加工单元安装调试.docx

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加工单元安装调试

加工单元安装与调试

序言

MPS模块化加工装配生产线是一条适合机电一体化技术专业学生提高自己动手能力和实践技能的一套实用性实训设备。

PLC控制系统可根据用户的要求来配置西门子S7-200系列、S7-300系列、三菱FX系列、松下等。

该设备的每个单元都有两种工作模式，即为单动和联动模式。

在置为单动模式时，这六个单元可以分开来供学生进行一个单元一个单元的实验。

该实验装置的每个单元的机械部件都是典型的工业加工生产中常见的（如料斗、回转工作台、机械手等），均可以方便地固定在铝合金型材上，可供学生进行装拆实验和进行机械部件的调整。

该实验装置的每个单元均有一块按钮板和一块PLC面板固定在柜子上，接钮板上的按钮通过锁孔与PLC面板上的PLC输入端连接、PLC面板上的输出端锁孔与电磁阀连接用来控制每个单元的气动、电动元件。

这些连接可通过锁孔用电线插接。

这样就可以使学生自己对实验单元进行电气及控制设计，学生可根据自己的设计，进行PLC程序编制、接线并调试。

图1MPS模块化生产线

该MPS模块化加工系统的总体工艺流程如图2所示。

上料检测站

搬运站

加工站

安装搬运站

分类站

安装站

图2模块化生产线六单元组成图

项目一安装搬运单元结构与工作原理

任务1-1安装搬运单元技术指标

知识点1-1-1工作台指标

尺寸（长×宽×高）:

720mm×350mm×1500mm

净重量:

40Kg

知识点1-1-2技术指标:

1．供电:

220V/1A

2．执行驱动电压:

24V/2A

3．环境温度:

0-55℃（工作）-20-70℃（保存）

4．相对湿度：

35-85%（不结露）

5．接地：

第三种接地

6．工作环境：

不许有腐蚀性，可燃性气体及导电尘埃

任务1-2工作原理

知识点1-2-1加工单元单站工作原理

图4回转工作台

•当设备接通电源与气源、PLC运行后，首先执行复位动作，钻孔电机上升缩回到位，检测头缩回到位，夹紧头缩回到位，旋转工作台旋转到位。

然后进入工作运行模式，在输入工位上有工件的情况下，当按触启动按钮时，旋转工作台转动，将工件传送到加工工位进行钻孔加工；钻孔加工后，旋转工作台再转动一个工位，将工件送到检测工位进行钻孔质量的检测；最后工件被送到输出工位。

输出工位的工件由搬运单元取走进入下一个工作单元。

•

链接加工单元工作原理

•

任务1-3组成结构

知识点1-3-1控制部分

可编程序控制器（一套）

开关电源:

220V/24V/2A（带短路保护）

控制面板:

八个按钮

I/O接口板

电控气阀及其执行器件

知识点1-3-2顶料加工机构

•

•顶料加工机构主要由双轴气缸、钻孔电机、夹紧固定气缸、竖型材等零件组成。

其工作原理为当工件到达加工位时，夹紧气缸伸出进行夹紧固定，然后钻孔电机进行钻孔加工，待加工完成时。

钻孔气缸缩回后夹紧气缸缩回，完成工件的加工。

用双轴气缸固定钻孔电机并与夹紧固定气缸相配合可以使钻孔电机在钻孔时更加的稳定、高效。

减少加工过程中的误差，以及加工过程中的钻头磨损等。

顶料加工机构拆卸

顶料加工机构装配

顶料加工机构拆卸　　　　

顶料加工机构装配

知识点1-3-3检测机构

•检测机构主要有检测气缸、检测气缸支板、竖型材等零件组成。

其工作过程为当工件到达检测气缸正下方时，检测气缸伸出检测已加工完成的孔，获得的检测的数据作为后续动作的指令依据，即工件若合格则进行后续的加工，若不合格则会被分拣出来，从而保证加工工件的质量。

链接检测机构拆卸

链接检测机构装配

链接检测机构拆卸

链接检测机构装配

知识点1-3-4回转工作台机构

回转工作台机构主要由工作圆盘、工件支块、轴承座、旋转电机等部分组成。

它的主要工作过程为，当检测到有工件放入工件支块时，旋转电机开始旋转工作，依次将工件搬运到钻孔、检测等位置进行相应的钻孔加工、以及加工孔检测等步骤。

回转工作台机构大大提高了工件加工的效率，实现加工稳定高效的要求。

链接回转工作台机构拆卸

链接回转工作台机构装配

链接回转工作台机构拆卸

链接回转工作台机构装配

知识点1-3-5物位与物料检测部件

物位与物料检测部件由金属传感器、光电传感器、传感器支架组成，用于对工件检测和对回转工作台的准确定位，从而提高加工单元运行的精确度。

项目二搬运单元装配

任务2-1装配图识读

技能点2-1-1读装配图的要求

1、了解装配体的名称、用途、性能、结构和工作原理。

2、读懂各主要零件的结构形状及其在装配中的功能。

3、了解各零件之间的装配关系、连接方式，了解装、拆顺序。

技能点2-1-2读装配图的方法和步骤

1、概括了解装配体和零件。

了解装配体的名称、用途，组成装配体的各零件的数量、种类等。

从标题栏中了解装配体的名称是球阀。

是管道系统中启闭或调解流体流量的部件。

有13种零件组成，其中标准件有两种。

2、了解装配关系和工作原理。

3、分析零件，读懂零件形状。

利用装配图的表达方法和投影关系，将零件的投影从重叠的视图中分离出来，读懂零件的基本结构形状和作用。

4、分析尺寸，了解技术要求

读懂装配图中的必要尺寸，分析装配过程中或装配后达到的技术要求，以及对装配体的工作性能、调试与检验等要求。

任务2-2元器件清点

知识点2-2-1元器件的分类

清点元器件不仅仅是为装配做准备工作，而且可以进行经济核算与零件的加工、标准件和外购件的购买。

本次装配共需要三类元器件，即标准件、普通零件和外购件。

技能点2-2-1标准件清点

标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化，并由专业厂生产的常用的零（部）件，如螺纹件、键、销、滚动轴承等等。

