（中职） 工业机器人任务2 上料整列单元程序设计与调试教学课件（）.pptx

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1、（中职）工业机器人任务2 上料整列单元程序设计与调试教学课件（工信版）123了解上料整列单元的基本结构理解光纤传感器的应用理解气动技术在机电设备上的应用与维护456能够使用电脑下载程序到PLC中 掌握上料整列单元的程序设计与调试能主动获取有效信息，展示工作成果，对学习与工作进行反思总结，并能与他人开展良好合作，进行有效的沟通。【学习目标】1 有一台PLC、一个皮带传送机构和一个上料整列机构，现需要用PLC基本指令及其定时器指令编写程序实现物料的提供和传送。电工班接受此任务，要求在规定期限完成程序设计、调试，并交有关人员验收。要求用PLC基本指令和定时器指令编写程序，使物料能够从上料整列机构中推

2、出并通过皮带机按要求运送到皮带末端位置。【任务描述】【任务准备】一、知识和技能准备1上料整列单元的构成（1）上料整列单元实物如图2-2-2所示。皮带机构直流电机开关电源供直流电三色警示灯单元桌体电源开关网孔安装版主控PLC信号接口板控制面板桌面接口板光栅保护上料机构电磁阀（2）上料整列单元结构 整个模型由皮带和机座上料机构组成，皮带的驱动张紧部分可以装在皮带下方任意地方，皮带由直流电动机拖动；机座上料机构为有机玻璃制成，正面有导槽，方便观察和安放；上料机构的底部和正对着上料机构的皮带机构边上安装有光纤传感器，以检测上料机构是否有料和皮带机构时候检测料块已经推出判断，PLC控制器则安装在各机构下

3、面的网孔电气安装版上，各机构安装位置如图2-2-2所示。(3)上料整列单元的功能 本站主要是将手机座逐个上料，当上一个工作单元四轴机器人装配按键完成后，由皮带传输至下一个单元，如此循环。一、知识和技能准备2气动原理及应用(1)气动技术简介 气压传动以压缩气体为工作介质，靠气体的压力传递动力或信息的流体传动。传递动力的系统是将压缩气体经由管道和控制阀输送给气动执行元件，把压缩气体的压力能转换为机械能而做功；传递信息的系统是利用气动逻辑元件或射流元件以实现逻辑运算等功能，亦称气动控制系统。气压传动由气源、气动执行元件、气动控制阀和气动辅件组成。气源一般由Link title压缩机提供。气动执行元件

4、把压缩气体的压力能转换为机械能，用来驱动工作部件，包括气缸和气动马达。气动控制阀用来调节气流的方向、压力和流量，相应地分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。气动辅件包括：净化空气用的分水滤气器，改善空气润滑性能的油雾器，消除噪声的消声器，管子联接件等。在气压传动中还有用来感受和传递各种信息的气动传感器。【任务准备】一、知识和技能准备2气动原理及应用(2)常用气动元件表2-2-1 常用气动元件【任务准备】一、知识和技能准备2气动原理及应用（3）气动典型应用回路位置控制气动回路 如图2-2-2所示；【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（1）光电传感器简介图2-2-3 光电传感器

5、外观图 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它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。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。常用光电传感器及其转换原理图，光电传感器外观图如图2-2-3所示，接线图如图2-2-4所示。图2-2-4 光电传感器原理图【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（2）D10专家型光纤传感器D10 专家型传感器为高性能塑料光纤式放大器，具有各种按键设置功能，应用范围广泛。同时设定调整简便，运用先进的16-位微处理器技术，保障了其性能的可靠性。D10 专家型适于低对比度检测应用，可选择静态、动态

6、、单点设定及手动调整模式，另外可通过远程设定电缆进行设定并锁定按键，超薄型外壳，具有清晰的数字显示，活动透明防护盖使设定过程更加方便。传感器可直接安装于35mm DIN 导轨，或使用自带的安装支架。传感器具有两个相互独立设定点的输出：根据型号可选两个NPN 或PNP 输出。内置防干扰电路，防止安装于同一区域的多支传感器之间相互干扰。D10专家型传感器外形及其按键指示灯如图2-2-5所示。图2-2-5 D10传感器指示灯1）光纤传感器描述【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（2）D10专家型光纤传感器表2-2-2 D10静态两点示教方式2）D10传感器的调试 按键0.04 se

