2017年2017年1月9日個性化教育課題名稱：MPS分類單元課程設(shè)計成員：黃鈺凱13L0501810李富鈺13L0501812齊文祥13L0501818楊永濤13L05018田建鵬13L05018班級：機械L138指導教師：任有志范世奇日期：2017年1月9號目錄一.模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的簡介……31.1特點和作用………31.2系統(tǒng)的組成………41.3物流過程……………8二.安裝單元的設(shè)計及構(gòu)……82.1安裝單元的功能…………………82.2安裝搬運單元組合的式…………82.3安裝單元系統(tǒng)組成模塊…………92.4安裝搬運單元的機械結(jié)構(gòu)………9三、電機的執(zhí)行機構(gòu)……………103.1S7-200PLC系列的介紹…………103.2傳感器的分類和選型……………123.3傳感器的工作原理及其應(yīng)用……133.4控制面板連線……………………143.5氣動元件的特點以及選型………143.6真空吸盤的概述以及選型………16四、安裝單元電氣控制………174.1安裝單元氣動原理圖……………174.2安裝單元輸入輸出電氣原理圖………………184.3安裝單元各局部電氣控制圖……184.4安裝單元總體電氣原理圖……22五、安裝單元程序框圖………24六、安裝搬運單元程序………25總

結(jié)

