自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試項目四裝配單元安裝與調(diào)試裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過程0201

裝配單元的結(jié)構(gòu)裝配單元的工作過程一、裝配單元的結(jié)構(gòu)裝配單元的結(jié)構(gòu)組成包括：管形料倉，供料機構(gòu)，廻轉(zhuǎn)物料臺，機械手，待裝配工件的定位機構(gòu)，氣動系統(tǒng)及其閥組，信號采集及其自動控制系統(tǒng)，以及用于電器連接的端子排組件，整條生產(chǎn)線狀態(tài)指示的信號燈和用于其他機構(gòu)安裝的鋁型材支架及底板，傳感器安裝支架等其它附件。其中，機械裝配圖如圖4-1所示。

一、裝配單元的結(jié)構(gòu)圖

4-1裝配單元機械裝配圖一、裝配單元的結(jié)構(gòu)1、管形料倉管形料倉用來存儲裝配用的金屬、黑色和白色小圓柱零件。它由塑料圓管和中空底座構(gòu)成。

塑料圓管頂端放置加強金屬環(huán)，以防止破損。小工件豎直放入料倉的空心圓管內(nèi)，由于二者之間有一定的間隙，使其能在重力作用下自由下落。為了能對料倉供料不足和缺料時報警，在塑料圓管底部和底座處分別安裝了2個漫反射光電傳感器（E3Z-L型），并在料倉塑料圓柱上縱向銑槽，以使光電傳感器的紅外光斑能可靠照射到被檢測的物料上。如圖4-2所示。光電傳感器的靈敏度調(diào)整應(yīng)以能檢測到黑色物料為準(zhǔn)則。一、裝配單元的結(jié)構(gòu)2、落料機構(gòu)圖4-2給出了落料機構(gòu)剖視圖。料倉底座的背面安裝了兩個直線氣缸，上面的氣缸稱為頂料氣缸，下面的氣缸稱為擋料氣缸。系統(tǒng)氣源接通后，頂料氣缸的初始位置處在縮回狀態(tài)，擋料氣缸的初始位置處在伸出狀態(tài)。這樣，當(dāng)從料倉上面放下工件時，工件將被擋料氣缸活塞桿終端的擋塊阻擋而不能落下。需要進行落料操作時，首先使頂料氣缸伸出，把次下層的工件夾緊，然后擋料氣缸縮回，工件掉入廻轉(zhuǎn)物料臺的料盤中。之后擋料氣缸復(fù)位伸出，頂料氣缸縮回，次下層工件跌落到擋料氣缸終端擋塊上，為再一次供料作準(zhǔn)備。

一、裝配單元的結(jié)構(gòu)圖

4-2落料機構(gòu)示意圖一、裝配單元的結(jié)構(gòu)3、回轉(zhuǎn)物料臺該機構(gòu)由氣動擺臺和兩個料盤組成，氣動擺臺能驅(qū)動料盤旋轉(zhuǎn)180度，從而實現(xiàn)把從供料機構(gòu)落下到料盤的工件移動到裝配機械手正下方的功能，其結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。圖中的光電傳感器1和光電傳感器2分別用來檢測左料盤和右料盤是否有零件。兩個光電傳感器均選用CX-441型。

圖

4-3回轉(zhuǎn)物料臺的結(jié)構(gòu)3、回轉(zhuǎn)物料臺（1）裝配機械手結(jié)構(gòu)裝配機械手整體外形如圖4-4所示。裝配機械手裝置是一個三維運動的機構(gòu)，它由水平方向移動和豎直方向移動的2個導(dǎo)向氣缸和氣動手指組成。（2）裝配機械手的運行過程

裝配機械手是整個裝配單元的核心。當(dāng)裝配機械手正下方的回轉(zhuǎn)物料臺右料盤上有小圓柱零件，且裝配臺側(cè)面的光纖傳感器檢測到裝配臺上有待裝配工件的情況下，機械手從初始狀態(tài)開始執(zhí)行裝配操作過程。

PLC驅(qū)動與豎直移動氣缸相連的電磁換向閥動作，由豎直移動帶導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動氣動手指向下移動，到位后，氣動手指驅(qū)動手爪夾緊物料，并將夾緊信號通過磁性開關(guān)傳送給PLC，在PLC控制下，豎直移動氣缸復(fù)位，被夾緊的物料隨氣動手指一并提起，離開右料盤，提升到上限位后，水平移動氣缸在與之對應(yīng)的換向閥的驅(qū)動下，活塞桿伸出，移動到前限位后，豎直移動氣缸再次被驅(qū)動下移，移動到下限位位置，氣動手指松開，經(jīng)短暫延時，豎直移動氣缸和水平移動氣缸縮回，機械手恢復(fù)初始狀態(tài)。