7、conds “按”0.8 seconds按下并保持2S静态按键(-)进入静状示教 单击一下电源灯:OFF输出灯:ON状态灯:LO&DO交替闪烁8状态灯:OFF设定输出ON条件 电源灯:OFF输出灯:闪烁，然后OFF状态灯:LO&DO交替闪烁8状态灯:OFF设定输出OFF条件 单击一下示教接受电源灯:ON8状态灯:1LED闪烁显示当前对比度传感器返回到运行模式 示教不接受电源灯:OFF8状态灯:#1,3,5,7交替闪烁，表示失败传感器返回到设定输出ON条件模式【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（3）磁性开关 磁性开关是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关。常用的

8、磁性开关有单触点和双触点两种。磁性开关意思就是通过磁铁来感应的，这个“磁”就是磁铁，开关就是干簧管了。是一种有触点的无源电子开关元件，其外壳一般是一根密封的玻璃管，管中装有两个铁质的弹性簧片电板，还灌有惰性气体。平时，玻璃管中的两个由特殊材料制成的簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。因此，作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，干簧管可以作为传感器用，用于计数，限位等等。1）磁性开关简述【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的

9、原理与应用（3）磁性开关磁性开关外观图如图2-2-6所示，接线图如图2-2-7所示。2）磁性开关的外观图和内部原理图图2-2-6磁性开关外观图图2-2-7磁性开关原理图【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（3）磁性开关 微动开关是具有微小接点间隔和快动机构，用规定的行程和规定的力进行开关动动作的接点机构，用外壳覆盖，其外部有驱动杆的一种开关，因为其开关的触点间距比较小，故名微动开关，又叫灵敏开关。电气文字符号为：SM。微动开关是外机械力通过传动元件（按销、按钮、杠杆、滚轮等）将力作用于动作簧片上，当动作簧片位移到临界点时产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断

10、开。微动开关实物图如图2-2-8所示。3）微动开关图2-2-8 微动开关【任务准备】一、知识和技能准备3常用传感器的原理与应用（3）磁性开关 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流IC的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流，因此接通而输出闭合（高电平）信号。霍尔传感器外观图如图2-2-9所示。4）霍尔传感器图2-2-9 霍尔传感器外观图不管哪种类型的传感，按接线结构可以分为两线式和三线式两种。以上图2-2-4的光电传感器是三线式的，图2-2-7有磁性开关是两线式的。图2-2-10展示了它们

11、与PLC的接线原理。图2-2-10 PLC与传感器的接线原理图【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.1软件的安装1）运行“GX Developer8.26中文PLC软件”文件夹下的可执行安装程序文件“SETUP.EXE”，点击“确定”按钮如图2-2-11。图2-2-11图2-2-122）点击“下一个”按钮如图2-2-12所示。【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.1软件的安装3）点击“下一个”按钮如图2-2-13所示。4）点击“是”按钮如图2-2-14所示。图2-2-13图2-2-145）在对话窗口中输入序列号，点击“下一步”按钮如图2-2-15所示。6）点

12、击“下一个”按钮如图2-2-16所示。图2-2-15图2-2-16【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.1软件的安装7）默认设置，点击“下一个”按钮如图2-2-17、2-2-18所示。8）如有必要，请改变程序的安装目录，否则采用默认目录，点击“下一个”按钮如图2-2-19所示；系统安装大约需要2分钟。9）安装完成点击“确定”按钮如图2-2-20所示。图2-2-17图2-2-18图2-2-19图2-2-20【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.2软件的使用1）双击桌面GX软件图标如图2-2-21，打开软件，如图2-2-22所示。2）点击工程下拉菜单，选择“改变

