图5-4所示。3）在“运动控制向导-LMT+”对话框中进行LMT+正限位的控制组态。 勾选“启用”，“输入”选择“10.2”，“响应”选择“立即停止”，“有效电平” 选择“上限”，如图5-4所示。4）在“运动控制向导-LMT”对话框中进行LMT正限位的控制组 态。勾选“启用”，“输入”选择“KM

35、”，“响应”选择“立即停止”，“有效 电平”选择“上限”，如图5-5所示。5）在“运动控制向导-RPS”对话框中进行RPS参考点的控制组态。勾 选“启用”，“输入”选择“10.0”，“有效电平”选择“上限”，如图5-6所示。6）在“运动控制向导-电机速度”对话框中进行电机速度控制组态。 MAX_SPEED 设为 100000 个脉冲/s, SS_SPEED 设为 1000 个脉冲/s, MIN_SPEED的值在设置完“最大值”及“起动/停止”后自动生成，如图 5-7所示。7）在“运动控制向导-JOG”对话框中进行电机JOG控制组态。JOG_SPEED设为20000个脉冲/s, JOGNCREM

36、ENT设为20个脉冲/s,如 图5-8所示。8）在“运动控制向导-电机时间”对话框中进行电机时间控制组态。 ACCEL_TIME 设为 100ms, DECEL_TIME 设为 100ms,如图 5-9 所示。9）在“运动控制向导-参考点”对话框中进行参考点控制组态。勾选“启 用”参考点，进行“查找”组态，将RP_FAST设为20000个脉冲/s, RP.SLOW 设为 8000 个脉冲/s, RP_SEEK_DIR 设为“负，RP_APPR_DIR 设为“正”, 搜索原点顺序选择方式2,如图5-10、图5-11所示。10）在“运动控制向导-曲线”对话框中进行曲线控制组态。曲线运行 模式可以选

37、择“相对位置、绝对位置、单速连续旋转、双速连续旋转”4种。 根据实际需要建立包络，在“运动控制向导-组件”对话框中勾选所有组件, 也可根据实际需要勾选组件，并进行存储器地址分配。如图5-12、图5-13 所示。通过运动控制向导组态完成后生成的I/O映射表如图5-14所示。任务5输送单元的编程调试任务描述：输送单元程序主要包括主程序、输送站回原点子程序、复位子程 序、急停子程序、运行控制子程序、抓料子程序、放料子程序、通信子程序 和急停不复位子程序。任务目标：1.掌握输送单元PLC的编程技能。2.熟悉复杂PLC控制系统的编程思路。任务实施：（1）分析输送单元工作任务，分解工作过程。输送单元单站运

38、行的目的是测试设备传送工件的功能。1）其他各工作单元就位，供料单元的出料台上已放置工件。2）输送单元通电后，按下复位按钮执行复位操作，抓取机械手回到原 点。复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz频率闪烁。当抓取机械手 回到原点，且输送单元各个气缸满足初始位置要求，则复位完成，“正常工 作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮，设备起动，“设备运行”指示灯HL2 常亮，功能测试过程开启。3）正常功能测试。抓取机械手从供料站出料台抓取工件，抓取顺序：手臂伸出一气爪 夹紧以抓取工件一提升台上升一手臂缩回。抓取动作完成后，伺服电动机驱动抓取机械手向加工站移动，移动 速度不小于300mm/so抓取机械手

39、移动到加工站物料台的正前方后，将工件放到加工站物 料台上。抓取机械手在加工站放下工件的顺序：手臂伸出一提升台下降f气 爪松开以放下工件f手臂缩回。放下工件动作完成2s后，抓取机械手执行抓取加工站工件的操作。 抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。抓取动作完成后，伺服电动机驱动抓取机械手移动到装配站物料台 的正前方，将工件放到装配站物料台上，动作顺序与加工站放下工件的顺序 相同。放下工件动作完成2s后，抓取机械手执行抓取装配站工件的操作。 抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。机械手缩回后，摆台逆时针旋转90 ,伺服电动机驱动机械手从装 配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后将工件放

40、下，动作 顺序与加工站放下工件的顺序相同。放下工件动作完成后，机械手缩回，执行返回原点的操作。伺服电 动机驱动机械手以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转 90 ,然后以100mm/s的速度低速返回原点并停止。抓取机械手返回原点后, 一个测试周期结束。在供料单元的出料台上放置工件后，再按一次起动按钮, 即可开始新一轮测试。4）非正常运行的功能测试。若在工作过程中按下急停按钮，系统立即停止运行。复位后，系统从 急停前的断点继续运行。若急停按钮按下时，输送站机械手正在向某一目标 点移动，则急停复位后输送站机械手应先返回原点位置，再向原目标点移动。在急停状态下，绿色指示灯HL2

41、以1Hz频率闪烁，直到急停复位后恢 复正常运行时，HL2恢复常亮。（2）确定伺服电动机运行的运动包络。STEP7 SMART V4.0软件的位控向导能自动处理PTO脉冲的单段管线、 多段管线、脉宽调制、SM位置配置并创建包络表。伺服电动机运行所需的 运动包络见表7-5 o实际工作距离还要参考各单元安装的位置，测量方法可参考YL-1633B 自动化生产线设备俯视图，如图5-15所示。（3）请绘制装置控制流程图，并编写PLC程序。（可附页）完成以上任务后，请以小组为单位与教师交流！（3）输送单元程序结构。1）主程序。结合前面所述的传送工件功能测试任务可以看出，整个功能测试过程 应包括上电后复位、传

