机械系统传动与控制设计任务书 - 图文

机械系统传动与控制综合实验任务书

一、综合实验任务 1、设备连接

完成MPS模块化自动生产线的上料检测单元、操作手单元、加工单元、安装单元、安装搬运单元、立体存储单元的部分器件装配工作。根据生产线工作任务对气动元件要求和控制要求、连接气路。 2、电路设计和电路连接

根据控制要求，设计各单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。 3、程序编制和程序调试

1）、根据该生产线正常生产的动作要求和特殊情况下的动作要求，编写PLC的控制程序。

2）、调试机械部件、气动元件、检测元件的位置和编写的PLC控制程序，满足设备的生产和控制要求。 二、课程设计主要内容

本立体存储单元共有上料检测单元、操作手单元、加工单元、安装单元、安装搬运单元、立体存储单元6大单元组成。班上共分为6个小组，组队方式按照学号进行，各小组需讨论确定每个学生完成综合实验的权重比例，组队后小组成员协同完成其中某一单元单站工作的以下内容：

1）绘制电气控制、气动回路及I/O配置图。

电气控制图：系统电源连线图、急停系统控制回路图、端子排连线引脚分配图、控制面板连线图、控制面板连线端子排引脚分配图、执行部分接线端子排引脚分配图、PLC外围接线图等。

气动回路及I/O配置图：气动原理图、输入输出I/O接线图等。 2）PLC控制程序编制

分析单站工作流程，并规划相应的程序流程、各电气元件和气动元件得电顺序表以及I/O配置表，在此基础上完成PLC控制程序的编制工作。

3）撰写实验报告

例：实验报告格式

第1章 系统设计

1.1 结构组成（主要列出电气元件与气动元件的数据表） 1.2 工作原理（说明单元的工作流程） 第2章 电气与气动控制 2.1 系统电源配置 2.2 控制面板配置 2.3气动控制原理

2.4检测与执行（主要包括步进电机、电磁阀、磁性开关、光电开光等控制的描述） 第3章 PLC控制程序的编制 3.1 程序流程图 3.2 I/O配置 3.3 程序的仿真与调试 第4章 安装调试说明

第5章 实验中的问题分析及实验总结 附录：电器原理图.dwg 三、时间进度安排

第1天：在充分理解选定工作单元的工作原理的基础上，确定各电气与气动元件的型号并查找资料理解各元件的工作原理与接线方式，若发现元件有损坏需进行采购。

第2天：绘制电气与气动控制的回路控制图或接线图

第3天-第4天：确定PLC的程序控制流程图，程序控制的I/O配置，在此基础上进行PLC程序的编写

第5天：调试并改进PLC程序

第6天-第7天：撰写实验报告，总体上完成综合实验项目。

附录：模块化生产培训系统综合实验简介

模块化生产培训系统综合实验

1 MPS培训系统简介 1.1 MPS培训系统的组成 模块化生产培训系统是由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。各个功能站分别为：上料检测单元、操作手单元、加工单元、安装单元、安装搬运单元、立体存储单元。如图1所示上料检测单元将大工件顺次输出料仓，提升判断颜色后输出。操作手单元将大工件从上料检测单元搬至加工单元。加工单元将大工件加工后送出工位。安装搬运单元将大工件搬至安装工位放下。安装单元再将对应的小工件装入大工件中。而后，安装搬运单元再将安装好的工件送立体存储单元，立体存储单元再将工件送入相应的料仓。 上料检测单元操作手单元加工单元安装搬运单元安装单元立体存储单元 图1 MPS系统工作流程图 1）上料检测单元：完成整个系统的上料工作，将大工件输出，判断出其颜色，并将其信息发给后一站。组成模块：回转料斗、提升装置、光电识别组件； 2）操作手单元：操作手单元由不同的气动执行部件组成，通过摆动、伸缩、气动抓取等动作，将前一单元上的工件传入下一执行单元的输入工位。组成模块：伸出及提升模块、旋转模块、气动夹爪组件等； 3）加工单元：工件将在旋转平台上被检测及加工。通过具有四个工位的加工旋转平台，进行加工模拟，并进行加工质量的模拟检测。组成模块：旋转平台、模拟钻孔模块、模拟检测组件；

4）安装单元：该单元提供两色小工件，并能将其输入大工件的空腔中。气缸将料仓中的两色小工件交替推出，由真空吸盘吸取，通过转臂输入到大工件的空腔中。组成模块：送料模块、旋转模块、真空组件、无杆缸；

5）安装搬运单元：将工件从前一站搬运至下一站，并可在本站上完成大、小工件的组装。组成模块：直线转旋转运动模块、气动夹爪装置；

6）立体存储单元：该站为仓库存储的模拟，它将系统加工完成的合格产品，按照不同类别，进行分类立体存放。组成模块：步进电机控制模块、滚珠丝杆模块、工件推出组件、立体仓库。

1.2 模拟加工工件

这套自动化生产培训系统的模拟加工工件如图2所示，可在系统中重复使用。工件 1：直径：Ф32mm，高度：22mm；内孔直径：Ф24mm；内孔深度： 10mm

材料：塑料；颜色：黑、白。工件 2：直径：Ф22mm；高度：10mm材料：塑料；颜色：黑、白。

工件1

图2 模拟加工工件图

工件2

1.3控制技术 1.3.1 PLC控制

该模块化生产培训系统每一站都有一套独立的西门子PLC控制系统，在各站与PLC之间是由一个标准电缆进行连接的，通过这个电缆可连接8个传感器信号和8个输出控制信号。通过该电缆各站的传感器和输出控制器可得到24V电压。（包括24V接地线）。 1.3.2控制面板

各站都可通过控制面板来控制PLC的控制程序使各站按要求进行工作，一个控制面板上有8个按钮开关，二个选择开关和一个急停开关。控制面板的布置如图3所示。

图3 控制面板

1.3.3联网控制

1）独立各站间的通讯

为保证系统中各站能联网运行，必须将各站的PLC连接在一起使独立的各站间能交

换信息。而且，中加工过程中所产生的数据，如工件颜色装配信息等，也需要能向下站传送，以保证工作正确。

联网后的各站运动可能会相互影响，为使系统安全、可靠运行，而各站只有进行正常工作程序后，才能相互通讯，交换信息。每一站要开始工作运行，需前后站给出信号，只有第一站（上料检测站）是通过“开始”按钮，启动工作的。

2）电缆的连接

①通常的安装过程如下（注意：任何电器的连接之前必须关掉电源）： ②将PLC控制板装入各站小车内；

③将控制面板接头插入操作面板接线端子（如图4所示）；

④将PLC控制板上接头插入执行部分接线端子的插槽内（如图5所示）； ⑤用Profibus通信电缆及网络总线连接器将所有站点连接起来（PPI通讯）； ⑥将控制面板上的旋转开关旋至联网状态。

图4执行接线端子 图5 操作面板接线端子

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