第十一章成品和廢品分揀及廢品輸送單元的安裝與調(diào)試自動(dòng)化設(shè)備及生產(chǎn)線的應(yīng)用與維護(hù)目錄11.1單元簡(jiǎn)介11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試11.4任務(wù)三：軟件編程與調(diào)試211.1單元簡(jiǎn)介分揀單元是YL-221柔性生產(chǎn)線的第六個(gè)站，該站通過對(duì)輸送機(jī)的啟?？刂疲孟尬谎b置和相應(yīng)的傳感器檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)托盤的定位控制和廢品工件的分揀過程，并通過延時(shí)啟動(dòng)輸送機(jī)將空托盤和成品分別輸送給下一個(gè)入庫站，同時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)周而復(fù)始反復(fù)工作。311.1單元簡(jiǎn)介分揀單元是由S7-200PLC控制部分、輸送機(jī)部分、4自由度分揀機(jī)械手傳動(dòng)裝置部分及整體框架平臺(tái)部分等組成?？刂撇糠謱?shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)部分和分揀機(jī)械手傳動(dòng)裝置部分的閉環(huán)控制；輸送機(jī)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤的輸送和定位停止；分揀機(jī)械手傳動(dòng)裝置主要根據(jù)托盤的到位停車狀況，首先將成品或廢品抓起，實(shí)現(xiàn)成品或廢品與托盤的分離，然后啟動(dòng)輸送機(jī)將托盤送出本站，同時(shí)分揀機(jī)械手根據(jù)成品或廢品情況選擇兩種狀況，如果是廢品直接由分揀機(jī)械手送入廢品存放溜槽，然后機(jī)械手返回初始位，等待下一個(gè)送料托盤的到來。如果是成品，則需要將輸送完托盤的輸送機(jī)再一次停止，待機(jī)械手將成品旋轉(zhuǎn)90°放在皮帶上后，再重新啟動(dòng)輸送機(jī)，將成品送到下一個(gè)入庫站。411.1單元簡(jiǎn)介11.1.1結(jié)構(gòu)傳動(dòng)原理4自由度機(jī)械手分揀裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳送帶將托盤輸送到限位氣缸定位點(diǎn)，托盤底部的金屬板使托盤檢測(cè)傳感器動(dòng)作后，使輸送機(jī)停止，此時(shí)處于原始位的機(jī)械手，其爪張開并下降將工件夾緊，夾緊工件后的機(jī)械手延時(shí)抬起，同時(shí)托盤限位氣缸動(dòng)作解除限位，待工件脫離托盤后，輸送機(jī)運(yùn)行，將托盤送出分揀；機(jī)械手將抓起的工件，根據(jù)工件的檢驗(yàn)結(jié)果采用兩種動(dòng)作方式。一是當(dāng)工件為廢品時(shí)，抓起工件的機(jī)械手，利用水平移動(dòng)氣缸將工件橫移到廢品槽位置后，爪放松使廢品直接落入廢品槽，然后機(jī)械手退回原位，使系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的分揀過程。511.1單元簡(jiǎn)介11.1.1結(jié)構(gòu)傳動(dòng)原理二是當(dāng)工件為成品時(shí)，首先要再次停止輸送機(jī)運(yùn)行，使皮帶機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，而抓起工件的機(jī)械手，將工件旋轉(zhuǎn)90°后，利用垂直移動(dòng)氣缸將工件下降到皮帶機(jī)上，然后爪松開，松開工件的爪利用垂直移動(dòng)氣缸提升至原位高度后，再將爪旋轉(zhuǎn)到原位角度，同時(shí)輸送機(jī)運(yùn)行將工件送到下一入庫站，并是系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的分揀過程。該單元應(yīng)按執(zhí)行元件、控制元件、檢測(cè)元件、主控單元、動(dòng)力源、本體等結(jié)構(gòu)組成形式進(jìn)行分析。611.1單元簡(jiǎn)介執(zhí)行元件：輸送用直流電機(jī)，限位氣缸，爪氣缸，腕氣缸，垂直移動(dòng)氣缸，水平移動(dòng)氣缸；控制元件：輸送機(jī)電機(jī)的開關(guān)控制元件可選用接觸器；氣缸控制元件選用二位五通單控電磁閥，實(shí)際過程中爪氣缸應(yīng)選用二位五通雙控電磁閥，可保證斷電后的夾緊。檢測(cè)元件：托盤檢測(cè)用電感式傳感器，氣缸前后限位檢測(cè)用電磁傳感器，工件成品和廢品檢測(cè)傳感器（增加）；主控單元：可采用S7-200CPU226，I：24/O：16。動(dòng)力源：?jiǎn)蜗?0Hz220V交流電源，24V直流電源，0.7MPa氣源。本體：平臺(tái)，輸送機(jī)機(jī)架，機(jī)械手氣動(dòng)傳動(dòng)裝置及支架。711.1單元簡(jiǎn)介11.1.2工作過程8圖11-6分揀單元工作流程圖11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.1主回路的設(shè)計(jì)9圖11-7分揀單元主回路11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.2控制回路的設(shè)計(jì)（1）I/O分配表10表11-1I/O分配表輸入輸出I0.0啟動(dòng)按鈕SB1Q0.0KM1輸送機(jī)電機(jī)接觸器I0.1停止按鈕SB2Q0.1YV1爪氣缸二位五通單控電磁閥I0.2急停按鈕SB3Q0.2YV2腕馬達(dá)二位五通單控電磁閥I0.3托盤檢測(cè)Q0.3YV3垂直氣缸二位五通單控電磁閥I0.4限位氣缸限位檢測(cè)Q0.4WV4水平氣缸二位五通單控電磁閥I0.5限位氣缸放行檢測(cè)Q0.5YV5限位氣缸二位五通單控電磁閥I0.6爪氣缸夾緊檢測(cè)Q0.6