42、送功能测试、紧急停止处理和状态指示等部分，传送 功能测试是一个步进顺序控制过程。在子程序中可采用步进指令驱动实现。 紧急停止处理过程也要编写一个子程序进行单独处理。这是因为当抓取机械 手正在向某一目标点移动时按下急停按钮，PTOx CTRL子程序的D STOP 输入端会变成高位，停止启用PTO, PTOx_RUN子程序使能位OFF终止， 使抓取机械手停止运动。急停复位后，原来运行的包络已经终止，为了使抓 取机械手继续向目标点移动，可使其先返回原点，然后运行从原点到原目标 点的包络。这样，当急停复位后，程序不能马上回到原来的顺控过程，而是 要经过抓取机械手装置返回原点的过渡过程。输送单元程序控制

43、的关键是伺服电动机的定位控制。编写程序时，应 预先规划好各段的包络，然后借助位置控制向导组态PTO 输出。伺服电动 机运行的运动包络数据是根据工作任务的要求和各工作单元的位置确定的。 表中包络5和包络6用于急停复位，经急停处理返回原点后重新运行的运动 包络。主程序应包括上电初始化、复位过程（子程序）、准备就绪后投入运 行等阶段。2）初态检查复位子程序和回原点子程序。系统上电且按下复位按钮后，调用初态检查复位子程序，进入初始状 态检查和复位操作阶段，目的是确定系统是否准备就绪；若未准备就绪，系 统不能起动。该子程序的内容是检查各气动执行元件是否处在初始位置，抓 取机械手是否在原点位置，如否，则进

44、行相应的复位操作，直至准备就绪。 子程序中，除调用回原点子程序外，主要是完成简单的逻辑运算，这里不详 述。抓取机械手返回原点的操作在输送单元的整个工作过程中都会频繁地进 行，因此编写一个子程序供需要时调用是必要的。回原点子程序是一个带形 式参数的子程序，在其局部变量表中定义了一个BOOL输入参数START, 当使能输入（EN）和START输入ON时，起动子程序调用，如图7-39 （a） 所示。子程序的梯形图如图7-23 （b）所示，当START （即局部变量L0.0） 为ON时，置位PLC的方向控制输出Q0.0,并且这一操作在PTOO_RUN指 令之后，这就确保了方向控制输出的下一个扫描周期才

45、开始脉冲输出。3）急停处理子程序。当系统进入运行状态后，在每个扫描周期都调用急停处理子程序。该 子程序也带形式参数，其局部变量表中定义了 2个BOOL型输入/输出参数 ADJUST和MAIN_CTRo参数MAIN.CTR传递给全局变量主控标志M2.0, 并由M2.0当前状态维持，此变量的状态决定了系统在运行状态下能否执行 正常的传送功能测试过程。参数ADJUST传递给全局变量包络调整标志 M2.5,并由M2.5当前状态维持，此变量的状态决定了系统在移动机械手的 工序中是否需要调整运动包络号。4）完成程序编制后，在实训台上完成材料自动供料装置机械零部件的 装配，完成电气及气动控制回路的安装、安全

46、测试与功能手动调试。然后打 开S7-200 smart PLC编程软件STEP7 SMART V2.0,完成PLC程序输入、下 载、监控，最终完成材料自动供料装置的功能调试。5）利用编程软件的编译与纠错功能检查程序，确保程序的正确性。可 按下列步骤完成系统调试。（在完成的步骤后打“ V ”）（3）学生完成G120变频器工作页。（4）恢复变频器的出厂设置。可按如下步骤将变频器的安全功能恢复为出厂设置：1）设置p0010=30,激活恢复出厂设置。2）设置p9761二，输入安全功能的密码。3）设置p90=5,开始恢复出厂设置。等待，直至变频器设置p0970=0。4）设置pO971 = l,等待，直至

47、变频器设置p0971=0。5）切断变频器的电源。6）等待，直至变频器上所有的LED都熄灭。7）给变频器重新上电。（5） G120变频器参数设置。G120变频器的参数设置界面如图4-3所示。可以采用快速调试方式进行设置，参数及功能见表4-5。（6）各小组进行G120变频器调试运行。1）根据如图4-2所示的G120变频器接线图完成变频器接线。2）按照表4-5所列参数对变频器进行设置。3）调试运行。（7）教师检查各项操作后完成下表。任务5分拣单元的编程调试任务描述：编写并调试分拣单元的主程序和分拣控制子程序。任务目标：1.掌握分拣单元PLC的编程技能。2.熟悉复杂PLC控制系统的编程思路。任务实施：（1）分析分拣单元工作任务，分解工作过程。1）设备的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色 芯的金属或塑料工件的分拣。为了能在分拣时准确推出工件，要求使用旋转 编码器进行定位检测，并确保工件材料和芯体颜色属性在推料气缸前的适当 位置被检测出来。电动机以30Hz固定频率运行。2）设备上电且气源接通后，若工