机械自动化的学生可以进行自行设计新方案,在自动生产线上按照自己想象设计制造、加工、装配等新的制造工艺,创新自己的设想,实现整体的设计方案,同时教师可在机械传动中、电气传动中设置故障,让学生排查,锻炼和培养学生解决问题的能力和与同学合作能力,达到培养21世纪实际高级技能型的人才。
高级人才的目标:
坚实的基础理论知识;创新开发的进取理念;具有定性和定量的检测与分析能力;具备动手和排除故障的判断能力;能与他人合作共创共建的交往能力。
实践工程一送料装置<装配一站)
一、实践目的:
1、了解装配一站的装配过程
2、观察机械传动的全过程
3、了解每种传感器的功能和在此站的作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉全部电气接线与功能
二、实践材料:
1、整套装配一站机械设备
2、整机配套,西门子“S7200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、装配一站接线图,电气原理图、气动原理图
三、实践内容:
1、检查机械传动部分及PLC上的输入输出点的接线是否与图纸完全一致。
检测本站中S7200的通讯地址是否与S7300硬件通讯中设置的地址相同,以便使用总线控制。
2、进行无工件手动测试。
3、将手动/自动转换开关:
拨到“手动”。
4、按下启动按钮,同步带同向转动,观察间歇机构,电机每一转,同步带下降一次每两转同步带下降一个工件。
5、如果一切正常,开始将工件主体装入分料箱,从上开口向内装料,并保证料在两条同步带的同一层中,装好一个工件再按启动,工件下降一位,按停止键装第二个工件,依次可装进七个主体模块。
6、检测传感器位置,手动测试,托盘到位时托盘下传感器是否有输出信号<用万能表检测)。
移开托盘,传感器无输出信号。
7、检测气缸定位是否到位,到位工作指示灯亮。
8、定位气缸到位后,手动进行装配一站的手动装配,将工件主体下降到托盘,工件下落后定位气缸放行,托盘带工件下行,工作指示灯灭。
9、根据手动功能的全过程,编写PLC程序。
四、编程要求:
首先设计本站开关盒上每个按钮的作用,同时总站开关盒可对各站进行控制<总站开关盒的详细说明见总站编程),此要求为每站必须编写内容,以后各站将不在详述。
1、工件托盘到位后,工作指示灯亮,显示机械开始工作,2秒后送料电机启动。
2、主体工作靠自重下落到托盘后,电容传感器检测工件确实到位后启动定位气缸,同时第二站必须是预备工作状态,才可将工件放行,继续工作;
3、定位气缸放行,托盘沿传送带下行,工作指示灯灭,同时进行3秒延时,3秒后气缸复位,该站恢复预备工作状态。
五、问题
1、该站使用了哪些机械传动机构?
2、本站为什么采用有机玻璃作为主体结构?
现实生活中应采用什么材料?
附:
下料单元I/O分配表
输入
输出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
托盘检测
I0.0
1
传送电机
Q0.0
2
工件检测
I0.1
2
下料电机
Q0.1
3
止动气缸复位
I0.2
3
止动气缸
Q0.2
4
止动气缸到位
I0.3
4
工作指示灯
Q0.3
5
启动
I2.0
5
Q
6
手动/自动
I2.1
6
Q
7
停止1
I2.2
7
Q
8
急停1
I2.3
8
Q
9
I
9
Q
10
I
10
Q
控制面板详细说明:
1、“220V电源”:
此电源分为两组,前面一组为外设电源,可供外部设备使用;另一组为本站电源,由其开关进行控制,当开关闭合时,本站电源得电,对应的本站执行装置可以工作,开关打开时,本站处于无电状态,而外设电源仍然有电,不受此开关控制。
2、“可编程序控制器S7-226和总线扩展模块EM277”:
将正确的程序输入到PLC中,即可控制各执行装置动作的执行情况,也可通过总线扩展模块使本站由总线进行整体的控制。
3、“PLC输入/输出状态指示灯”:
此指示灯对应着PLC各个输入和输出点,显示其输入/输出状态。
4、“手动/自动按钮”:
拨到“自动”时由总站进行控制。
拨到“手动”时可手动进行本站操作,只有当此按钮拨到“手动”位置时“启动按扭”和“停止按钮”才可具有控制作用。
5、“启动按钮”:
首先启动底层的传送电机,然后按先后顺序和各种传感器的检测情况进行相应的动作。
6、“停止按钮”:
按下此按钮时本站的动作均处于停止状态,按启动后可继续工作。
7、“急停按钮”:
遇到紧急情况,按下此按钮强制性的将各种设备处于停止工作状态,此时按其它按钮均不起作用,只有当急停按钮旋起时,各种设备才能正常工作。
8、“220V指示灯和24V指示灯”:
本站电源开关闭合时,220V指示灯亮,本站处于工作状态;开关打开时,灯灭,本站处于停止工作状态。