一、裝配單元的結(jié)構(gòu)一、裝配單元的結(jié)構(gòu)一、裝配單元的結(jié)構(gòu)一、裝配單元的結(jié)構(gòu)二、裝配單元的工作過程裝配單元各氣缸的初始位置是擋料氣缸處于伸出狀態(tài)，頂料氣缸處于縮回狀態(tài)，料倉上已經(jīng)有足夠的小圓柱零件；裝配機械手的升降氣缸處于提升狀態(tài)，伸縮氣缸處于縮回狀態(tài)；氣爪處于松開狀態(tài)。若設(shè)備已準(zhǔn)備好，按下啟動按鈕，裝配單元啟動，如果回轉(zhuǎn)臺上的左料盤內(nèi)沒有小圓柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零件，而右料盤內(nèi)沒有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)操作。需要進行落料操作時，首先使頂料氣缸伸出，把次下層的工件夾緊，然后擋料氣缸縮回，工件掉入廻轉(zhuǎn)物料臺的料盤中。之后擋料氣缸復(fù)位伸出，頂料氣缸縮回，次下層工件跌落到擋料氣缸終端擋塊上，為再一次供料作準(zhǔn)備。

如果回轉(zhuǎn)臺上的右料盤內(nèi)有小圓柱零件且裝配臺上有待裝配工件，執(zhí)行裝配機械手抓取小圓柱零件，放入待裝配工件中的操作。裝配機械手的動作過程是：下降-夾緊-上升-伸出-下降-放松-上升-縮回。完成裝配任務(wù)后，裝配機械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。

項目四裝配單元安裝與調(diào)試裝配單元相關(guān)知識02030401擺臺氣缸導(dǎo)向氣缸電磁閥組和氣動控制回路光纖傳感器一、擺臺氣缸氣缸的種類很多，一般按氣缸的結(jié)構(gòu)特征、功能、驅(qū)動方式或安裝方法等進行分類。按結(jié)構(gòu)特征，氣缸主要分為活塞式氣缸和膜片式氣缸兩種。按運動形式分為直線運動氣缸和擺動氣缸兩類。

回轉(zhuǎn)物料臺的主要器件是擺臺氣缸。擺臺氣缸又名旋轉(zhuǎn)氣缸，擺動氣缸。1、定義

擺臺氣缸是利用壓縮空氣驅(qū)動輸出軸在一定角度范圍內(nèi)作往復(fù)回轉(zhuǎn)運動的氣動執(zhí)行元件，用于物體的轉(zhuǎn)位。主要用于翻轉(zhuǎn)、分類、夾緊、閥門的開閉以及機器人的手臂動作等場合。2、回轉(zhuǎn)原理擺臺氣缸是由直線氣缸驅(qū)動齒輪齒條實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動，回轉(zhuǎn)角度能在0~90度和0~180度之間任意可調(diào)，而且可以安裝磁性開關(guān)，檢測旋轉(zhuǎn)到位信號，多用于方向和位置需要變換的機構(gòu)。如圖4-7所示。一、擺臺氣缸一、擺臺氣缸3、擺臺氣缸的調(diào)節(jié)擺臺氣缸的回轉(zhuǎn)角度能在0~180度范圍任意可調(diào)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)角度或調(diào)整擺動位置精度時，首先應(yīng)松開調(diào)節(jié)螺桿上的反扣螺母，通過旋入和旋出調(diào)節(jié)螺桿，從而改變回轉(zhuǎn)凸臺的回轉(zhuǎn)角度，調(diào)節(jié)螺桿1和調(diào)節(jié)螺桿2分別用于左旋和右旋角度的調(diào)整。當(dāng)調(diào)整好擺動角度后，應(yīng)將反扣螺母與基體反扣鎖緊，防止調(diào)節(jié)螺桿松動，造成回轉(zhuǎn)精度降低。