…………………26參考文獻…………………26致

謝

…………………26一.模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的簡介1.1特點和作用模塊化生產(chǎn)培訓系統(tǒng)ModularProductionTrainingSystem,簡稱MPS。模塊化生產(chǎn)培訓系統(tǒng)是應(yīng)用于機電一體化、自動化等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)職業(yè)培訓和繼續(xù)教育的模塊化教學培訓系統(tǒng)。模塊化生產(chǎn)培訓系統(tǒng)可以從根底局部的簡單功能及加工順序，逐步擴展到復(fù)雜的集成控制系統(tǒng)。模塊化生產(chǎn)培訓系統(tǒng)是為提高學生動手能力和實踐技能而設(shè)計、生產(chǎn)的一套實用性實驗設(shè)備。該裝置由多套各自獨立而又緊密相連的工作站組成。各個功能站分別為：上料站、檢測站、上料檢測站、搬運站、加工檢測站、安裝站操作手站、傳送單元、搬運分揀站和分類存儲站。該實驗裝置的一大顯著特點是：它具有綜合性、模塊化以及易擴充等特點。它針對學員不同的技術(shù)根底進行培訓，具有良好的適用性。具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨立控制將各個模塊分開培訓可以容納較多的學員同時學習。在根本單元模塊培訓完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站……直至八站連在一起學習復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。由于該系統(tǒng)囊括了機電一體化專業(yè)學習中所涉及的諸如電機驅(qū)動、氣動、PLC〔可編程控制器〕、傳感器等多種技術(shù)，給學員提供了一個典型的綜合科技環(huán)境，使學生將學過的諸多單科專業(yè)知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互提升。因此該套裝置非常適合對在校學生和初上崗位的工程技術(shù)人員進行培訓，是培養(yǎng)機電一體化人才的理想設(shè)備。系統(tǒng)的實體圖如下：1.2系統(tǒng)的組成MPS系統(tǒng)的類型有三站到九站不等，此次設(shè)計的是八站系統(tǒng)，其組成如下：1〕上料檢測單元功能簡介：完成整個系統(tǒng)的上料工作，將大工件輸出，判斷出其顏色，并將其信息發(fā)給后一站。此站可配合觸摸屏或組態(tài)控制而為整個系統(tǒng)的主站。主機：可采用三菱系列、西門子系列，此次設(shè)計采用的是西門子S7-200系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)組成模塊：回轉(zhuǎn)料斗〔采用齒輪減速電動機控制〕、提升裝置〔采用氣缸控制〕、光電識別組件〔光電傳感器行程開關(guān)〕2〕供料單元功能簡介：作用是為加工過程逐一提供加工工由雙作用氣缸從料倉中逐一推出工件，轉(zhuǎn)換模塊上的真空吸盤將工件吸起，在旋轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動下將工件移動至下一個工作站的傳輸位置。主機：三菱系列、西門子系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：真空組件、旋轉(zhuǎn)模塊、供料模塊。3〕加工單元功能簡介：工件將在旋轉(zhuǎn)平臺上被檢測及加工。通過具有四個工位的加工旋轉(zhuǎn)平臺，進行加工模擬，并進行加工質(zhì)量的模擬檢測。主機：三菱系列、西門子S系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)組成模塊：平臺、模擬鉆孔模塊、模擬檢測組件4〕安裝單元功能簡介：該單元提供兩色小工件，并能將其輸入大工件的空腔中。氣缸將料倉中的兩色小工件交替推出，由真空吸盤吸取，通過轉(zhuǎn)臂輸入到大工件的空腔中。主機：三菱FX系列、西門子S系列。擴展模塊：：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：送料模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、真空組件。5〕搬運單元功能簡介：該搬運單元由無桿氣缸、橢圓形活塞氣缸和夾爪等部件組成，通過移動、上下伸縮、抓取等動作，將前一單元上的工件傳入下一執(zhí)行單元。主機：三菱FX系列、西門子S系列。擴展模塊：：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：提升模塊、氣動夾爪組件、直線運動無桿缸。6〕安裝搬運單元功能簡介：將工件從前一站搬運至下一站，并可在本站上完成大、小工件的組成。主機：三菱FX系列、西門子S系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：直線轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運動模塊、氣動夾爪裝置。7〕操作手單元功能簡介：操作手單元由不同的氣動執(zhí)行部件組成，通過擺動、伸縮、氣動抓取等動作，將前一單元上的工件傳入下一執(zhí)行單元的輸入工位。主機：三菱FX系列、西門子S系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。組成模塊：伸出及提升模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、氣動夾爪組件。8〕立體存儲單元功能簡介：該站為倉庫存儲的模擬，它將系統(tǒng)加工完成的合格產(chǎn)品，按照不同類別，進行分類立體存放。主機：三菱FX系列、西門子S系列。擴展模塊：485PPIMPIProfibus網(wǎng)絡(luò)。步進電機及驅(qū)動器：Start組成模塊：步進電機控制模塊、滾珠絲桿模塊、工件推出組件、立體倉庫。1.3物流過程在明白了系統(tǒng)的組成之后，通過下列圖可以了解系統(tǒng)的工作過程安裝搬運單元安裝搬運單元傳送帶單元搬運單元上料檢測單元操作手單元加工單元立體存儲單元安裝單元二.安裝單元的設(shè)計與結(jié)構(gòu)2.1安裝單元的功能氣動安裝機械手是較復(fù)雜的一個控制系統(tǒng)，主要表達在它的機械動作復(fù)雜，電氣控制聯(lián)鎖關(guān)系較多。采用PLC對氣動安裝機械手進行自動控制，既解決了本系統(tǒng)上料模塊和安裝模塊、推料氣缸和平移氣缸之間的互鎖關(guān)系，也解決了本系統(tǒng)與其他機械單元之間的協(xié)同作業(yè)，很好地實現(xiàn)了氣動安裝機械手的上料、吸料、安裝和聯(lián)絡(luò)等功能?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)過運行調(diào)試，設(shè)備動作順暢、性能穩(wěn)定、可靠性高。2.2安裝搬運單元組合的形式氣動安裝機械手的氣動控制回路如圖2

所示。氣動系統(tǒng)由氣源、氣動三聯(lián)件OZ、電磁閥、節(jié)流閥、真空發(fā)生器和各種氣缸組成。氣源工作壓力：最小6bar，最大8bar。翻轉(zhuǎn)、平移換向閥采用二位五通雙電控電磁閥，推料、吸料電磁閥采用二位五通單電控電磁閥。電磁閥均選用AIRTAC

