机电一体化系统综合实训报告

中央广播电视大学实训报告

实 训 课 题 机电一体化系统综合实训报告

陕西广播电视大学开放教育学院

姓 名 陈星 学 号 1461001458716 专 业 机械制造与自动化(机电方向) 教育层次 专科 指导教师 李洪声 成 绩

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一、实训地点及时间

在这最后一学期学校安排我们进行为期三个月的PLC学习， 主要以亚龙—335A型自动生产线为样机的机电一体化实训，经过多个课题的练习，从简单到困难，深刻理解自动生产线编程的重要性。

二、实习目的及要求

（一）实训目的：

了解生产线的结构、组成及工作原理、了解生产线的编程思路和方法、了解梯形图的变形原则、掌握生产线编程相关的基本指令、掌握生产线编程相应的步进指令、掌握移位控制类指令的功能及应用、熟悉电磁阀的工作原理、熟悉生产线各线的工作流程。 （二）实训要求：

按时上课，不迟到早退，进入实习间穿戴好劳保用具，不在实习间嬉戏打闹，不破坏车间各种设施，不乱摸各种设备，积极学好自动生产线的设计安装及其工作原理。

三、实训器材

1、亚龙 PLC—三菱主机单元一台。

2、亚龙PLC—三相异步电动机顺序控制单元一台。 3、计算机或编程器一台。

四、实训内容及步骤

（一）生产线基本组成简介

亚龙YL—335A型自动生产线设备有安装在铝合金导轨实训台上

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的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分炼单元5个单元组成。

其中每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也是一个机电一体化的系统，哥哥单元的执行机构基本以气动执行机构为主，但输送与与机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程，多定位的特点，是一个典型的一维位置控制系统。传送带驱动采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代化工业企业应用最为广泛的电气控制技术。

亚龙YL—335A设备上应用另外许多种类型的传感器和步进电机，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中关键技术之一，也是现代化工业实现高度自动化的前提之一。 （二）生产线工作流程 1．供料站

本站工作如下：系统启动后，顶料气缸伸出顶住倒数第二个物料，推料气缸推出，把料槽底层的工件推到物料台上抓取位，工件到位传感器检测到工件懂啊位后，推出气缸和顶料气缸逐个缩回，倒数第二层工件掉落到底层，等待推出，搬运站的机械手伸出并抓取该工件，并将其运到加工站。

五、供料单元的结构与控制

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供料单元是YL-335A中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是:按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图1所示：

图1

1．供料单元的结构组成

主要结构组成：工件推出与支撑、工件漏斗、阀组、端子排组件、PLC、急停按钮和启动/停止按钮、走线槽等。 工件推出与支撑及漏斗部分

用于储存工件原料，并在需要时将料仓中最下层的工件推出物料台上。它最主要由大工件装料管、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近

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开关、漫射式光电传感器组成由图2所示。

图2

①、PLC的I/O接线

本单元中，传感器信号占用7个输入点，留出1个点提供给启/停按钮作本地主令信，则所需的PLC I/O点数为8点输入/2点输出。

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供料单元的电气接线采用双层接线端子排，集中连接本工作单元所有电磁阀、传感器等器件的电气连接线、PLC的I/O端口及直流电源。上层端子用作连接公共电源正、负极(Vcc和OV)，下层端子用作信号线的连接。端子排上的每一个端子旁边都有数字标号，以说明端子的位地址。接线端口通过导轨固定在底板上。图3是本单元的端子接线图

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图3

②I/O分配表

输入 X0 X1 X2 X3 X4 顶料到位 顶料复位 推料到位 推料复位 物料不够检测 Y0 Y1 输出 顶料电磁阀 推料台输出

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X5 物料有无检测 X6 物料台有无检测 X7 启动、停止 ③梯形图

④指令表

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按下启动按钮X7物料台检测X6无物料，X5检测有物料，顶料气缸Y0得电，顶住倒数第二个物料，然后顶到位X0，推料气缸Y1得电，推出底层物料，当推出到位X2，复位推料气缸，推料气缸到位X3，复位顶料气缸。 2.加工站

加工站主要由物料台、夹紧机械手、物料台伸出/缩回气缸、加工（冲压）气缸以及相应的传感器、电磁阀构成，如图2所示。

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图4

本站的功能是完成一个对工件的冲压加工过程，流程如下： 搬运站机械手把工件运送到物料台上→物料检测传感器检测到工件→机械手指夹紧工件→物料台回到加工区域冲压气缸的下方→冲压气缸向下伸出冲压工件→完成冲压动作后向上缩回→冲压气缸缩回到位→物料台重新伸出→到位后机械手指松开→搬运站机械手伸出并夹紧工件，将其运送往装配站。 1. PLC的I/O接线

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2、I/O分配表

输入 X0 X1 物料台有无物料 夹紧检测 Y0 Y1 输出 夹紧气缸 物料台气缸

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X2 X3 X4 X5 冲压上到位检测 冲压下到位检测 物料台后到位检测 物料台前到位检测 Y2 冲压气缸 3、梯形图