回轉(zhuǎn)到位的信號是通過調(diào)整氣動擺臺滑軌內(nèi)的2個磁性開關(guān)的位置實現(xiàn)的，圖4-8是調(diào)整磁性開關(guān)位置的示意圖。磁性開關(guān)安裝在氣缸體的滑軌內(nèi)，松開磁性開關(guān)的緊固定位螺絲，磁性開關(guān)就可以沿著滑軌左右移動，確定開關(guān)位置后，旋緊固定位螺絲，即可完成位置的調(diào)整。一、擺臺氣缸二、導(dǎo)向氣缸1、定義導(dǎo)向氣缸是指具有導(dǎo)向功能的氣缸。一般為標(biāo)準(zhǔn)氣缸和導(dǎo)向裝置的集合體。導(dǎo)向氣缸具有導(dǎo)向精度高，抗扭轉(zhuǎn)力矩、承載能力強、工作平穩(wěn)等特點。裝配單元用于驅(qū)動裝配機械手水平方向移動的導(dǎo)向氣缸外型如圖4-9所示。該氣缸由直線運動氣缸帶雙導(dǎo)桿和其它附件組成。二、導(dǎo)向氣缸2、功能安裝支架用于導(dǎo)桿導(dǎo)向件的安裝和導(dǎo)向氣缸整體的固定，連接件安裝板用于固定其它需要連接到該導(dǎo)向氣缸上的物件，并將兩導(dǎo)桿和直線氣缸活塞桿的相對位置固定，當(dāng)直線氣缸的一端接通壓縮空氣后，活塞被驅(qū)動作直線運動，活塞桿也一起移動，被連接件安裝板固定到一起的兩導(dǎo)桿也隨活塞桿伸出或縮回，從而實現(xiàn)導(dǎo)向氣缸的整體功能。3、調(diào)整方法安裝在導(dǎo)桿末端的行程調(diào)整板用于調(diào)整該導(dǎo)桿氣缸的伸出行程。具體調(diào)整方法是先松開行程調(diào)整板上的緊定螺釘，讓行程調(diào)整板在導(dǎo)桿上移動，當(dāng)達(dá)到理想的伸出距離以后，再完全鎖緊緊定螺釘，完成行程的調(diào)節(jié)。三、電磁換向閥組1、裝配單元電磁閥組裝配單元的閥組由6個二位五通單電控電磁換向閥組成，如圖4-10所示。這些閥分別對供料，回轉(zhuǎn)臺和裝配動作的氣路進行控制，以改變各自的動作狀態(tài)。氣動控制回路圖如圖4-11所示。三、電磁換向閥組2、裝配單元氣動控制回路四、光纖傳感器1、光纖傳感器的原理光纖傳感器也是光電傳感器中的一種?；竟ぷ髟硎菍碜怨庠吹墓饨?jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響，完成測量。四、光纖傳感器1、光纖傳感器的原理光纖傳感器也是光電傳感器中的一種?；竟ぷ髟硎菍碜怨庠吹墓饨?jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響，完成測量。四、光纖傳感器光纖型傳感器由光纖檢測頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測頭是分離的兩個部分，光纖檢測頭的尾端部分分成兩條光纖，使用時分別插入放大器的兩個光纖孔。光纖傳感器組件如圖4-12所示。圖4-13是放大器的安裝示意圖。四、光纖傳感器2、光纖傳感器特點（1）抗電磁干擾、可工作于惡劣環(huán)境；（2）傳輸距離遠(yuǎn)，使用壽命長；（3）光纖頭具有較小的體積，所以可以安裝在很小空間的地方；（4）光纖式光電接近開關(guān)中放大器的靈敏度調(diào)節(jié)范圍較大。3、光纖傳感器靈敏度調(diào)節(jié)當(dāng)光纖傳感器靈敏度調(diào)得較小時，反射性較差的黑色物體，光電探測器無法接收到反射信號；而反射性較好的白色物體，光電探測器就可以接收到反射信號。若調(diào)高光纖傳感器靈敏度，則即使對反射性較差的黑色物體，光電探測器也可以接收到反射信號。項目四裝配單元安裝與調(diào)試項目實施020301裝配單元拆裝PLC控制系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試與運行一、裝配單元的拆裝本單元的工作任務(wù)是將裝配單元的機械部分拆散成組件和零件的形式，然后再組裝成原樣。著重掌握機械設(shè)備的安裝、調(diào)整方法與技巧。1、安裝步驟和方法裝配單元是整個YL—335B中所包含氣動元器件較多，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的單元。為了減小安裝的難度和提高安裝時的效率，在裝配前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析該結(jié)構(gòu)組成，認(rèn)真觀看錄像，參考別人的裝配工藝，認(rèn)真思考，做好記錄。遵循先前的思路，先成組件，再進行總裝。（1）首先所裝配成的組件如圖4-16所示。一、裝配單元的拆裝一、裝配單元的拆裝（2）在完成以上組件的裝配后，將與底板接觸的型材放置在底板的連接螺紋之上，使用“L”型的連接件和連接螺栓，固定裝配站的型材支撐架，如圖4-17所示。一、裝配單元的拆裝（3）然后把圖4-16中的組件逐個安裝上去。順序為：裝配回轉(zhuǎn)臺組件→小工件料倉組件→小工件供料組件→裝配機械手組件。（4）最后，安裝警示燈及其各傳感器，從而完成機械部分裝配。2、注意事項（1）注意擺臺的初始位置，以免裝配完畢擺動角度不到位；（2）預(yù)留螺栓的放置位置一定要足夠，以免造成組件之間不能完成安裝；（3）建議先進行裝配，但不要一次擰緊各固定螺栓，待相互位置基本確定后，再依次進行調(diào)整、固定。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計1、具體控制要求（1）裝配單元各氣缸的初始位置：擋料氣缸處于伸出狀態(tài)，頂料氣缸處于縮回狀態(tài)，料倉上已經(jīng)有足夠的小圓柱零件；裝配機械手的升降氣缸處于提升狀態(tài)，伸縮氣缸處于縮回狀態(tài)；氣爪處于松開狀態(tài)；設(shè)備上電和氣源接通后，若各氣缸滿足初始位置要求，且料倉上已經(jīng)有足夠的小圓柱零件且工件裝配臺上沒有待裝配工件，則“正常工作”指示燈HL1常亮，表示設(shè)備已準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1Hz頻率閃爍。（2）供料過程