广义包括标准化的紧固件、连结件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。

狭义仅包括标准化紧固件。

此类元器件不需要自行加工，可直接购买。

技能点2-2-2普通零件清点

普通零件是无法购买并只适用于本产品的特殊元器件，只能根据工程图进行加工。

清点过程中可将零件目录对应着零件工程图清点。

技能点2-2-3外购件清点

外购件大多数是标准的电子类元件和气动类元件，如图19中的气动元件大多选用的是AirTAC公司的产品。

任务2-3装配过程

技能点2-3-1顶料加工机构装配

顶料加工机构装配可参照加工单元装配过程视频，在实际的装配过程中要严格的按照装配要求，装配顺序进行装配。

对于实际过程中钻孔电机的安装应在双轴气缸安装于竖型材并固定于支板上之后。

这样能更好的提高安装精度。

链接顶料加工装配　

链接顶料加工装配

技能点2-3-2检测机构装配

检测机构的安装可参照加工站装配过程视屏。

在实际的的安装过程中，检测气缸的安装距离回转工作台的高度位置要根据检测气缸的伸出长度进行调整。

从而保证检测机构的检测精度。

链接检测机构装配　

链接检测机构装配

技能点2-3-3回转工作台机构装配

回转工作台机构装配按照加工单元装配过程视频。

实际的装配过程要严格按照装配顺序进行装配装配。

技能点2-3-4物位与物料检测部件

物位与物料检测部件的安装可参照加工单元装配过程视频。

在实际的装配过程中，金属传感器与光电传感器安装顺序在，回转工作台之后，这样便于更准确的进行工件与回转工作台的定位。

技能点2-3-5加工单元总装配

加工单元装配科参照加工单元装配过程视频。

实际的装配过程中许严格按照装配顺序、零件间的配合关系进行装配。

从而避免错装、漏装的现象。

链接加工单元总装

链接加工单元总装

项目三电气回路连接与调试

任务3-1气动回路连接与调试

技能点3-1-1连接步骤：

从汇流排开始，按图26所示的气动控制回路原理图连接电磁阀、气缸。

连接时注意气管走向应按序排布，均匀美观，不能交叉、打折；气管要在快速接头中插紧，不能够有漏气现象。

技能点3-1-2气路调试包括

（1）用电磁阀上的手动换向加锁钮验证顶料气缸和推料气缸的初始位置和动作位置是否正确。

（2）调整气缸节流阀以控制活塞杆的往复运动速度，伸出速度以可正确到位为准。

链接加工单元气动原理

任务3-2电路连接与调试

技能点3-2-1电源系统图识读

技能点3-2-2PLCI/O接口分配图识读

技能点3-2-3安装搬运单元电路原理图识读

技能点3-2-4线路连接

电气接线包括，在工作单元装置侧完成各传感器、电磁阀、电源端子等引线到装置侧接线端口之间的接线；在PLC侧进行电源连接、I/O点接线等。

安装搬运单元装置侧的接线端口上各电磁阀和传感器的引线安排如图29所示

接线时应注意，装置侧接线端口中，输入信号端子的上层端子（+24V）只能作为传感器的正电源端，切勿用于电磁阀等执行元件的负载。

电磁阀等执行元件的正电源端和0V端应连接到输出信号端子下层端子的相应端子上。

装置侧接线完成后，应用扎带绑扎，力求整齐美观。

PLC侧的接线，包括电源接线，PLC的I/O点和PLC侧接线端口之间的连线，PLC的I/O点与按钮指示灯模块的端子之间的连线。

具体接线要求与工作任务有关。

电气接线的工艺应符合国家职业标准的规定，例如，导线连接到端子时，采用压紧端子压接方法；连接线须有符合规定的标号；每一端子连接的导线不超过2根等等。

链接加工单元电路原理

任务3-3调试

技能点3-3-1调试内容

（1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理、恰当，气缸的动作速度是否合适。

（2）检查磁性开关的安装位置是否到位，磁性开关工作是否正常。

（3）检查I/O接线是否正确。

（4）检查电磁接近传感器安装是否合理，灵敏度是否合适，保证检测的可靠性。

（5）放入工件，运行程序，观察加工单元动作是否满足任务要求。

（6）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件，系统都要能可靠工作。

（7）优化程序。

链接加工单元工作原理

链接加工单元工作原理

项目四扩展

任务4-1回转工作台（拓展）

知识点4-4-1数控回转工作台

数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。

它可以与其他伺服进给轴联动．图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。

它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。

工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由蜗杆1传给蜗轮2

为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置来调整间隙。

这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。

但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。

当工作台静止时，必须处于锁紧状态。

为此，在蜗轮底部的辐射方向装有

8对夹紧瓦4和3，并在底座9上均布同样数量的小液压缸5。

当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮2。

在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。

　　回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的回转中心。

数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。

在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。

在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。

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