柔性生产线的流程图

一、实训目的和要求

1.对整个柔性生产系统的了解和简单操作。

2. 软件梯形程序图的编写。

3掌握S7-300PLC的PROFIBUS通讯方法。

二、实训仪器与设备

1.柔性生产线

2.软件STEP7

3. STEP 7—Micro/WIN 32编程软件

三、实训过程

柔性生产线的流程

由各种不同机械结构组成的传输机构作为加工件的运输平台,在整个生产线上不同位置安装有五个不同功能的加工站,利用各种控制技术及机械加工技术,可完成多种高精度、高效率的加工过程。系统集可编程控制器技术、传感器技术、气动技术、工业机械加工及传动技术、工业总线技术为一体，学生可在该系统进行编程、接线、调试等多项实操过程。整个系统由五个子单元和一个环形流水皮带线单元组成，分别为：供料工作单元、冲压加工单元、直线坐标机器人组装单元、码垛机器人单元、仓库存储单元。

一、气动回路部分

气动传动是以压缩空气为工作介质进行能量传递的一种传动形式。气动传动系统由以下四部分组成：

1 动力元件它将原动机供给的能量转变位气体的压力能，为各类气动

设备提供动力。

2 执行元件如气缸和气动马达。它能将气体的压力能转换为机械能，

输出力和速度，以驱动工作部件。

3 控制元件用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行

元件具有一定的输出力和速度。这类元件包括压力阀、方向阀、流量

阀和逻辑元件等。

4 辅助元件除以上三类元件以外，其余元件称为辅助元件。如过滤器、

干燥器、消音器、油雾器和管件等。它们对保证系统可靠、稳定地工

作起着重要的作用。

在本系统中气缸与电磁阀是SMC 的产品，气缸有标准气缸、双杆气缸、微型气缸、薄型气缸、气动手指等。

二、电容、光电、磁性、机械传感器原理与接线

1光电传感器（光电开关）

对射型光电传感器接线图

对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的光线时输出信号。

漫反射型光电传感器接线图

漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出信号。可以通过调节灵敏度调节VR调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反射性能越好检测距离越远。

光电传感器又分为NPN集电极开路输出和PNP集电极开路输出两种类型。NPN集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为悬空状态。PNP集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。

2．电容传感器

电容传感器基本原理图及接线图

电容传感器也分为NPN和PNP两种类型。在本系统中只使用了PNP型。当被测物接近传感器时输出信号，PNP型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。

3．磁性传感器

又名磁性开关。是在接触到有一定磁性的物质后而导通的传感器。在本系统中用来检测气缸的位置。

4．机械行程开关

机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。在本系统中用常开触点作为位置的标志，用常闭触点作极限位开关。

三、驱动器

本系统采用的是Q2HB44MC和Q2HB68MC 等角度恒力矩细分型驱动器，驱动电压DC24-80V，适配6或8出线电流在6A以下，外径57-86mm 的各种型号的二相混合式步进电机。该产品广泛应用于雕刻机、激光打标、激光内雕机等分辨率较高的小型数控设备上。

特点：

◆高性能、低价格

◆采用独特的控制电路

◆设有12/8档等角度恒力矩细分，最高200细分

◆最高反应频率可达200Kpps

◆步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动减半

◆双极恒流斩波方式

◆光电隔离信号输入／输出

◆驱动电流从0.5A／相到6A/相连续可调

◆单电源输入，电压范围：DC24-80V

驱动器接线示意图

★注：1、千万不要将电源接反，输入电压不要超过DC80V。

2、输入控制信号电平为5V，当高于5V时需要接限流电阻。

3、此型号驱动器由于采用特殊的控制电路，故必须使用6出线或8出线电机。

4、驱动器温度超过70度时，驱动器停止工作，故障O.H指示灯亮，直到驱动器温度降到50度，驱动器自动恢复工作。出现过热保护请加装散热器。

5、过流（负载短路）故障指示灯O.H亮，请检查电机接线及其他短路故障，排除后需要重新上电恢复。

6、欠压（电压小于DC24V），故障指示灯O.H亮。

四、机械部分

1. 上料单元配置

本单元有两台步进电机与步进电机驱动器、一个PLC、一个电源模块。本单元的功能是将工件由料仓送到转盘，转盘转动一定角度后，将钢珠送至工件上，转盘再转动到机械手下方，由机械手将工件抓起运至皮带线上的小车中，进行下一工序。

具体步骤:

1 复位

2 转盘旋转

3 转盘检测传感器检测到转盘、盘停止、转盘定位汽缸定位

4 工件一上料汽缸上料

5 转盘定位汽缸复位、转盘旋转

6 转盘检测传感器检测到转盘、转盘停止、转盘定位汽缸定位

7 上料汽缸二前后汽缸动作、件二上料

8 转盘定位汽缸复位、转盘旋转

9 工件检测传感器检测到工件、转盘停止、转盘定位汽缸定位

10 小车检测传感器检测到小车、小车定位汽缸定位

11 机械手右行至工件上方

12 机械手下降、抓取工件

13 机械手复位、右行至小车上方、

14 机械手下降、松开抓手、将工件放到小车上

15 机械手复位、转盘定位汽缸复位、小车定位汽缸复位、小车运行至下一单元

2. 冲压单元配置

本单元有一台步进电机与步进电机驱动器、一个PLC、一个电源模块。本单元的功能是将工件由皮带线上的小车中抓取至工作台上，再由汽缸将工件送至冲压汽缸下，冲压工件，冲压后将工件送至机械手下方，机械手运行到工件检测传感器处进行检测，如检测到钢珠则将工件送至达皮带线上的小车中，进行下一工序。

具体步骤:

1 复位

2 小车检测传感器检测到小车、小车定位汽缸定位

3 机械手左行至小车上方

4 机械手下降、抓取工件、机械手复位机械手左行至工作台上方