13、PLC类型”项设置PLC类型如图2-2-23，2-2-24所示。图2-2-21图2-2-22注意注意H2U-3232MT、H2U-1616MT、H2U-1616MR型号的PLC在编程之前设PLC类型为FX2N(C）；H2U-3624MR、H2U-2416MT型号设PLC类型为FX1N(C)。图2-2-23图2-2-24【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.2软件的使用3）打开工程如图2-2-25所示。4）选择菜单栏中的“在线”“传输设置”如图2-2-26所示。图2-2-25图2-2-265）双击“串行”如图2-2-27所示。图2-2-276）选择用RS-232C通讯形式，接口

14、为COM1，波特率为19.2Kbps，如图2-2-28所示。图2-2-28注意注意如果计算机主板未配置串口，利用USB-232适配器进行通讯时，需要在“我的电脑”“属性”“硬件”“设备管理器”“端口（COM和LTP）”“通讯端口（COM X）”中查询，X为端口号，与外设通信时要设置成一致。【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.2软件的使用7）点击“通信测试”按钮，如果连接成功弹出连接成功对话框，点击“确认”关闭，如图2-2-29所示。8）点击“确认”按钮结束设置如图2-2-30所示。9）选择菜单栏中的“在线”“PLC写入”如图2-2-31所示。注意注意如果连接不成功，检测：P

15、LC电源是否开启；PLC连接线是否连接正确；重复第37步中的操作。图2-2-29图2-2-30图2-2-31【任务准备】一、知识和技能准备4PLC软件安装与使用4.2软件的使用10）在程序MAIN前的复选框中设置，点击“执行”按钮，如图2-2-31所示。11）选择“是”后进行程序写入操作，如图2-2-32所示。注意注意如果连接不成功，检测：PLC电源是否开启；PLC连接线是否连接正确；重复第37步中的操作。图2-2-31图2-2-32【任务准备】一、知识和技能准备5.PLC定时器的使用 H2U系列中定时器可分为通用定时器、积算定时器两种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲进行累计而实现定时的，时钟

16、脉冲有周期为1 ms、10 ms、100 ms 三种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数K 或数据寄存器D 的内容来设置。通用定时器的特点是不具备断电保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100 ms 和10 ms 两种。1100 ms 通用定时器（T0T199）100 ms 通用定时器共200 点，其中T192T199 为子程序和中断服务程序专用定时器。这类定时器对100 ms 时钟累积计数，设定值为132767，所以其定时范围为0.13276.7 s。210 ms 通用定时器（T200T245）10 ms 通用定时器共46 点。这类定时器对10 ms 时钟累积

17、计数，设定值为132767，所以其定时范围为0.01327.67 s。下面举例说明通用定时器的工作原理。如图x-x-x所示，当输入X0接通时，定时器T200 从0开始对10 ms 时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值K123 相等时，定时器的常开接通T200，经过的时间为1230.01 s=1.23 s；（如果选择使用T0T199编号的定时器，则其定时时间为1230.1 s=12.3 s）。当X0 断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，Y0也随之OFF。若外部电源断电，定时器也将复位。图2-2-33 定时器工作原理【任务准备】一、知识和技能准备6.直流电动机正反转的PLC控制本单元

18、直流电动机的正反转是通过PLC控制两个微型继电器的切换来实现的，其电气原理图如图2-2-34所示。图2-2-35 正反转原理图【任务准备】二、制订工作计划1小组讨论，拟定完成这一任务的基本步骤步骤一：小组人员分工；步骤二：工具材料借用；步骤三：制作任务实施流程图；步骤四：分工实施任务；步骤五：任务验收；步骤六：任务完成情况总结与评价。2进行小组人员分工表2-2-3 分工明细表序号姓名分工【任务实施】二、制订工作计划3工具和材料的准备。表2-2-4 工具借用清单（1）为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。序号名称数量借出时间学生签名归还时间学生签名管理员签名备注

19、 （2）为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。表2-2-5 材料借用清单序号名称数量借出时间学生签名归还时间学生签名管理员签名备注 【任务实施】二、制订工作计划1.根据控制要求，编好PLC的I/O功能分配表，填入下表2-2-6中。表2-2-6 PLC的I/O功能分配表序号PLCI/O功能描述备注1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【任务实施】二、制订工作计划2绘制PLC控制原理图，参考如图2-2-36图2-2-36 上料单元控制原理图【任务实施】二、制订工作计划3.设计程序控制流程图，可参考图2-2-37图2-2-37 控制流程图【任务实施】二、制订工作