9、“模拟量扩展模块的接口位置”:
为模拟单元预留。
在模拟单元中增加两个模拟量模块。
10、在分检单元和升降梯与高架叠层仓库单元中220V指示灯和24V指示灯的位置为两个按钮,在分组实验时可以通过此按钮定义销钉的材质情况和工件是否合格。
在系统整体运行时,可根据检测单元检测到的实际情况进行动作,不需用到此按钮。
实践工程二加盖单元<装配二站)
一、实践目的:
1、了解翻转定位装配的工作原理
2、观察蜗轮蜗杆减速机的结构
3、了解连杆机构及连轴器的工作原理
4、了解每种传感器的功能和在此站的作用
5、用PLC控制整站过程并编程
6、熟悉全部电气接线与功能
二、实践材料:
1、整套装配二站机械设备
2、整机配套,西门子“S7200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、装配二站接线图,电气原理图、气动原理图
三、实践内容:
1、检查机械传动部分是否与图纸完全一致,检查编程器输入/输出点的接线情况,核对总线的通讯地址。
2、进行无工件手动测试。
3、将手动/自动转换开关:
扭向“手动”。
4、按启动按钮,电机开始启动,同步带同向转动,观察连杆机构,电机带动蜗轮蜗杆减速机转动<减速比为1:
10),主摆臂动作,进行取、放工件。
5、如果一切正常,开始将工件放在料槽内,工件靠本身自重滑行到位。
6、检测传感器位置,手动测试,托盘带主体件到位后,传感器是否有输出信号。
7、检测气缸定位是否到位,若到位工作指示灯亮。
8、当托盘带主体到达定位口并检测到位后,开始装配上盖。
将上盖与主体准确装配后,定位气缸放行,托盘带工件下行,工作指示灯灭。
9、根据手动功能的全过程,编写S7200的程序。
四、编程要求:
1、当托盘从一站下行至此,二站托盘检测到位,且携带工件主体,同时上盖检测无信号输出时<即无上盖时),启动下料电机,本站工作指示灯亮。
2、PLC通过两个继电器控制电机正反转,电机带动减速机使摆臂动作,主摆臂从料槽中取出上盖,翻转180度,当碰到放件控制板时复位弹簧松开,此时摆臂碰到限位开关后停止,上盖靠自重落入工件主体内。
3、放完工件后,摆臂回到初始状态。
4、当上盖检测传感器检测到上盖放好后,延时2秒,止动气缸放行,至下一站,工作指示灯灭,止动气缸复位,该站恢复预备工作状态。
五、问题:
1、该站使用了哪些机械传动原理?
2、摆臂两侧采用限位开关的作用是什么?
附:
加盖单元I/O分配表
输入
输出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
上盖检测
I0.0
1
取件
Q0.0Q0.1
2
托盘检测
I0.1
2
放件
Q0.1
3
止动气缸至位
I0.2
3
工作指示灯
Q0.2
4
止动气缸复位
I0.3
4
止动气缸
Q0.3
5
摆臂至位
I0.4
5
传送电机
Q0.4
6
摆臂复位
I0.5
6
Q
7
手动/自动
I2.0
7
Q
8
启动
I2.1
8
Q
9
停止
I2.2
9
Q
10
急停
I2.3
10
Q
实践工程三穿销单元<装配三站)
一、实践目的:
1、了解旋转装配的机械传动结构
2、观察销钉的存放与下降原理
3、了解每种传感器的功能和在此站的作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉全部电气接线与功能
二、实践材料:
1、自动装销钉单元
2、整机配套,西门子“S7200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具一套
5、电器接线图,电气原理图、气动原理图
三、实践步聚:
1、将气缸与旋转装配传动机构托勾,用于推、拉旋转装配体,观察运动过程,与销钉连动原理。
2、将气缸与旋转装配机构重新接好,打开气源开关,用手动开关控制二位三通阀门推动气缸往返活动。
<注意:
应在无销钉时检测工件主体中孔的位置与本站销钉穿入的位置是否吻合。
)
3、以上步骤进行完后,将“手动/自动”转换开关打到手动,按“启动按钮”,观察电磁阀运动过程。
4、根据本单元动作过程,检查各传感器的功能。
止动气缸到位止动气缸复位
销钉气缸到位销钉气缸复位
托盘检测
销钉检测
5、根据PLC的I/O分配情况表检查编程器输入/输出点的接线是否正确。
6、根据手动功能的全过程,编写S7200的程序。
四、编程要求:
1、当托盘带工件主体下行至本站,托盘检测到位后,销钉检测为主体内无销钉,此时进行3秒延时,延时时间到后,销钉气缸置位,开始穿销钉,工作指示灯亮。
2、当销钉气缸穿完销钉后销钉气缸复位,且进行延时。
3、2秒后,止动气缸放行,工作指示灯灭,托盘带工件下行,本站恢复就绪状态。
五、问题:
该站使用了哪些机械传动原理?