I0.7爪氣缸放松檢測(cè)

I1.0腕馬達(dá)左位檢測(cè)

I1.1腕馬達(dá)右位檢測(cè)

I1.2垂直氣缸上位檢測(cè)

I1.3垂直氣缸下位檢測(cè)

I1.4水平氣缸左位檢測(cè)

I1.5水平氣缸右位檢測(cè)

I1.6工件成/廢品檢測(cè)（增）

11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.2控制回路的設(shè)計(jì)（2）PLC硬件接線圖11圖11-8PLC硬件接線圖11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.3執(zhí)行元件的選型設(shè)備選型12表11-4設(shè)備選型表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1輸送電機(jī)M170ZYT002+80JB40H1024V/50W，2.7A11000r/min2輸送電機(jī)M270ZYT002+80JB40H1024V/50W，2.7A11000r/min3限位氣缸SC（方）25mm×2001接頭PC-64水平氣缸SC（方）40mm×600無桿1接頭PC-65垂直氣缸SC（方）40mm×5001接頭PC-66腕擺動(dòng)馬達(dá)SC（方）90°回轉(zhuǎn)1接頭PC-67爪夾緊氣缸SC（方）32mm×1001接頭PC-6自制11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.4控制元件的選型1.接觸器的選型13表11-5接觸器選型表參數(shù)與名稱輸送電機(jī)接觸器KM1電磁擋鐵接觸器KM2備注負(fù)載電流2.7A2.0A

負(fù)載類型DC-2，（1.25～1.5）VDC-2，（1.25～1.5）V接觸器的選型系數(shù)工作制短時(shí)短時(shí)

操作頻率≤120/h≤120/h

額定工作電壓24V24V接觸器線圈額定工作電流4.05A3.00A選型計(jì)算最大電流11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.4控制元件的選型2.氣動(dòng)方向控制閥的選擇14表11-6接觸器選型表參數(shù)與名稱限位氣缸水平氣缸垂直氣缸腕擺動(dòng)馬達(dá)爪夾緊氣缸壓力范圍工作壓力滿足（0.15～0.7）MPa流量接管滿足流量口徑Φ6控制形式二位單控閥二位單控閥二位單控閥二位單控閥二位單控閥使用環(huán)境室內(nèi)常溫室內(nèi)常溫室內(nèi)常溫室內(nèi)常溫室內(nèi)常溫線圈電壓24V24V24V24V24V型號(hào)SMCSY5120-5LZ-C611.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.4控制元件的選型3.設(shè)備選型15表11-7設(shè)備選型表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1接觸器KM1ZD13F-24V-5A線圈：0.9W/24V1觸點(diǎn)：5A/250VAC/30VDC2電磁閥YV1SMCSY5120-5LZ-C6線圈：0.9W/24V1