公司型號為4V110-M5

的產(chǎn)品。氣缸選用SMC

公司的產(chǎn)品，翻轉(zhuǎn)氣缸1A選用CDM2B20-45

型，

平移氣缸2A

選用CDJ2B16-60-B

型，推料氣缸3A

選用CDJ2B10-60-B

型。為了使各執(zhí)行元件運動平穩(wěn)，各氣缸2個氣口裝有單向節(jié)流閥。翻轉(zhuǎn)前限/

后限、平移左限/

右限、推料伸限/

收限的行程位置用氣缸開關(guān)檢測，氣缸開關(guān)選用SMC

公司的D-C73

產(chǎn)品。真空發(fā)生器選用SMC

公司的ZU07L

型。2.3安裝單元系統(tǒng)組成模塊序號模塊名稱1料倉模塊2轉(zhuǎn)運模塊3小工件平臺4氣動處理組件5I/O接線端子6閥組2.4安裝搬運單元的機械結(jié)構(gòu)機械手安裝單元的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。系統(tǒng)主要組成局部有：上料模塊和安裝模塊。上料模塊主要由2個圓桶料倉、推料裝置、料倉平移氣缸和支架組成。上料模塊主要用于依次將2個料倉中的工件2推放到吸料工作臺上，等待吸盤機械手取料。在兩個氣缸的兩端都安裝有磁性開關(guān)，分別用于判斷兩個氣缸運動的極限位置。推料氣缸和平移氣缸的配合靠延時來實現(xiàn)。安裝模塊主要由真空發(fā)生器、吸盤、機械手、翻轉(zhuǎn)氣缸和翻轉(zhuǎn)裝置等組成。真空吸盤用于抓取工件2。吸盤內(nèi)腔的負壓(真空)是靠真空發(fā)生器產(chǎn)生的。安裝模塊工作過程：吸料→機械手向前翻轉(zhuǎn)→安裝(放料)→機械手向后翻轉(zhuǎn)三、電機的執(zhí)行機構(gòu)

3.1S7-200PLC系列的介紹德國的西門子〔SIEMENS〕公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程控制器是1975年投放市場的SIMATICS3系列的控制系統(tǒng)。在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程控制器中，產(chǎn)生了SIMATICS5系列，取代了S3系列，之后在二十世紀末又推出了S7系列產(chǎn)品。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATICS7、M7和C7等幾大系列。從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7-200系列小型PLC開展經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU21X，主機都可以進行擴展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU22X，是在二十一世紀初投放市場的，速度快，具有較強的通訊能力，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可以加擴展模塊。SIMATICS7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大局部組成如圖2.4所示1〕硬件

根本單元、擴展單元、特殊功能模塊、相關(guān)設(shè)備

2〕工業(yè)軟件

工業(yè)軟件是為更好的管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之配套的程序、文檔及其規(guī)那么的總和，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾類構(gòu)成。a．

CPU介紹及I/O系統(tǒng)〔如表2.1〕b．

主機外形SIMATIC

S7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機〔CPU模塊〕的外形如圖2.5所示。c．

根本結(jié)構(gòu)特點

CPU各有晶體管輸出(直流輸出)和繼電器輸出〔交、直流輸出〕兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號如表2.2所示

表2.2各種CPU輸出電壓、電流的比照d．

擴展模塊及根本功能〔1〕功能模塊擴展

當需要完成某些特殊功能的控制系統(tǒng)，CPU主機可以擴展特殊功能模塊，一般是特殊功能模塊有SM253位置控制模塊，EM241調(diào)制解調(diào)器模塊等。

〔2〕輸入輸出擴展

S7-200PLC的CPU所提供的本機I/O點和I/O地址是固定的，進行擴展時可以在CPU右邊連接多個擴展模塊連接。每個擴展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。編制方法就是同種類型輸入或輸出點的模塊在鏈中按與主機的位置而遞增，其他類型模塊的有無及所處的位置不影響本類型模塊的編號。

最大I/O配置的預(yù)算需考慮映像存放器數(shù)量及電流提供能力。各CPU能提供的最大5VDC電流如2.3表

表2.3

CPU的最大擴展電流e．

S7-200之間的PPI通信

PPI協(xié)議是專門為S7-200開發(fā)的通信協(xié)議。S7-200CPU的通信口〔Port0、Port1〕支持PPI通信協(xié)議，S7-200的一些通信模塊也支持PPI協(xié)議。Micro/WIN與CPU進行編輯通信也通過PPI協(xié)議。S7-200CPU的PPI網(wǎng)絡(luò)通信是建立在RS-485網(wǎng)絡(luò)的硬件根底上，因此其連接屬性和需要的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備與其它RS-485網(wǎng)絡(luò)一致。