附:
穿销单元I/O分配表
输入
输出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
销钉检测
I0.0
1
止动气缸
Q0.0
2
托盘检测
I0.1
2
工作指示灯
Q0.1
3
止动气缸至位
I0.2
3
销钉气缸
Q0.2
4
止动气缸复位
I0.3
4
传送电机
Q0.3
5
销钉气缸至位
I0.4
5
Q
6
销钉气缸复位
I0.5
6
Q
7
手动/自动
I2.0
7
Q
8
启动
I2.1
8
Q
9
停止
I2.2
9
Q
10
急停
I2.3
10
Q
实践工程四模拟单元<装配四站)
一、实践目的:
1、了解电炉丝的加热原理和加热过程
2、了解PLC对模拟量控制的编程过程
3、了解每种传感器的功能和在此站的作用
4、用PLC控制整站过程并编程
5、熟悉全部电气接线与功能
二、实践材料:
1、模拟单元
2、整机配套,西门子“S7200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具一套
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践步聚:
1、检查机械传动部分是否与图纸完全一致,检查编程器输入/输出点的接线情况,核对总线的通讯地址。
2、将“手动/自动”转换开关拨到手动,按启动按钮进行手动控制。
3、启动喷气阀,观察喷气情况。
4、观察电炉丝的加热情况。
5、根据本单元动作过程,检查各传感器的功能。
6、根据手动功能的全过程,编写S7200的程序。
四、编程要求:
1、托盘带工件下行至此站,托盘检测传感器检测到托盘到位,启动喷气阀,进行延时。
2、500ms后关闭喷气阀,用最大的加热程度加热,持续8秒。
3、8秒后停止,循环读取输入。
<用热电阻输入值和设定值46°比较,若小于输入值则按50%的最大加热程度加热,一直加热到当循环读取的输入值大于或等于设定值时,跳出。
)加热停止,启动风扇散热,进行延时。
4、5秒后止动气缸放行,托盘带工件下行,风扇停,同时进行3秒延时。
5、延时时间到后,止动气缸复位,循环标志和采样标志清零。
本站进入预备工作状态。
五、问题:
1、该站的PLC输入和输出与其它站有何不同?
2、模拟量输入输出的编程特点是什么?
附:
模拟单元I/O分配表
输入
输出
序号
名称
I/O
备注
序号
名称
I/O
备注
1
托盘检测
I0.0
1
止动气缸
Q0.0
2
温度检测
I0.1
2
喷气阀
Q0.1
3
止动气缸至位
I0.2
3
风扇
Q0.2
4
止动气缸复位
I0.3
4
工作指示灯
Q0.3
5
手动/自动
I2.0
5
传送电机
Q0.4
6
启动
I2.1
6
Q
7
停止
I2.2
7
Q
8
急停
I2.3
8
Q
9
I
9
Q
10
I
10
Q
实践工程五检测单元<装配五站)
一、实践目的:
1、了解PROFIBUS的功能
2、了解每种传感器的功能和在此站的作用
3、用PLC控制整站过程并编程
4、熟悉全部电气接线与功能
二、实践材料:
1、检测单元
2、整机配套,西门子“S7200”可编程序控制器
3、万用表
4、电工工具
5、电器接线图、电气原理图、气动原理图
三、实践基本知识介绍:
现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通讯网络。
优点:
1、具有较高的性能价格比,系统综合成本降低。
导线连接附件减小,设计安装方便,调试、维护费用大幅度的减少,维护和改造停工时间将减少60%~80%。
2、系统性能的提高,使控制系统的档次跨越了一个台阶。
自动诊断、显示故障位置,诊断包括总线节点的通讯故障,电源故障,以及现场装置和连接件的断路、短路故障,从而使设备维护人员可以迅速发现系统的各种故障位置和状态。
3、采用数字信号通讯,有效提高了系统的测量和控制精度。
4、安装快速、简便、更适合设备的改造和更新。
5、可靠的数据传输、快速的数据响应、强大的抗干扰能力。
6、PROFIBUS,占目前世界工业总路线的24%以上,这是最优的总线,世界范围的标准是标准化的开放式通讯网络,即PLC作为主控制器与现场设备数据交换的通讯网络,12Mbps是其最快的通讯速率,扫描1000个I/O点的时间少于1ms。
7、一个系统可以有126个节点,数千个模拟量和数字量。
8、一个独立模块,可连接8个以下现场装置,扩展模块,通过接口模块连接到总线上,根据需要可以最多扩展至256个点。
9、本模块可直接连接Profibus-DP总线上,它最多可连接8个开关输入,同时可驱动4个开关量执行器。
10、输入具有共用短路保护功能,每个通道有一个绿色LED指示信号状态一个绿/红双色总线LED指示模块的在线/离线状态。
四、实践内容
1、检查各种传感器的工作情况。
气缸到位传感器<非接触式)气缸复位传感器<非接触式)
托盘到位传感器<电感式)材质检测<磁感式)
色差检测<智