2011-2012學(xué)年度上期自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試——實訓(xùn)教案主講教師：輔講教師：授課班級：實訓(xùn)目的：1、熟悉原料加工系統(tǒng)和工件安裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本功能及生產(chǎn)線常用機械結(jié)構(gòu)和裝置的工作原理；2、能正確識別原料加工系統(tǒng)和工件安裝系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)和電氣、氣動、檢測等元器件及電氣元件裝配工藝，調(diào)整、檢測元件安裝精度方法；3、熟悉原料加工站和工件安裝站中PLC的硬件電路配置，明確電氣系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、與機械系統(tǒng)的連接方法；4、掌握原料加工系統(tǒng)和工件安裝系統(tǒng)的操作、拆裝、調(diào)試、控制軟硬件設(shè)計、維護以及故障診斷與排除的方法；5、能對典型自動化設(shè)備及生產(chǎn)線進行硬件配置、程序設(shè)計、并實施控制；6、培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)職業(yè)素養(yǎng)，能將所學(xué)的知識運用于實踐中，在調(diào)試系統(tǒng)中逐步培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及團隊合作能力。重難點：1、系統(tǒng)機構(gòu)安裝2、相應(yīng)的程序的編寫3、整站調(diào)試授課方法：1、多媒體課堂教學(xué)2、講授法3、演示法4、實物講解課時安排：第一組基礎(chǔ)知識講解——4課時加工站基本結(jié)構(gòu)講解——4課時工件加工系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)安裝——6課時工件加工系統(tǒng)氣缸氣路安裝——6課時工件加工系統(tǒng)電氣安裝——4課時工件加工系統(tǒng)程序編寫——4課時工件加工系統(tǒng)整站調(diào)試——4課時第二組基礎(chǔ)知識講解——4課時安裝站基本結(jié)構(gòu)講解——4課時工件安裝系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)安裝——6課時工件安裝系統(tǒng)氣缸氣路安裝——6課時工件安裝系統(tǒng)電氣安裝——4課時工件安裝系統(tǒng)程序編寫——4課時工件安裝系統(tǒng)整站調(diào)試——4課時教學(xué)內(nèi)容：操作原則與安全注意事項使用該系統(tǒng)需遵守各項安全操作：（1）一般原則：培訓(xùn)的學(xué)員必須在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下才能操作該設(shè)備。請務(wù)必按照技術(shù)文件和各獨立元件的使用要求使用該系統(tǒng)，以保證人員和設(shè)備安全。（2）電氣系統(tǒng)只有在掉電狀態(tài)下才能連接和斷開各種電氣連線，使用直流24V以下的電壓。（3）氣動系統(tǒng)氣動系統(tǒng)的使用壓力不得超過8bar（800KPA）。在氣動系統(tǒng)管路接好之前不得接通氣源。接通氣源和長時間停機后開始工作，個別氣缸可能會運動過快，所以要特別當心?。?）