S7-200

CPU之間的PPI網(wǎng)絡(luò)通信只需要兩條簡單的指令，它們是網(wǎng)絡(luò)讀〔NETR〕和網(wǎng)絡(luò)寫〔NETW〕指令。在網(wǎng)絡(luò)讀/寫通信中，只有主站需要調(diào)用NETR/NETW指令，從站只需編輯處理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)〔取用或準備數(shù)據(jù)〕。在S7-200系統(tǒng)中，無論是組成PPI、MPI、還是Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)用到的主要部件都是一樣的。3.2傳感器的分類和選型

傳感器〔英文名稱：transducer/sensor〕是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

1〕

傳感器的組成

傳感器的組成傳感器的種類繁多，其工作原理、性能特點和應(yīng)用領(lǐng)域各不相同，所以結(jié)構(gòu)、組成差異很大。但總的來說，傳感器通常由敏感器件、轉(zhuǎn)換器件及測量電路組成，有時還加上電源電路。

a．敏感器件(sensing

element)是指傳感器中能直接感受被測量的變化，并輸出與被測量成為確定關(guān)系的某一物理量的器件。敏感器件是傳感器的核心，也是研究、設(shè)計和制作傳感器的關(guān)鍵。這里膜盒就是敏感器件，其外部與大氣壓力相通，內(nèi)部感受被測壓力戶。當壓力戶變化時，引起膜盒上半部移動，即輸出相應(yīng)的位移量。

b．轉(zhuǎn)換器件(

transduction

element)是指傳感器中能將敏感器件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號的局部。它把輸入的位移量轉(zhuǎn)換成電感的變化。需要指出的是，并不是所有的傳。感器都能明顯地區(qū)分敏感器件和轉(zhuǎn)換器件兩局部的，有的傳感器轉(zhuǎn)換器件不止一個，需要經(jīng)過假設(shè)干次的轉(zhuǎn)換，有的傳感器那么是兩者合二為一的。

c．測量電路(measuring

CIRCUIT)又稱轉(zhuǎn)換電路或信號處理電路，它的作用是將轉(zhuǎn)換器件輸出的電信號進行進一步的轉(zhuǎn)換和處理，如放大、濾波、線性化、補償?shù)龋垣@得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實現(xiàn)顯示、記錄、處理及控制等功能。測量電路的類型視傳感器的工作原理和轉(zhuǎn)換器件的類型而定，一般有電橋電路、信號放大電路、阻抗變換電路、振蕩電路等。2〕

傳感器的分類

a．按傳感器能量變換關(guān)系進行分類

按能量變換關(guān)系，傳感器分為發(fā)電型傳感器和參量型傳感器。

b．按傳感器輸入量(即被測參數(shù))進行分類

按輸入量分類，傳感器以被測物理量命名，如位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。c．按傳感器的輸出量進行分類按輸出量分類，傳感器可分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器兩類。模擬式傳感器是指傳感器的輸出信號為模擬量，數(shù)字式傳感器是指傳感器的輸出信號為數(shù)字量。

d．按傳感器工作原理進行分類

按傳感器的工作原理為依據(jù)分類，可分為電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器等。3.3傳感器的工作原理及其應(yīng)用

1〕

電感式接近開關(guān)

電感式傳感器為信號發(fā)生器，它被用于在加工機械，機器人，生產(chǎn)線

以及傳送帶系統(tǒng)中檢測和功能相關(guān)

的動作,并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號。它是以非接觸的方式工作的。當有金屬物體接近規(guī)定的感應(yīng)距離時，傳感器會發(fā)出一個電信號。電感式接近開關(guān)就是利用電渦流效應(yīng)制造的傳感器。

a．高頻振蕩型電感式接近開關(guān)

它以高頻振蕩器〔LC振蕩器〕中的電感線圈作為檢測元件，利用被測金屬物體接近電感線圈時產(chǎn)生的渦流效應(yīng)，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號調(diào)理電路將該變化轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸出，從而到達檢測的目的。

b．差動線圈型電感式接近開關(guān)