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3.指令表

3.装配站

装配站主要有供料单元、旋转送料单元、机械手装配单元、放料台以及相应的传感器、电磁阀构成，如图5所示。

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图5

本站功能是完成上盖工序，即把黑色或白色两种小圆柱工件嵌入到大工件中的装配过程。

当搬运站的机械手把工件运送到装配站物料台上时，顶料气缸伸出顶住供料单元倒数第二个工件；挡料气缸缩回，使料槽中最底层的小圆柱工件落到旋转供料台上，然后旋转供料单元顺时针旋转180度（右旋），到位后装配机械手按下降气动手爪→抓取小圆柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松开的动作顺序，把小园柱工件顺利装入大工件中，机械手装配单元复位的同时，旋转送料单元逆时针旋转180度（左旋）回到原位，搬运站机械手伸出并抓取该工件，并将其运送往物料分解站。 4.分拣站

分拣站主要有传送带、变频器、三相电机、推料气缸、电磁阀和定

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位光电传感器及区分黑白两种颜色的光纤传感器构成。如图6所示。

图6

本站的功能是完成从装配站送来的装配好的工件进行分拣。当搬运站送来工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区，如果进入分拣区工件为白色，则由检测白色物料的光纤传感器动作，作为1号槽推料气缸启动信号，将白色料推到1号槽里，如果进入分拣区工件为黑色，由检测黑色的光纤传感器作为2号槽推料气缸启动信号，将黑色料推到2号槽里。自动生产线的加工结束。 5.搬运站

搬运站主要有步进电机、步进驱动器、线性导轨、四自由度搬运机械手、电磁阀和原点定位开关构成。如图7所示。

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3S57Q-04056Kinco

图7

本站的功能是完成向各个工作单元输送工件，系统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两部分，系统上电后，先执行回原点操作，当到达原点位置后，若系统启动，供料站物料台检测传感器检测到有工件时，机械手整体先提升到位后手爪伸出到位后手爪夹紧，手爪夹紧到位手爪开始缩会机械手整体下将到位后，步进电机开始工作按设定好的脉冲量到加工站。加工站到位后机械手整体提升，提升到位后手爪伸出伸出到位后机械手整体下降，下降到位后工件已放入加工站物料台上，然后手爪松开，松开到位后机械手回缩，等加工站加工完成后再将工件送到装配站和分拣站完成整个自动生产线加工过程。

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五、三菱FX2N系列：

本方案采用FX2N 的N：N通讯网络。各工作站均插上FX2N-485-BD通讯板，以搬运站PLC（FX2N-48MT）为主站，其余各站为从站构成N：N通讯网络。触摸屏连接到主站编程口上，分拣站的FR-E540变频器也作为第5从站连接到网络上。

实训总结

光阴似箭，日月如梭，学习了一个多月的PLC编程实训，充实的日子总是溜得这么快，为期两周的自动化生产线实训落下了幕。通过这段时间的切身实践，我们收获了很多，一方面学习到了许多以前没学过的专业理论知识与实际操作；另一方面还提高了自己动手做项目的能力，其中我学会了一些如何与人交流合作、共同解决问题。在实训拉开帷幕时，首先是了解本次实训的目的、要求、主要内容及任务安排。本次实训分两个阶段进行，阶段一是做好自动化生产线的单元站——即供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元；阶段二是PLC编程，并完成实训报告和实训总结。

心得体会

本次实训，是对我们能力的进一步锻炼，也是一种考验,从中获得诸多收获.在进行当中困难是随处可见的，就像刚开始做第一个单元的时候，在编写好程序准备开始进行调试的时候。由于技术原因，电脑和PLC一直无法连接，在经过多种途径都无法解决问题的时候先自己思考再与其他同学交流、合作，最后一起把问题解决了。原来调节电

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脑的搜索PLC波特率的大小才使得电脑能够正常连接到PLC。在调试过程中，我们发现若摆动气缸摆臂在推料的同时还是处于工件位置很容易就会造成机械碰撞以至使器件损坏。因此，我们在程序上添加了一条能够让摆臂在推料的同时向右旋转一定角度,避免发生机械碰撞。

通过亚龙YL-335B型自动生产设备，三菱FX系列PLC的实训，结合过去我们学习的多方面知识，来解决实际操作中遇到的问题，自动化生产线的实训注重实践，虽然我们熟知生产线的电气控制部分，但对于机械装置部分仍然欠缺实操训练。该课程的灵活性很强，要求要有严密的逻辑思维，这在PLC编程中就有体现，我深切地认识到理论学习的重要性，同时也离不开实践的应用，更需要团队合作，因为在这过程中会遇到各种问题，通讨论交换意见，提高解决问题的效率。 实训中遇到的问题是无奇不有，但在我们的努力下一个个都迎刃而解。在解决问题的时侯我也感受到，只要平时细心一点就可以避免很多不必要的错误。同时，洞察能力也是发现错误，并解决问题的关键。所以这也提高了我们的洞察能力。在此次实训中我们学到了许多新的知识，原来我认为刚学的时候学的内容太难懂很难学，通过这次实训才明白，其实有些知识点并不难，关键在于理解。在这次实训中还锻炼了我们其他方面的能力，提高了我们的综合素质，也使我们更加有团队精神。 最后，感谢为这次实训默默付出的老师。

姓名：陈星 日期：2015.5.30

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