YL335B的基本组成.docx

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YL335B的基本组成

项目一了解YL-335B自动生产线实训考核装备

1.1YL-335B的基本组成

亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。

其外观如图1-1所示。

图1-1YL-335B外观图

其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。

各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。

分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。

位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。

在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。

传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。

在控制方面，YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。

用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC网络。

小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。

另一方面，掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。

1.2YL-335B的基本功能

YL-335B各工作单元在实训台上的分布如图1-2的俯视图所示。

图1-2YL-335B俯视图

各个单元的基本功能如下：

1、供料单元的基本功能：

供料单元是YL-335B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1-3所示为供料单元实物的全貌。

图1-3供料单元实物的全貌

2、加工单元的基本功能：

把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。

如图1-4所示为加工单元实物的全貌。

图1-4加工单元实物的全貌

3、装配单元的基本功能：

完成将该单元料仓内的金属、黑色或白色小圆柱零件嵌入到已加工的工件中的装配过程。

装配单元总装实物图如1-5。

图1-5装配单元总装实物图

4、分拣单元的基本功能：

完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，实现不同属性（颜色、材料等）的工件从不同的料槽分流的功能。

图1-6给出分拣单元实物的全貌。

图1-6分拣单元实物的全貌

5、输送单元的基本功能：

该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。

输送单元的外观如图1-7所示。

图1-7输送单元外观图

直线运动传动机构的驱动器可采用伺服电机或步进电机，视实训目的而定。

YL-335B的标准配置为伺服电机。

1.3YL-335B的电气控制

1.3.1YL-335B工作单元的结构特点

YL-335B设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。

每一工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。

因此，工作单元机械装置与PLC装置之间的信息交换是一个关键的问题。

YL-335B的解决方案是：

机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。

PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。

两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。

图1-8和图1-9分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。

装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。

PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。

底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。

装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。

其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。

1.3.2YL-335B的控制系统

YL-335B的每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。

1、当工作单元自成一个独立的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元按钮指示灯模块。

按钮指示灯模块如图1-10所示。

模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。

图1-10按钮指示灯模块

模块盒上器件包括：

⑴指示灯（24VDC）：

黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）各一只。

⑵主令器件：

绿色常开按钮SB1一只

红色常开按钮SB2一只

选择开关SA（一对转换触点）

急停按钮QS（一个常闭触点）

2、当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，对于采用三菱FX系列PLC的设备，YL-335B的标准配置是采用了基于RS485串行通信的N：

N通信方式。

设备出厂的控制方案如图1-11所示。

图1-11YL-335B的通信网络

各工作站PLC配置如下：

⑴输送单元：

FX1N-40MT主单元，共24点输入，16点晶体管输出。

⑵供料单元：

FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。

⑶加工单元：

FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。

⑷装配单元：

FX2N-48MR主单元，共24点输入，24点继电器输出。

⑸分拣单元：

FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。

3、人机界面

系统运行的主令信号（复位、启动、停止等）通过触模屏人机界面给出。

同时，人机界面上也显示系统运行的各种状态信息。

人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁。

使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。

使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本，同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。

YL-335B采用了昆仑通态（MCGS）TPC7062KS触摸屏作为它的人机界面。

TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化工控机。

该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率4096×4096），同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统WinCE.NET（中文版）和MCGS嵌入式组态软件（运行版）。

TPC7062KS触摸屏的使用、人机界面的组态方法，将在项目五（分拣单元控制系统实训）中介绍。

1.4供电电源

YL-335B要求外部供电电源为三相五线制AC380V/220V，图1-12为供电电源的一次回路原理图。

图中，总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电开关（3P+N结构形式）。

系统各主要负载通过自动开关单独供电。

其中，变频器电源通过DZ47C16/3P三相自动开关供电；各工作站PLC均采用DZ47C5/2P单相自动开关供电。

此外，系统配置4台DC24V6A开关稳压电源分别用作供料、加工和分拣单元，及输送单元的直流电源。

图1-12供电电源模块一次回路原理图

图1-13配电箱设备安装图

1.5气源处理装置

1、气源处理概述

从空压机输出的压缩空气中，含有大量的水分、油分和粉尘等级污染物。

质量不良的压缩空气是气动系统出现故障的最主要因素，它会使气动系统的可靠性和使用寿命大大降低。

因此，压缩空气进入气动系统前应进行必要的气源处理，适当清除其中的污染物。

工业上的气动系统，常常使用组合起来的气动三联件作为气源处理装置。

气动三联件是指空气过滤器、减压阀和油雾器。

每个元件在系统中的作用分别是：

⑴空气过滤器一般安装在启动系统的入口处，主要目的是滤除压缩空气中的水分、油滴以及杂质，以达到启动系统所需要的净化程度，它属于二次过滤器。

⑵减压阀一般安装在空气过滤器之后，油雾器之前，其主要作用是用来调节或控制气压的变化，并保持降压后的压力值固定在需要的值上，确保系统压力的稳定性减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。

⑶油雾器一般安装在过滤器、减压阀之后，是气压系统中一种特殊的注油装置，其作用是把润滑油雾化后，经压缩空气携带进入系统各润滑油部位，满足润滑的需要。

有些品牌的电磁阀和气缸能够实现无油润滑（靠润滑脂实现润滑功能），便不需要使用油雾器。

这时只须把空气过滤器和减压阀组合在一起，可以称为气动二联件。

2、YL-335B的气源处理组件

YL-335B的气源处理组件使用空气过滤器和减压阀集装在一起的气动二联件结构，组件及其回路原理图分别如图1-14（a）和（b）所示。

图1-14YL-335B的气源处理组件

图中，气源处理组件的输入气源来自空气压缩机，所提供的压力要求为0.6～1.0MPa。

组件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源。

当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之把气路开关向右推入时气路关闭。

组件的输出压力为0～0.8MPa可调。

输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。

进行压力调节时，在转动旋钮前请先拉起再旋转，压下旋转钮为定位。

旋转钮向右为调高出口压力，向左旋转为调低出口压力。

调节压力时应逐步均匀地调至所需压力值，不应一步调节到位。

本组件的空气过滤器采用手动排水方式。

手动排水时当水位达到滤芯下方水平之前必须排出。

因此在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。