它有兩個電感線圈，由其中一個電感線圈作為檢測線圈，另一個電感線圈作為比擬線圈；由于被測金屬物體接近檢測線圈時會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，從而引起檢測線圈中磁通的變化，檢測線圈的磁通與比擬線圈的磁通進行比擬，然后利用比擬后的磁通差，經(jīng)由傳感器的信號調(diào)理電路將該磁通差轉(zhuǎn)換成電的開關(guān)量輸出，從而到達檢測的目的。

2〕

電感式接近開關(guān)的通用符，如圖3.3所示。3〕

電感式傳感器的特點

無機械磨損和撕扯動作，因此使用壽命長；不會因灰塵或觸點焊接在一起而出現(xiàn)故障；無觸點反彈，因此無切換故障；切換頻率高達3000Hz；抗震；安裝位置隨意；黃色LED顯示切換狀態(tài)；完全密閉，防護等級高。

3.4控制面板連線

控制面板有七個按鍵，分別是開始鍵、復(fù)位鍵、特殊鍵、“手/自”鍵、單聯(lián)鍵、停止鍵、上電鍵和急停鍵。這七個按鍵一端共用24V電壓，另一端依次接往CPU的I1.0，I1.1，I1.2，I1.3，I1.4，I1.5，I1.6，I1.7.其中，開始鍵和復(fù)位鍵上還接了兩個燈，連線方法是燈的一端接零伏電壓，另一端依次接往CPU的Q1.0，Q1.1。MPS的控制面板如圖3.3所示。各開關(guān)的控制功能定義為：

帶燈按鈕，綠色

開始

帶燈按鈕，藍色

復(fù)位帶燈按鈕，黃色特殊

兩位旋鈕，黑色

自動/手動

兩位旋鈕，黑色

單站/聯(lián)網(wǎng)

帶燈按鈕，紅色停止

帶燈按鈕，黃色

上電

急停按鈕，紅色

急停

當需要控制PLC的輸入輸出時，要將24

線插頭從上料檢測單元引導我們的實驗板上來。以下是具體連線方法。首先將上料檢測單元中執(zhí)行面板連線端子排上的24

線插頭和其對應(yīng)的插座分開，然后將插頭引入我們的板子上，在板子上已經(jīng)焊好與之相對應(yīng)的插座，可以完成從上料檢測單元到控制面板的連接。在控制面板的另一側(cè)，又有一個24線插座，通過一個兩端是插頭的連線連回到上料檢測單元執(zhí)行面板的插座里。上料檢測單元中控制面板的插頭也用上述方法，與控制板相連接。這樣，當我們想要完成分類工作的時候，只需要將控制板上插座的24

跟線對應(yīng)連接就可以完成了。3.5氣動元件的特點以及選型

氣動元件通過氣體的壓強或膨脹產(chǎn)生的力來做功的元件，即將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)換為動能的機件。如氣缸，電磁閥，蒸汽機等。它是一種動力傳動形式，亦為能量轉(zhuǎn)換裝置，利用氣體壓力來傳遞能量。3.5.1

氣動元件的特點：

1〕氣動裝置結(jié)構(gòu)簡單、輕便、安裝維護簡單。壓力等級低、故使用平安。

2〕工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡單，不污染環(huán)境，本錢低。

3〕輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動作速度一般為50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快。

4〕可靠性高，使用壽命長。電器元件的有效動作次數(shù)約為百萬次，而SMC的一般電磁閥的壽命大于3000萬次，小型閥超過2億次。

5〕利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實現(xiàn)集中供氣?？啥虝r間釋放能量，以獲得間歇運動中的高速響應(yīng)。可實現(xiàn)緩沖。對沖擊負載和過負載有較強的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動裝置有自保持能力。

6〕全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在高溫場合使用。

7〕由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供給，遠距離輸送。

氣動技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)來傳動和控制機械的一門專業(yè)技術(shù)。由于它具有節(jié)能、無污染、高效、低本錢、平安可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種機械和生產(chǎn)線上。