若設(shè)備已準(zhǔn)備好，按下啟動按鈕，裝配單元啟動，“設(shè)備運行”指示燈HL2常亮。如果回轉(zhuǎn)臺上的左料盤內(nèi)沒有小圓柱零件，就執(zhí)行下料操作；如果左料盤內(nèi)有零件，而右料盤內(nèi)沒有零件，執(zhí)行回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)操作。（3）裝配過程如果回轉(zhuǎn)臺上的右料盤內(nèi)有小圓柱零件且裝配臺上有待裝配工件，執(zhí)行裝配機械手抓取小圓柱零件，放入待裝配工件中的操作。（4）返回完成裝配任務(wù)后，裝配機械手應(yīng)返回初始位置，等待下一次裝配。（5）系統(tǒng)停止若在運行過程中按下停止按鈕，則供料機構(gòu)應(yīng)立即停止供料，在裝配條件滿足的情況下，裝配單元在完成本次裝配后停止工作。（6）報警在運行中發(fā)生“零件不足”報警時，指示燈HL3以1Hz的頻率閃爍，HL1和HL2燈常亮；在運行中發(fā)生“零件沒有”報警時，指示燈HL3以亮1秒，滅0.5秒的方式閃爍，HL2熄滅，HL1常亮。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計2、PLC的I/O分配及系統(tǒng)安裝接線（1）裝置側(cè)的接線端口分配裝配單元裝置側(cè)的接線端口分配如表4-1所示。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計4、控制程序設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試

（1）編寫程序的思路

進入運行狀態(tài)后，裝配單元的工作過程包括2個相互獨立的子過程，一個是供料過程，另一個是裝配過程。供料過程就是通過供料機構(gòu)的操作，使料倉中的小圓柱零件落下到擺臺左邊料盤上；然后擺臺轉(zhuǎn)動，使裝有零件的料盤轉(zhuǎn)移到右邊，以便裝配機械手抓取零件。

裝配過程是當(dāng)裝配臺上有待裝配工件，且裝配機械手下方有小圓柱零件時，進行裝配操作。在主程序中，當(dāng)初始狀態(tài)檢查結(jié)束，確認(rèn)單元準(zhǔn)備就緒，按下啟動按鈕進入運行狀態(tài)后，應(yīng)同時調(diào)用供料控制和裝配控制兩個子程序。如圖4-19所示程序。二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計⑵供料控制子程序設(shè)計供料控制過程包含兩個互相聯(lián)鎖的過程，即落料過程和擺臺轉(zhuǎn)動使料盤轉(zhuǎn)移的過程。在小圓柱零件從料倉下落到左料盤的過程中，禁止擺臺轉(zhuǎn)動；反之，在擺臺轉(zhuǎn)動過程中，禁止打開料倉（擋料氣缸縮回）落料。解決的辦法是這兩個過程要實現(xiàn)連鎖。實現(xiàn)聯(lián)鎖的方法是：

①當(dāng)擺臺的左限位或右限位磁性開關(guān)動作并且