機械系統(tǒng)所有部件的緊定螺釘應(yīng)擰緊。不要在系統(tǒng)運行時人為的干涉正常工作。參考的相關(guān)文件《GBT13869-2008用電安全導(dǎo)則》《GB_19517-2009_國家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》《GB/T25295-2010電氣設(shè)備安全設(shè)計導(dǎo)則》《GB50150-2006電氣設(shè)備交接試驗標準》項目一工件加工系統(tǒng)一、課題準備（一）、原料加工系統(tǒng)材料清單（詳見表1）表1材料清單序號名稱數(shù)量該元件功能備注15號（內(nèi)6角）普通螺釘24用于固定鉆孔氣缸最底座（6）用于固定鉆孔氣缸（4）用于固定夾緊氣缸（4）用于固定圓盤底座（4）用于固定傳感器支架（3）用于固定氣壓表（2）用于固定測孔支架（1）24號（內(nèi)6角）普通螺釘6用于固定鉆孔氣缸（2）用于固定電機底座（4）33號（內(nèi)6角）普通螺釘9用于固定圓盤（4）用于固定圓盤上端（3）用于固定電機（2）4黑色小螺絲4用于固定傳感器5測孔氣缸支架1用于固定測孔氣缸6鉆孔氣缸支架2用于固定鉆孔氣缸（每個內(nèi)有6顆螺母）7傳感器支架1用于固定傳感器8接近塊支架1用于固定接近塊9測孔氣缸1用于檢測孔是否合格（帶傳感器3B1、3B2固定裝置）不拆10夾緊氣缸1用于固定工件（帶傳感器2B1、2B2固定裝置）11鉆孔氣缸1用于鉆孔（帶傳感器1B1、1B2固定裝置）12氣壓表1用于測量氣壓的大小13氣管5傳送氣流，其中藍色一根、黃色兩根、黑色兩根14圓盤與圓盤固定腳架2用于固定圓盤、用于轉(zhuǎn)運工件15小圓盤1用于固定圓盤（由3顆小螺絲固定）16鉆孔電機固定板1用于固定鉆孔電機（二）、原料加工系統(tǒng)安裝流程圖（詳見圖1）二、課題實施（一）、原料加工系統(tǒng)元器件和線路布局設(shè)計1．系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)是完成用回轉(zhuǎn)工作臺將工件在四個工位間轉(zhuǎn)換，在鉆孔單元打孔，并檢測打孔深度的過程。本系統(tǒng)是將執(zhí)行機構(gòu)安裝在帶槽的鋁平板上（700mm×350mm），各個元器件通過接線端子排連接到下面的PLC上。通過PLC來控制每個元器件的動作，從而來完成原料加工系統(tǒng)的工作。圖2原料加工系統(tǒng)圖3執(zhí)行機構(gòu)平面圖圖4控制機構(gòu)平面圖2．制定原料加工系統(tǒng)安裝實施方案本系統(tǒng)主要進行執(zhí)行機構(gòu)的拆裝。在拆裝之前，需了解用到的元器件，并掌握其功能和使用方法。通過觀察元器件位置，再根據(jù)原料加工系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，進行小組討論，得出元器件安裝的基本框架，在此框架之上制定出各個部分的詳細安裝計劃。確定各個部分安裝流程，并對此次序進行可行性分析。（1）機構(gòu)介紹及元器件清單機械機構(gòu)部分工作臺：采用支架支撐，由電機帶動轉(zhuǎn)動；固定工件與打孔單元：采用水平氣缸與垂直氣缸完成固定工件與打孔動作；測孔單元：采用垂直氣缸完成測孔動作；氣動元件部分氣源：本系統(tǒng)采用空氣壓縮機（提供氣動系統(tǒng)所需的壓縮空氣，其中減壓閥用于調(diào)節(jié)工作壓力）；氣壓表：本系統(tǒng)采用氣動二聯(lián)件（可手動調(diào)節(jié)氣壓大?。