3.5.2安裝單元氣動元件種類及結(jié)構(gòu)符號

1〕導向氣缸

導向氣缸的外形、結(jié)構(gòu)及符號如圖3.5和圖3.6所示。

雙作用雙活塞式氣缸，行程長度250mm，用于機械手單元X軸的左右伸縮，雙活塞氣缸是由兩個活塞進行驅(qū)動的，因此在相同高度的情況下能產(chǎn)生2倍于標

準氣缸的推力。

雙作用雙活塞式氣缸，行程長度80mm，用于機械手單元Y軸的上下伸縮，其特點是該氣缸結(jié)構(gòu)簡單，將導軌和氣缸做于一體，如圖3.7所示2)電磁換向閥電磁閥是用來控制流體的自動化根底元件，屬于執(zhí)行器；并不限于液壓，氣動。電磁閥用于控制液壓流動方向，工廠的機械裝置一般都由液壓鋼控制，所以就會用到電磁閥。氣動電磁閥里有密閉的腔，在不同的位置開有通孔，氣動電磁閥的每個孔都向不同的油管，腔中間有閥，兩面是兩塊電磁鐵，那面的電磁線圈通電閥體就會被吸引到那邊；氣動電磁閥是用來控制流體的自動化根底元件，屬于執(zhí)行器；氣動電磁閥并不限于液壓，氣動電磁閥用于控制液壓流動方向，工廠的機械裝置一般都由液壓鋼或電磁閥來控制，如圖3.8和圖3.9所示。3)雙電控二位五通閥

如下列圖3.10為雙電控二位五通閥的工作原理圖。它有兩個電磁鐵，當右線圈通電、左線圈斷電時，閥芯被推向右端，其通路狀態(tài)是P與A、B與T2相通，A口進氣、B口排氣。當右線圈斷電時，閥芯仍處于原有狀態(tài)，即具有記憶性。當電磁左線圈通電、右斷電時，閥芯被推向左端，其通路狀態(tài)是P與B、A與T1相通，B口進氣、A口排氣。假設(shè)電磁線圈斷電，氣流通路仍保持原狀態(tài)。3.6真空吸盤的概述以及選型真空吸盤的特點

真空吸附裝置是依靠真空源產(chǎn)生的真空吸力來對物體進行起吊、搬運及夾持的一種省力機械。和機械、電磁起吊裝置相比,具有以下特點:(1)結(jié)構(gòu)簡單、本錢低;(2)安裝方便、操作容易,(3)維修費用少;(4)不損傷工件;(5)吸附、放開工件迅速,(6)工件材料的種類不限,(7)最大吸附力有限,(8)難以得到準確的位置精度。真空吸盤是真空吸附裝置的執(zhí)行元件,它將真空能轉(zhuǎn)化為機械能。真空吸盤設(shè)計的合理程度直接影響著真空吸附裝置的工作性能。根據(jù)不同的應(yīng)用場合,有效地選擇、設(shè)計真空吸盤是成功地應(yīng)用真空吸附技術(shù)的關(guān)鍵之一。真空吸盤的結(jié)構(gòu)和選型圖3.12(a)為普通型直進氣吸盤,靠頭部的螺紋可直接與真空發(fā)生器的抽吸口相連省掉接管道。圖3.12(b)為普通型側(cè)向進氣吸盤,其中彈簧用來緩沖吸盤部件的運動慣性,減小對工件的撞擊力。圖3.12(c)為帶支撐楔的吸盤,這種吸盤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,變形量小,并能在豎直{吸吊物體時產(chǎn)生更大的摩擦力。圖3.12(d)為采用金屬骨架,由橡膠壓制而成的碟盤形大直徑吸盤,吸盤作用面采用雙重密封結(jié)構(gòu)面,大徑為輕吮啟動面,小徑為吸牢有效作用面。柔軟的輕吮啟動使得吸著動作特別輕柔,不傷工件,且易于吸附。圖3.12(e)為波紋型吸盤,利用波紋的變形來補償高度的變化,往往用于工件的高度難以確定的場合。圖3.12(f)為球鉸式吸盤,吸盤可適應(yīng)工件吸附外表的傾斜而自由轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動范圍可達30°-50°,吸盤體普通型吸盤上的抽吸孔通過貫穿球節(jié)的孔,與安裝在球節(jié)端部的吸盤相通。在實際的教學實驗當中一般會用到〔a〕型，因為結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。四、安裝單元電氣控制4.1安裝單元氣動原理圖當該單元上電并通氣之后，開關(guān)量的輸入經(jīng)PLC后輸出，包括4個電磁閥，1Y,2Y,3Y是三位四通電磁換向閥，4Y為二位二通電磁換向閥，共同控制氣缸的運動，以實現(xiàn)抬起，擺動，下降，夾緊，放松等動作。4.2安裝單元輸入輸出電氣原理圖安裝單元輸入I/O地址表安裝單元輸出I/O地址表4.3安裝單元各局部電氣控制圖PLC控制板布置端子排連線表急停系統(tǒng)控制回路控制面板連線端子排控制面板連線圖控制面板示意圖系統(tǒng)電源連線圖4.4安裝單元總體電氣原理圖將以上各局部連接起來，這便完成了安裝單元的總體電氣原理圖圖a圖b由于圖，圖b看起來并不方便，所以可以將PLC的連線單獨取出，畫出簡圖以a更直觀。各個端子的連線五、安裝單元程序框圖按照上述控制要求，繪制氣動安裝機械手的工藝流程如圖3

