供料单元.docx

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供料单元

第二章供料单元的安装与调试

2.1供料单元的结构

2.1.1供料单元的元件认知

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2-1所示为供料单元实物的全貌。

图2-1供料单元实物的全貌

2.1.2供料单元的结构组成

供料单元的结构组成如图2-2所示。

其主要结构组成为：

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、底板等。

图2-2供料单元的主要结构组成

1．工件推出与支撑及漏斗部分

该部分如图2-3所示。

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到物料台上。

它主要由大工件装料管、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。

图2-3进料模块和物料台

该部分的工作原理是：

工件垂直叠放在料仓中，推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。

当活塞杆在退回位置时，它与最下层工件处于同一水平位置，而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。

在需要将工件推出到物料台上时，首先使夹紧气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层工件推到物料台上。

在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使夹紧气缸返回，松开次下层工件。

这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。

为了使气缸的动作平稳可靠，气缸的作用气口都安装了限出型气缸截流阀。

气缸截流阀的作用是调节气缸的动作速度。

截流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。

图2-4是安装了带快速接头的限出型气缸截流阀的气缸外观。

图2-4安装上气缸节流阀的气缸

图2-5是一个双动气缸装有两个限出型气缸节流阀的连接和调节原理示意图，当调节节流阀A时，是调整气缸的伸出速度，而当调节节流阀B时，是调整气缸的缩回速度。

图2-5节流阀连接和调整原理示意

从图2-4上可以看到，气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置，这两个极限位置都分别装有一个磁感应接近开关，如图2-6（a）所示。

磁感应接近开关的基本工作原理是：

当磁性物质接近传感器时，传感器便会动作，并输出传感器信号。

若在气缸的活塞（或活塞杆）上安装上磁性物质，在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应式接近开关，就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。

当气缸的活塞杆运动到哪一端时，哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。

在PLC的自动控制中，可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。

在传感器上设置有LED显示用于显示传感器的信号状态，供调试时使用。

传感器动作时，输出信号“1”，LED亮；传感器不动作时，输出信号“0”，LED不亮。

传感器（也叫做磁性开关）的安装位置可以调整，调整方法是松开磁性开关的紧定螺钉，让磁性开关在气缸的滑轨里滑动，到达指定位置后，再旋紧紧定螺钉。

图2-6磁感应接近开关

在底座和装料管第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。

漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。

它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。

在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。

图2-7为漫射式光电接近开关的工作原理示意图。

图2-7漫射式接近开关的工作原理

由此可见，若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而次底层处光电接近开关常态，表明工件已经快用完了。

这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。

在控制程序中，就可以利用该信号状态来判断底座和装料管中储料的情况，为实现自动控制奠定了硬件基础。

被推料缸推出的工件将落到物料台上。

物料台面开有小孔，物料台下面也设有一个漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元物料台有无工件的信号。

在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。

2、电磁阀组

阀组，就是将多个阀集中在一起构成的一组阀，而每个阀的功能是彼此独立的。

供料单元的阀组只使用两个由二位五通的带手控开关的单电控电磁阀，两个阀集中安装在汇流板上，汇流板中两个排气口末端均连接了消声器，消声器的作用是减少压缩空气在向大气排放时的噪声。

阀组的组装如图2-8所示。

本单元的两个阀分别对顶料气缸和推料气缸的气路进行控制，以改变各自的动作状态。

图2-8电磁阀组

本单元所采用的电磁阀，带手动换向、加锁钮，有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2个位置。

用小螺丝刀把加锁钮旋到在LOCK位置时，手控开关向下凹进去，不能进行手控操作。

只有在PUSH位置，可用工具向下按，信号为“1”，等同于该侧的电磁信号为“1”；常态时，手控开关的信号为“0”。

在进行设备调试时，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，以改变推料缸等执行机构的控制，达到调试的目的。

2.2供料单元的设备安装

2.3供料单元的气路设计与连线

气动控制回路是本工作单元的执行机构，该执行机构的逻辑控制功能是由PLC实现的。

气动控制回路的工作原理如图2-11所示。

图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸。

1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。

1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。

图2-11供料单元气动控制回路工作原理图

2.4供料单元的电路设计与接线

接线端口采用双层接线端子排，用于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0V），连接片的作用是将各分散端子片进行电气短接，下层端子用作信号线的连接，固定端板是将各分散的组成部分进行横向固定，保险座内插装有2A的保险管。

接线端口上的每一个端子旁都有数字标号，以说明端子的位地址。

接线端口通过导轨固定在底板上。

图2-9和图2-10分别是本单元的接线端口外观和端子接线图。

图2-9供料单元接线端口图

图2-10供料单元端子接线图

2.5供料单元的PLC编程与调试

为了使工作单元按工艺要求正常运转，必须正确地编制PLC应用程序。

2.5.1PLC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号，则所需的PLCI/O点数为8点输入/2点输出。

选用西门子S7-222主单元，共8点输入和6点继电器输出，供料单元的I/O接线原理图如图2-12所示。

图2-12供料单元PLC的I/O接线原理图

2.5.2供料单元的本地控制和网络控制

1、本地控制

YL-335A允许各工作单元作为独立设备运行，但在供料单元中，主令信号输入点被限制为1个，如果需要有启动和停止2种主令信号，只能由软件编程实现。

图2-13是软件实现用一个按钮产生启动/停止信号的一个方法。

图2-13用一个按钮产生启动/停止信号程序

供料单元的工艺过程是一个简单的顺序控制过程，这里不再赘述。

2、网络控制

YL-335A着重考虑采用RS485串行通信实现的网络控制方案，系统的主令信号均从连接到输送站PLC（主站）的按钮/指示灯模块发出，经输送站PLC程序处理后，把控制要求存储到其发送缓冲区，通过调用NET_EXE子程序，向各从站发送控制要求，以实现各站的复位、启动、停止等等操作。

供料、加工、装配、分拣各从站单元在运行过程中的状态信号，应存储到该单元PLC规划好的数据缓冲区，等待主站单元的读取而回馈到系统，以实现整个系统的协调运行。

以第二章所举的例子为例，按表2-2的规划，主站单元发送的控制要求，存放在供料单元VB100处，而供料单元运行过程中需要回馈到系统的状态信号则应写入到VB200处。

弄清楚这些数据存储的地址，就很容易编写网络控制方式下单元的控制程序。

VB100和VB200的具体内容，取决于系统工艺过程的要求，将在第八章中举例说明。