项目实训四：柔性生产制造系统顶销单元设计、安装与调试

实训目的：了解顶销单元机械结构，了解电感式、电容式传感器的应用、直流减速电机的应用，掌握顶销单元电气系统设计，掌握顶销单元PLC程序设计。

一、系统功能

传感器（4SQ1）检测到有托盘时，电机（M7）启动，带动拨销轮旋转，当传感器（4SQ2）检测到销钉时，电机（M7）停车。长行程直线气缸电磁阀（4YV1）通电，将销钉顶入工件内。传感器（4SQ3）检测到工件中有销钉时，直线气缸电磁阀断电，限位气缸电磁阀(4YV2)通电，允许托盘通行，经延时后，限位气缸电磁阀断电。顶销单元图如图6.1所示。

二、主要电气设备清单

1、S7-226 PLC 2、EM277 DP通信模块 3、Profibus-DP总线及连接器 4、三位短柄选择开关 5、两位短柄选择开关 6、平头按钮 7、急停按钮 8、指示灯 9、传感器 10、电动机 11、继电器 12、电磁阀 13、学习板

14、电源插座 图6.1 顶销单元图

三、系统结构简图

系统结构图如图6.2所示。

图 6.2 顶销单元系统结构图

四、系统启动及其主要动作

顶销单元只有满足原点条件时，按下〈启动〉按钮后，设备才可能处于运行工作状态。顶销单元的原点启动条件为：

1、传送带上托盘检测位置处没有放置托盘。 2、长行程直线气缸处于未穿销位。

3、限位气缸处于阻挡位。

当顶销单元位于运行原点时，按下启动按钮后，该单元传送带开始转动，本站〈运行〉指示灯点亮。当托盘及工件运动到该单元时，限位气缸阻止其放行，该单元开始一个新的工作周期。此时，传感器（4SQ1）检测到有托盘到位，电机（M7）启动，带动拨销轮旋转，当传感器（4SQ2）检测到拨销轮上的定位金属时，电机（M7）断电停车。延时2秒后，长行程直线气缸电磁阀（4YV1）通电，将销钉顶入工件。当传感器（4SQ5）感应到气缸运动到穿销位（4SQ5）时，销钉被顶入工件内，然后直线气缸电磁阀（4YV1）断电。2秒后，若传感器（4SQ3）检测到工件中有销钉时，限位气缸电磁阀(4YV2)通电，允许托盘通行，经延时2秒后，限位气缸电磁阀断电，一个工作周期结束。

若长行程气缸做完4次顶销动作后，传感器（4SQ3）仍未检测到工件中有销钉，时，说明该单元由报警情况发生，即该站缺料，需要续加销钉。若为单机模式，则本站报警灯（HL21）点亮。若为联机模式，则本站报警灯（HL21）、总站的报警灯（HL5）和警示器上报警灯（HL-S2）将点亮。报警过程中，长行程直线气缸电磁阀（4YV1）重复通、断电做穿销动作，直至该站续加销钉后，传感器 （4SQ3）检测工件中有销钉后穿销动作停止。

当按下复位按钮时，PLC内部清除当前工作状态。

五、控制系统硬件部分

1、硬件清单

本单元所用硬件清单如表6.1所示。

表6.1 顶销单元硬件清单表

序号 1 2 代 名 称 号 SB21 选择开关 SB-A4选择开关 、SB-B4 SB22 按钮 SB23 SB24 SB25 HL18、HL20 按钮 按钮 急停按钮 指示灯 数量 规 格 型 号 1 2 备注 LA42X3-40/B “S”， 三运行状态选择 位四常开短柄，黑色 LA42X2-10/B “S”， 二交流、直流开位一常开短柄，黑色 关 AL42P-10/G “S”，一常开，绿色 AL42P-10/R “S”，一常开，红色 AL42P-10/Y “S”，一常开，黄色 LA42J-11/R，一常开一常闭，红色 AD17-22/DC24V G，（绿色） 启动 停止 复位 急停 直流、运行指示 3 4 5 6 7 1 1 1 1 2 8 9 10 11 HL19 HL21 指示灯 指示灯 1 1 1 1 ACH4 单相三孔插座 4PC 可编程序控制器 通讯模块 PLC隔离输入板 PLC隔离输出板 继电器 AD17-22/AC220V R，交流指示 （红色） AD17-22/DC24V R，报警 （红色） AC 220V / 6A S7-200-226，24I/16O，西门子 220VAC电源、24VDC输入、继电器输出 EM277，PROFIBUS-DP同上 模块 自制 12 13 1 1 1 14 15 16 17 18 19 20 4KA1、4KA2 4YV1、4YV2 M6 M7 4SQ1 4SQ2 4SQ3 2 AHN22324，坐：松下；传送、AHNA21，24VDC，5A 加销钉控制 MEH-5/2-1/8-P-B 电磁阀 2 费斯托；气阀控制 直流减速电机 直流减速电机 电感式传感器 电感式传感器 数字光纤传感器 舌簧式行程开关 1 1 1 1 1 55ZYN001J2000，直流传送带驱动 24V，传动比1:40，50r/min 70ZYT002J3000，传动比1：加销钉驱动 20，150r/min 21 22 23 24 4SQ4、4SQ5、4SQ6、4SQ7 FU8 FU7、FU71 14X、24X 4 图尔克、托盘检测 NI10-G18-AP6X，PNP，常图尔克、销钉开，三线，10-30DC 位置 传感器(FX-301p)，探头神视、穿销到（FD-G4），12-24DC，位 PNP，三线 ？PNP，常开，三线 费斯托；穿销、限位汽缸到位 Ni10-Q25-AP6X，PNP，常开，三线，10-30DC 熔断器 熔断器 接线端子板 1 2 2 6*30mm，10A 5*20mm，10A 万可电子 2线正面接线端子

2、PLC中的I/O地址分配

单元结构简图中，各电气设备在西门子S7-226 PLC中对应的I/O地址如下表6.2所示。