所示。氣動安裝機械手的控制流程比擬復(fù)雜。起動系統(tǒng)，進入安裝等待步;單站方式或聯(lián)絡(luò)方式下有安裝請求信號來后，吸料，吸料機械手向前翻轉(zhuǎn)。放料控制和上料控制分支流程同時進行。上料控制分支流程又有左料倉上料和右料倉上料兩種選擇。上料完畢，吸料機械手向后翻轉(zhuǎn)，此時氣動安裝機械手的機械返回到了原點。為了能使程序流程不出錯，必須使程序的步進狀態(tài)也要正確地返回原點。在S27步，發(fā)送安裝完畢信號后，用第4站的聯(lián)絡(luò)信號——搬取結(jié)束信號4C5B作為程序步進狀態(tài)返回原點的轉(zhuǎn)換條件。PLC的程序用步進指令編程實現(xiàn)，控制程序分為：安裝等待、吸料、機械手前翻、安裝、安裝結(jié)束等待、推料、料倉判斷、料倉左移或右移、上料結(jié)束等待、機械手后翻、發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號及復(fù)位等待，加上初始步共13步動作。單站控制方式和聯(lián)絡(luò)控制方式的程序共用。在安裝等待步，如果是單站工作方式，那么延時后進入下一步，如果是聯(lián)絡(luò)工作方式，那么等待安裝請求信號，信號有效時，才進入下一步。為了防止兩種控制方式?jīng)_突，在步進控制程序外的控制方式選擇程序中，需設(shè)置兩種控制方式的互鎖。六安裝搬運單元程序網(wǎng)絡(luò)1是程序的初始化，將裝置置于初始狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)2局部的程序是將機械手抬高，按下開始，I0.0，I0.6，I0.2，I1.5端口的輸入，使Q0.0，Q0.2端口輸出，此輸出端口由1Y1和2Y1控制，1Y1使1B1伸出，2Y1使2B2伸出，共同使機械手抬高。并實現(xiàn)自鎖。網(wǎng)絡(luò)3是使機械手擺動至傳送帶處，Q0.0輸出后該程序開始執(zhí)行，I0.3，I0.1，I0.6，I1.5端口輸入使Q0.1，Q0.3端口輸出。并實現(xiàn)自鎖。網(wǎng)絡(luò)4是擺動到位后下降，Q0.1，Q0.3任何一個輸出后執(zhí)行該程序段，在I0.5，I1.5端口輸入，由Q0.6輸出。Q0.6電磁閥4Y2控制機械手的下降。并實現(xiàn)自鎖。網(wǎng)絡(luò)5是機械手夾緊工件，Q0.6輸出后執(zhí)行該段程序，I0.4，I1.5端口輸入，輸出Q0.5端口，Q0.5由電磁閥3Y2控制3B1夾緊，從而夾緊工件。并實現(xiàn)自鎖功能。網(wǎng)絡(luò)6是機械手夾帶工件抬高，Q0.5輸出后執(zhí)行該段程序，I0.6，I1.5端口輸入，Q0.6端口輸出。Q0.6電磁閥4Y2控制機械手的下降。并實現(xiàn)自鎖。網(wǎng)絡(luò)7是轉(zhuǎn)回至高臺處，I0.0，I0.2，I0.6，I1.5端口輸入，Q