20、计划4设计PLC控制程序，并下载至PLC本体。参考程序如图2-2-38.图2-2-38 参考程序（a）【任务实施】二、制订工作计划4设计PLC控制程序，并下载至PLC本体。参考程序如图2-2-38.图2-2-38 参考程序（a）图2-2-38 参考程序（b）【任务实施】二、制订工作计划4设计PLC控制程序，并下载至PLC本体。参考程序如图2-2-38.图2-2-38 参考程序（c）【任务实施】二、制订工作计划4设计PLC控制程序，并下载至PLC本体。参考程序如图2-2-38.图2-2-38 参考程序（d）【任务实施】二、制订工作计划5程序下载与调试)上电前检查a）观察机构上各元件外表是否有明显

21、移位、松动或损坏等现象；如果存在以上现象，及时调整、坚固或更换元件。b）对照接口板端子分配表或接线图检查桌面和挂板接线是否正确，尤其要检查24V电源，电气元件电源线等线路是否有短路、断路现象。c）接通气路，打开气源，手动按电磁阀，确认各气缸及传感器的原始状态。d)设备上不能放置任何不属于本工作站的物品，如有发现请及时清除。【任务实施】二、制订工作计划5程序下载与调试2)传感器部分的调试a）D10BFP型光纤传感器的感应范围为0-10mm），要求确保料盘放置时有感应，移开时无感应，并输出信号，如需调节光纤传感器请参照附录N。b)磁性开关：磁性开关安装于无杆气缸的前限位与后限位，确保前后限位分别在

22、气缸缩回和伸出时能够感应到，并输出信号，如图2-2-39所示磁性开关安装在后限位。调整移动到最适合位置磁性开关【任务实施】二、制订工作计划5程序下载与调试3)调节节流阀：控制进出气体流量，调节节流阀使气缸动作顺畅柔和，如图2-2-40所示。节流阀图2-2-40 节流阀【任务实施】二、制订工作计划5程序下载与调试4)手机底座放置方式，如图2-2-41所示。图2-2-41 手机底座放置机构【任务实施】二、制订工作计划5程序下载与调试5）根据以上信息下载调试程序，实现上料单元包装功能。将你的程序拿来与其他组（员）的程序进行对比，发现异同，在组内和组外进行充分的讨论，得出最佳程序，并下载到PLC中进行

23、修改完善。6总结与思考总结并思考是否还有更好的程序控制方法，并提出整改意见。【任务实施】【任务总结与评价】1各小组派代表展示梯形图（利用投影仪），并解释程序涵义。2各小组开机运行，检查控制要求的实现情况。3自我评估与总结。（1）你掌握了那些知识点？（2）你在编程、接线、调试过程中出现了哪些问题？怎么解决的？（3）你觉得你完成的任务中哪些地方做得比较好？哪些地方做得不够好（编程、接线、调试）？（4）你有哪些还没掌握好？说说你的心得体会：4小组互评与总结。5教师评价。根据各小组学生完成任务的表现，给予综合评价，同时给出该工作任务的正确答案供学生参考。6各小组对工作岗位的“6S”处理。在各小组和教师

24、都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”工作，归还所借的工量具和实习工件。【任务总结与评价】7填写评价表（见表1-5-1）。表1-5-1 工作任务评价表任务名称：班级小组姓名指导教师：日 期：评价项目评价标准评价方式权重小计学生自评20%小组互评30%教师评价50%职业素养 1.遵守实训规章制度 2.严格执行6S管理 3遵守安全生产规定 4.组织协作能力 0.3 专业能力 1.掌握三菱六轴工业机器人示教器的使用方法 2.能够使用示教器通过关节JOG方式手动操作机器人 3.能够使用示教器通过直交JOG方式手动操作机器人 4.分析判断准确5.任务完成质量 0.5 创新能力1.任务过程中主动分析解决问题2.合理组织任务实施 0.2 合计【任务总结与评价】THANKS