粴忾y：本系統(tǒng)采用二位五通換向閥；氣缸：分別采用單作用氣缸和雙作用氣缸；電氣元件部分DC24V齒輪直流電機驅(qū)動的帶動工作臺旋轉(zhuǎn)，通過工作臺將工件傳送到打孔單元與測孔單元等；打孔單元：由電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)模擬打孔，由傳感器檢測限位；測孔單元：由傳感器模擬檢測測孔是否合格；位置傳感器裝置：檢測工件是否到達90度位置；（2）機械機構(gòu)安裝計劃的制定結(jié)合功能要求，根據(jù)支架的實際情況，結(jié)合工作臺的特點，制定機械機構(gòu)安裝的詳細計劃。安裝時應(yīng)注意安裝的先后次序。（3）氣動元件安裝計劃的制定結(jié)合功能要求，根據(jù)氣路特點及實際情況，制定氣缸安裝與氣路分布的詳細計劃。（4）電氣元件安裝計劃的制定結(jié)合功能要求，根據(jù)實際需要，制定傳感器與限位開關(guān)安裝的詳細計劃。安裝限位開關(guān)時，注意位置的精確度。（5）執(zhí)行機構(gòu)平面分布圖的繪制根據(jù)功能要求和計劃方案，畫出原料加工系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)的平面分布圖；并分配小組成員任務(wù)。(二)、原料加工系統(tǒng)機械機構(gòu)的安裝根據(jù)前面制定的機械機構(gòu)安裝的詳細計劃，結(jié)合平面分布圖，準備安裝的支架及工作臺等器件。1．工作臺支架固定根據(jù)平面分布圖確定工作臺支架的位置，并固定。圖5支架的固定箭頭所指的位置采用5號內(nèi)六角螺釘固定，注意其位置距離，但先不要固定的太緊，以便安裝電機時調(diào)試其位置。2．在支架上確定電機位置并固定（a）（b）圖6電機位置的固定根據(jù)（a）圖確定好位置后，（b）圖中箭頭所指的位置采用5號內(nèi)六角螺釘固定。固定好電機后再將支架固定。3．固定電機小圓盤（a）（b）圖7電機小圓盤的固定將電機小圓盤放置在電機轉(zhuǎn)軸上，如（a）圖箭頭所指，電機小圓盤用小螺絲釘固定（（b）圖箭頭所示。4．工作臺固定如下圖所示將工作臺固定在電機小圓盤上圖8工作臺的固定將工作臺放置電機小圓盤上，箭頭所指的位置采用3號內(nèi)六角螺釘固定。（三）、原料加工系統(tǒng)氣動機構(gòu)的安裝1．測孔支架的安裝（1）測孔氣缸主支架安裝圖9測孔氣缸支架的安裝將測孔氣缸主支架安裝在操作臺上，箭頭所指用五號內(nèi)六角螺釘固定，支架安裝在操作臺第四個槽上，注意跟工作臺的距離。（2）測孔氣缸安裝（a）（b）圖10測孔支架的安裝將測孔氣缸安裝到測孔支架上，安裝時注意測孔氣缸傳感器的位置。2．鉆孔氣缸和電機的安裝（1）鉆孔氣缸固定板的固定圖11鉆孔氣缸的固定將鉆孔氣缸固定板固定在支架上，箭頭所示用五號內(nèi)六角螺釘固定。（2）鉆孔氣缸的固定（a）（b）圖12鉆孔氣缸的固定將鉆孔氣缸固定在固定板上，安裝氣缸時注意對準螺釘位置，箭頭所示用四號內(nèi)螺釘固定。（3）夾緊氣缸的固定（a）（b）圖13夾緊氣缸的固定將夾緊氣缸固定在支架上，安裝夾緊氣缸時應(yīng)注意其位置，要與工位相配合進行安裝，箭頭所示用五號內(nèi)六角螺釘固定。（4）鉆孔電機與鉆孔電機底板的固定（a）（b）圖14鉆孔電機的固定將鉆孔電機與鉆孔電機底板固定在一塊，安裝鉆孔電機時應(yīng)注意電機與底板對準，因為電機槽與電機可能由于外界原因不匹配，安裝時應(yīng)注意不要弄壞電機。圖中箭頭所示用3號內(nèi)六角螺釘固定。（5）鉆孔電機與鉆孔氣缸的固定圖15鉆孔電機與鉆孔氣缸的連接將鉆孔電機與鉆孔氣缸固定在一起，圖中箭頭所示用四號內(nèi)六角螺釘固定。（6）鉆孔支架固定板的固定（a）（b）圖16支架的固定將鉆孔支架固定板固定在支架上，圖中箭頭所示用五號內(nèi)六角螺釘固定。