模块化生产实训报告

自动生产线的运行与调试报告第1章机电一体化简介..............................................................................................21．1机电一体化技术............................................................................................31．2机电一体化系统构成....................................................................................31．3机电一体化现状及发展趋势........................................................................3第2章安装站装置气动控制系统设计......................................................................52．1MPS系统的总体介绍....................................................................................52．2安装站装置的组成与控制...........................................................................72．2．1安装站装置的组成..........................................................................72．2．2传感器.................................................................................................82．2．3安装站装置的动作及控制要求......................................................92．3安装站装置的气动回路设计.......................................................................92．3．1介绍气动元件的作用.......................................................................92．3．2气动原理图设计...............................................错误!未定义书签。2．3．3安装站PLC控制I/O端口............................................................122．3．4急停系统原理.................................................................................142.3.5安装搬运站PLC梯形图…………………………………………152．3.6指令表程序..................................................................................................17第3章安装站装置气控制系统的实际回路安装与调试..........................................203．1安装站气动回路的组建.............................................................................203．2调试过程.....................................................................................................20第4章实训小结......................................................................................................22参考文献......................................................................................................................231第1章机电一体化简介1．1机电一体化技术“机电一体化”是日本人在20世纪70年代初提出来的，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。而这五大组成要素其内部及相互之间也必须遵循如下四个原则：（1）结构耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。（2）运动传递：运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。（3）信息控制：在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。（4）能量转换：两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。21．2机电一体化系统构成机电一体化系统一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。（1）机械本体（结构组成要素）机械本体包括机械传动部分（齿轮传动、链传动、液压传动等）和机械结构部分（壳体、机身、支座等支撑结构。）机械本体要尽量做到小型化，具有较高的强度、刚度，并且实现模块化、标准化、系列化。机械传动装置还要要求有高刚度、低惯量、较高的谐振频率和适当的阻尼性能。（2）动力驱动部分（动力组成要素）动力系统在控制信息作用下，提供动力，驱动各执行机构完成各种动作和功能。机电液一体化系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特性，同时要求对外部环境的适应性和可靠性。用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出，是机电液一体化产品的显著特征之一。（3）测试传感部分（感知组成要素）检测部分功能主要是对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别信号，传输到信息处理及控制器部分，经过分析、处理后产生相应的控制信息。其功能一般由专门的传感器和仪器仪表完成。（4）执行机构（运动组成要素）执行机构的功能是根据控制信息和指令完成所要求的动作。执行机构是运动部件，它将输入的各种形式的能量转换为机械能。工程机械上常用的电动执行机构有各种伺服电机、步进电机、电磁阀、继电器。（5）控制及信息处理部分（职能组成要素）控制器和信息处理设备是机电一体化系统的核心部分。它将来自各传感器的检测信息和外部输入命令按预先编制的程序进行储存、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令控制整个系统。31．3机电一体化现状及发展趋势机电一体化技术是面向应用的跨学科的技术，它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更新日新月异。20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支：（1）光机电一体化：一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。（2）微机电一体化：微机电一体化是介观物理、混沌物理、量子力学等科学和计算机、电信技术、纳米技术及超微细加工等技术互相融合的先进科技，21世纪科学技术发展的前沿领域，介绍微机电一体化系统的概念、制造与应用及其需要深入研究的科研课题。另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。4第2章安装站装置电、气动控制系统设计2．1MPS系统的总体介绍MPS系统是由独立的各站相互连接在一起组成的一条自动加工生产线。MPS系统如图2-1所示、MPS系统结构如图2-2所示、控制面板如图2-3所示。图2-1MPS系统图2-2MPS系统结构第一站实现对工件蓝黑的检测,再将工件送到皮带末端供第二站机械手搬运。；第二站是利用机械手将工件从第一站搬到第三站；第三站是工件的加工；第四站是装配工件；第五站将第四站安装好的工件搬到第六站的工作台上；最后5第六站实现工件的分装。每个站都配备有如图2-3所示的控制面板：图2-3控制面板各站都可通过一控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有5个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。各开关的控制功能定义为：带灯按钮，绿色开始带灯按钮，黄色复位按钮，黄色特殊功能按钮两位旋钮，黑色自动/手动两位旋钮，黑色单站/联网按钮，红色停止带灯按钮，绿色上电急停按钮，红色急停2．2控制站装置的组成与控制2．2．1安装站装置的组成1.机械部分（1）吸盘机械手：用真空吸盘提取待装配小工件。（2）上下摇臂单元：真空吸盘提取待装配小工件通过摇臂单元将气缸的直线运动转为旋转运动。6（3）气动自动切换仓位单元：供选择待装配小工件仓位。（4）气动送料单元：待装配小工件仓位推出。（5）出料载物台机械部分如图2.4所示图2.4机械部分2.控制部件:（1）可编程序控制器CPUFX2N-48MR用于PLC程序的控制与功能实现。（2）FX2N-485BD模块及通讯电缆：完成整个MPS系统联机工作。（3）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：控制PLC的控制程序使其按要求进行工作。控制部分如图2.5所示：7图2.5控制部分2．2．2传感器传感器定义能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器的分类：1.根据被测物理量分类：速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。2.按工作原理分类：应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。在实训中所用到的传感器有：磁性传感器，光电传感器，电容传感器，电感传感器。在安装站所用到的传感器有：磁性传感器，电感传感