3電磁閥YV2SMCSY5120-5LZ-C6線圈：0.9W/24V1

4電磁閥YV3SMCSY5120-5LZ-C6線圈：0.9W/24V1

5電磁閥YV4SMCSY5120-5LZ-C6線圈：0.9W/24V1

6電磁閥YV5SMCSY5120-5LZ-C6線圈：0.9W/24V1

7停止按鈕SB1LA19-11/紅安裝孔：Φ24.51觸點(diǎn)：5A/380VAC/220VDC8啟動(dòng)按鈕SB2LA19-11/綠安裝孔：Φ24.51觸點(diǎn)：5A/380VAC/220VDC9急停按鈕SB3LA19-11J/紅安裝孔：Φ24.51觸點(diǎn)：5A/380VAC/220VDC11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.5主控單元的選型16表11-8PLC選型表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1PLCS7-200CPU226

DC/DC/DC1I：24O：1611.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.6檢測(cè)單元的選型1.選型17表11-9選型表參數(shù)與名稱托盤檢測(cè)各氣缸限位檢測(cè)腕檢測(cè)爪檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象鐵磁金屬板磁性環(huán)鐵磁金屬磁性環(huán)檢測(cè)距離≥2mm≥2mm≥2mm≥2mm檢測(cè)滯后時(shí)間≤2ms≤2ms≤2ms≤2ms檢測(cè)頻率≤10ms≤10ms≤10ms≤10ms溫度常溫常溫常溫常溫濕度

亮度室內(nèi)室內(nèi)室內(nèi)室內(nèi)安裝方式支架支架支架支架干擾因素?zé)o無無無傳感器種類電感式電磁式電感式電磁式電源電壓24V24V24V24V11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.6檢測(cè)單元的選型2.選型匯總18表11-10設(shè)備選型表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1電感式接近開關(guān)Ni10-Q25-AP6XDC24V1托盤檢測(cè)距離30mm2電感式接近開關(guān)Ni10-Q25-AP6XDC24V1檢測(cè)距離5mm3電磁式接近開關(guān)TCK與開關(guān)氣缸配套DC24V3氣缸到位檢測(cè)11.2任務(wù)一：設(shè)備選型11.2.7動(dòng)力源的選型1.電源選型19表11-11設(shè)備選型表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1穩(wěn)壓電源VC型號(hào)S-250-2424V，10A1