（7）鉆孔支架的固定（a）（b）圖17夾緊支架的安裝將鉆孔支架固定在操作臺上，箭頭所指用外六角螺釘固定，支架安裝在操作臺第二、第三個凹槽內(nèi)，注意與工作臺間的距離。3．氣壓表的安裝把氣壓表固定在操作面板上（a）（b）圖18氣壓表的安裝氣壓表安裝在操作面板的第一個槽上，箭頭所指用五號內(nèi)六角螺釘固定。4．氣路的安裝圖19氣路的連接根據(jù)各氣路上所標示的記號將氣管連接至各氣缸的進氣口。安裝時注意不要將氣路接錯，接錯會使氣缸無法正常工作。（四）、原料加工系統(tǒng)電氣部分的安裝電機的安裝在工作臺和氣缸固定時已經(jīng)安裝。根據(jù)傳感器上所標示的記號將傳感器安裝至各氣缸的極限處。安裝時注意不要將同一個氣缸上的多個傳感器的位置接錯。通過上面的安裝，完成原料加工系統(tǒng)電氣元件的安裝。（五）、原料加工系統(tǒng)程序的編寫與調(diào)試本系統(tǒng)是完成原料送入，經(jīng)傳送帶進行檢測的過程。1．調(diào)試運行設(shè)備（1）組裝好的原料加工系統(tǒng)（2）安裝有WINDOWS操作系統(tǒng)的PC機一臺（具有FXGPWIN軟件）（3）PLC（三菱FX系列）一臺。（4）PC與PLC的通信電纜一根。2．控制要求其具體的控制要求如下：上電后復(fù)位，回轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)使瞄準某90度位置，復(fù)位完畢后開始燈閃，按開始按鈕開始工作：等工件，直到一號位有工件時，工作臺轉(zhuǎn)90度，使第二工位有工件，則先夾緊工件，然后鉆孔，鉆孔完鉆頭回，夾緊裝置放松，工作臺再轉(zhuǎn)90度，使第三工位有工件，則進行測孔工作，測孔完畢測孔氣缸回，工作臺再轉(zhuǎn)90度，完成一個循環(huán)；返回。3．原料加工系統(tǒng)I/O分配（1）控制面板控制面板I/O分配如圖20所示。圖20控制面板I/O分配（2）執(zhí)行機構(gòu)I/O分配執(zhí)行機構(gòu)I/O分配如表2所示。表2執(zhí)行機構(gòu)I/O分配表輸入輸出有工件X000回轉(zhuǎn)電機Y00090度位置X001鉆孔電機Y001鉆孔上極限X002鉆孔進給氣缸下Y002鉆孔下極限X003測孔氣缸下Y003測孔上限X004夾緊氣缸伸出Y004測孔下限X005夾緊缸后極限X006夾緊缸前極限X0074．運行調(diào)試操作（1）繪制流程根據(jù)控制要求及I/O分配情況，結(jié)合組裝好的原料加工系統(tǒng)，繪制編寫PLC程序的功能流程圖。在流程圖中體現(xiàn)動作先后次序，以及動作切換條件。參考流程圖如圖21所示：圖21參考流程圖（2）程序的編寫根據(jù)流程圖，以及控制要求和I/O分配情況，編寫程序。啟動FXGPWIN軟件，用鼠標單擊工具欄上的“新建”按鈕，選擇所使用的PLC類型（FX2N），再單擊“確認”按鈕。按要求編寫程序。參考程序如下所示：圖22參考程序（3）運行調(diào)試注意：在開機之前請務(wù)必檢查：電器連接工作臺面上使用電壓為DC24v（最大電流2A）正確和可靠的氣管連接額定的使用氣壓機械部件狀態(tài)檢查氣動回路操作遵守氣動安全操作規(guī)范情況下，打開氣源后，手動強制驅(qū)動電磁閥，即依次按下各換向閥的手動按鈕，確認各氣缸動作符合要求，若不符合，作相應(yīng)的調(diào)整。檢查電氣操作遵守電氣安全操作規(guī)范情況下，檢查到位信號的狀態(tài)是否正常，PLC能否正常采集；若不正常，調(diào)整元器件位置或做其它檢查。a．