2斷路器SQ1DZ47-63/2PC3C照明類（7～10）脫扣電流為3A150Hz/230V3斷路器SQ2DZ47-63Z/2PD5D電機(jī)類（10～14）脫扣電流為5A1125V4斷路器SQ3DZ47-63Z/2PB2B電子類（3～5）脫扣電流為2A1125V5熔斷器FU1FS-101熔芯額定電流為5A1DC24V6熔斷器FU2FS-101熔芯額定電流為2A1DC24V7熔斷器FU3FS-101熔芯額定電流為6A1DC24V11.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試硬件部分的安裝調(diào)試，主要對(duì)機(jī)械手和廢料槽、輸送機(jī)、平臺(tái)等范圍內(nèi)的執(zhí)行元件和檢測(cè)元件進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，包括立柱、支架、平臺(tái)、護(hù)板、原件安裝支架、受力基座、運(yùn)動(dòng)平面、活動(dòng)連桿和鉸鏈、齒輪和皮帶及鏈條的傳動(dòng)副、回轉(zhuǎn)軸等的直線度、平面度、垂直度、受力配合的平衡度、螺栓和螺母及墊圈的連接松緊度、孔和軸公差配合的過盈或間隙或過渡等變動(dòng)量的合理性、運(yùn)動(dòng)副過渡摩擦和過渡振動(dòng)的消除、各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)范圍、各檢測(cè)用傳感器的感應(yīng)距離、屏蔽接地、安全接地等方面，在安裝或檢修過程中，要進(jìn)行合理的調(diào)整和處理。2011.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試11.3.1本體結(jié)構(gòu)安裝與調(diào)整對(duì)分揀單元的輸送機(jī)電機(jī)、四自由度氣動(dòng)機(jī)械手、限位氣缸等進(jìn)行手動(dòng)控制模式，通過各執(zhí)行元件的獨(dú)立運(yùn)行過程，檢查其存在的問題。對(duì)平臺(tái)、輸送機(jī)、分揀裝置和廢料槽等的機(jī)架整體的平面性和直線性進(jìn)行調(diào)整和緊固，防止托盤運(yùn)行過程中卡死在前后設(shè)備的連接處，可通過加墊鐵、銅皮、減振橡膠墊等方式進(jìn)行消除；對(duì)分揀裝置和廢料槽的中心點(diǎn)進(jìn)行定位調(diào)整，要求工件和廢料滑槽及輸送機(jī)的中心線落入后重合；檢查各回轉(zhuǎn)裝置的軸承是否運(yùn)動(dòng)自如，如有發(fā)熱、振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)軸承更換；對(duì)各相關(guān)緊固螺絲進(jìn)行松緊度檢查，防止振動(dòng)引起整體機(jī)架的抖動(dòng)和噪聲。2111.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試11.3.2執(zhí)行原件的安裝與調(diào)整對(duì)輸送機(jī)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，檢查回轉(zhuǎn)部位是否有振動(dòng)、噪聲、發(fā)熱等問題，是否需要潤(rùn)滑或進(jìn)行軸承更換；調(diào)整和緊固皮帶輪，防止皮帶輪與軸有不垂直、松動(dòng)等問題；檢查皮帶輪的平面性，避免造成軌跡運(yùn)動(dòng)范圍大和運(yùn)動(dòng)受力問題；調(diào)整主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪的直線型，要求兩皮帶輪運(yùn)動(dòng)在一個(gè)平面。對(duì)4自由度機(jī)械手各執(zhí)行氣缸進(jìn)行調(diào)整，檢查爪氣缸的夾緊與放松是否靈活可靠，左右爪夾在夾緊與放松過程中是否保持對(duì)稱和不變形，設(shè)置放松狀態(tài)為原位狀態(tài)；檢查碗的回轉(zhuǎn)部位是否有振動(dòng)、噪聲、發(fā)熱等問題，是否需要潤(rùn)滑或進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置碗氣缸原位狀態(tài)；調(diào)整提升氣缸的垂直性和平穩(wěn)性，要調(diào)整其垂直性，不能有傾斜和爬行現(xiàn)象；調(diào)整水平橫移氣缸，要求橫移氣缸運(yùn)行時(shí)，能使工件的運(yùn)行保持水平狀態(tài)；2211.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試11.3.2執(zhí)行原件的安裝與調(diào)整同時(shí)要求各氣動(dòng)執(zhí)行元件的運(yùn)行平穩(wěn)，其進(jìn)出口要設(shè)置出口單向節(jié)流閥。對(duì)限位氣缸進(jìn)行調(diào)整，使托盤中心和限位氣缸的軸中心點(diǎn)重合，同時(shí)限位點(diǎn)應(yīng)在輸送機(jī)的中心軸線上，斷電狀態(tài)為限位狀態(tài)，而通電狀態(tài)為放行狀態(tài)。2311.3任務(wù)二：硬件安裝與調(diào)試11.3.3檢測(cè)元件的安裝與調(diào)整對(duì)托盤定位檢測(cè)距離進(jìn)行調(diào)整，要求傳感器檢測(cè)面與托盤底部金屬面的距離為1~5mm，其靈敏度調(diào)整在傳感器可靠動(dòng)作的要求范圍，并調(diào)整定位點(diǎn)的準(zhǔn)確性。對(duì)氣動(dòng)各執(zhí)行元件的兩極限位檢測(cè)采用電磁