PLC與計算機的通訊連接與設(shè)置將PC機與PLC按正確方式連接，并設(shè)置通訊端口與通訊參數(shù)；b．程序的編輯、上傳、下載第一步：將通訊電纜線聯(lián)好。第二步：將PLC的工作狀態(tài)開關(guān)放在“PROG”處。第二步：在剛才編寫好的程序?qū)懭耄x擇“PLC”按鈕，點擊“傳送”按鈕，再點擊“寫出”按鈕，彈出對話框，寫好起止步數(shù)，點擊“確定”按鈕。c．上電運行根據(jù)運行情況，結(jié)合控制要求，檢查是否有錯誤。如果有錯誤，關(guān)掉電源，檢查錯誤。查找具體原因，分清是硬件組裝的錯誤，還是編程的錯誤。根據(jù)錯誤情況，分別改正錯誤，再重新調(diào)試，直至調(diào)試正確。如果沒有錯誤，即調(diào)試正確，完成調(diào)試。三、考核評價（考核標準詳見質(zhì)量評價表）表2質(zhì)量評價表考核項目考核要求配分評分標準扣分得分備注系統(tǒng)安裝1．會安裝元件2．按圖完整、正確及規(guī)范接線3．按照要求編號541．元件松動扣2分，損壞一處扣4分2．錯、漏線每處扣2分3．反圈、壓皮、松動，每處扣2分4．錯、漏編號，每處扣1分編程操作1．會建立程序新文件2．正確輸入梯形圖3．正確保存文件101．不能建立程序新文件或建立錯誤扣4分2．輸入梯形圖錯誤一處扣2分運行操作1．操作運行系統(tǒng)，分析運行結(jié)果2．會監(jiān)控梯形圖3．會驗證工作方式251．系統(tǒng)通電操作錯誤一步扣3分2．分析運行結(jié)果錯誤一處扣2分3．監(jiān)控梯形圖錯誤一處扣2分4．驗證工作方式錯誤扣5分安全生產(chǎn)自覺遵守安全文明生產(chǎn)規(guī)程111．每違反一項規(guī)定，扣3分2．發(fā)生安全事故，0分處理3．漏接接地線一處扣5分時間3小時提前正確完成，每5分鐘加2分超過定額時間，每5分鐘扣2分開始時間：結(jié)束時間：實際時間：項目二工件安裝系統(tǒng)一、課題準備（一）、工件安裝系統(tǒng)材料清單表1工件安裝系統(tǒng)材料清單序號名稱數(shù)量該元件功能備注15號（內(nèi)6角）普通螺釘18用于固定擺桿底座（4）用于固定位移底座（4）用于固定堆桿底座（4）用于固定堆桿底座與撐桿連接部分（4）用于固定支撐桿與平衡桿連接部分（4）用于固定氣壓表底座（4）2４號（內(nèi)6角）普通螺釘2用于固定帶輪與擺桿連接部分3３號（內(nèi)6角）普通螺釘24用于固定工作槽（3）用于固定擺桿氣缸（1）用于固定擺桿（3）用于固定滑動平臺（17）4氣壓表1用于測量氣壓的大小5氣管5傳送氣流，其中藍色一根、黃色兩根、黑色兩根6擺桿1用于傳送小工件7位移器1用于放置小工件8位移器氣缸1用于移動位移器9位移器支架2用于固定位移器10推件器1用于推工件11推件器底座與支架2用于固定推件器12傳送帶1用于帶動擺桿擺動13擺桿支架1用于固定擺桿（二）、工件安裝系統(tǒng)安裝流程圖圖1工件安裝系統(tǒng)安裝流程圖二、課題實施（一）、工件安裝系統(tǒng)元器件和線路布局設(shè)計1．系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)是完成選擇安裝工件的料倉，將工件從料倉中推出，并將工件安裝到位的過程。本系統(tǒng)是將執(zhí)行機構(gòu)安裝在帶槽的鋁平板上（700mm×350mm），各個元器件通過接線端子排連接到下面的PLC上。通過PLC來控制每個元器件的動作，從而來完成工件安裝系統(tǒng)的工作。圖2工件安裝系統(tǒng)圖3執(zhí)行機構(gòu)平面圖圖4控制機構(gòu)平面圖2．制定工件安裝系統(tǒng)安裝實施方案本系統(tǒng)主