自动生产线培训资料1交通职业技术学院-技术标准.doc

广东交通职业技术学院自动生产线培训资料

自动生产线培训资料
——广东交通职业技术学院内部使用

自动化实训室
编制
机电系办公室

2010年3月
前言
现代化的自动生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。
本书主要讲述自动生产线系统，以PLC为主，触摸屏、变频器，电机为辅。讲述自动生产线系统的主要内容。
本书是编者在学习自动生产线过程中把平时学到的内容归类在一起而编成，为机电系学生培训和学习自动生产线使用。希望读者在学习过程中加以总结，使其变得更加完善。如需了解自动生产线的更多内容或最新动态，请登陆网址： 了解详情。
鉴于时间仓促和限于编者水平，书中难免有错误及不当之处，恳请读者批评指正。

编者

第一部分 PLC程序控制 4
1.1 自动生产线的基本组成和功能控制 4
1.2 供料站 8
1.2.1 供料单元的工作任务 8
1.2.2 PLC的I/O 信号分配 9
1.2.3 供料单元的控制编程 10
1.3 加工站 13
1.3.1 加工单元的工作任务 13
1.3.2 PLC的I/O信号分配 14
1.3.3 加工单元的控制编程 15
1.4 装配站 19
1.4.1 装配单元的工作任务 19
1.4.2 PLC的I/O信号分配 19
1.4.3装配单元的控制编程 20
1.5 分拣站 26
1.5.1 分拣站的基本要求。 26
1.5.2分拣单元的工作任务 27
1.5.3 PLC的I/O信号分配 28
1.5.3分拣单元的控制编程 29
1.6 输送站 33
1.6.1 加工单元的工作任务 33
1.6.2 PLC的I/O信号分配 35
1.6.3输送单元的控制编程 36
第二部分 触摸屏和参数设定 47
1. 触摸屏 47
1.4 各界面范例如下： 55
2. 伺服驱动器和变频器 56
第三部分 样题 58

第一部分 PLC程序控制
1.1 自动生产线的基本组成和功能控制
亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由供料单元、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。生产线的实物结构在这里不作详细阐述。各个单元的基本功能如下：
· 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。
· 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。
· 装配单元的基本功能：完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。
· 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，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。
· 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。
各工作单元能独立完成其功能任务，同时也可以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1-1所示。

图1-1 YL-335B的通信网络
采用三菱FX系列PLC的YL—335B系统选用N：N网络实现各工作站的数据通讯，N：N网络建立在RS485传输标准上，网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，网络中站点的总数不超过8个。YL-335B系统的 N：N链接网络，通信方式采用半双工通讯，各站点间用屏蔽双绞线相连，如图1-2所示，，接线时须注意终端站要接终端电阻（半双工：R=110欧姆；全双工：R=330欧姆）。各台PLC间的距离在20m以下不用接终端电阻，没接没有很大的影响。RS485最大支持距离为50m。端子SG连接到可编程控制器主体的每个端子，而主体用100欧姆或更小的电阻接地（本系统在内部已完成）。

图1-2 335B PLC链接网络连接
FX系列 PLC N:N通信网络的组建主要是对各站点PLC用编程方式设置网络参数实现的。设置站号时，波特率要统一（建议为断电数据保持，要清零）。FX系列 PLC N:N通信网络中，任何一个站都可以作主站，西门子系统的主站只能选择输送站、分拣站和装配站。
FX系列 PLC规定了与N：N网络相关的标志位（特殊辅助继电器）和存储网络参数和网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N（C）时，N：N网络的相关标志（特殊辅助继电器）如表1-1所示，相关特殊数据寄存器如表1-2所示。
表1-1 特殊辅助继电器
特性
辅助继电器
名称
描述
响应类型
R
M8038
N：N网络参数设置
用来设置N：N网络参数
M，L
R
M8183
主站点的通信错误
当主站点产生通信错误时ON
L
R
M8184～M8190
从站点的通信错误
当从站点产生通信错误时ON
M，L
R
M8191
数据通信
当与其他站点通信时ON
M，L
注：R：只读； W：只写； M：主站点； L：从站点
在CPU错误，程序错误或停止状态下，对每一站点处产生的通信错误数目不能计数。
M8184～M8190是从站点的通信错误标志，第1从站用M8184，…第7从站用M8190。
表1-2 特殊数据寄存器
特性
数据寄存器
名称
描述
响应类型
R
D8173
站点号
存储它自己的站点号
M，L
R
D8174
从站点总数
存储从站点的总数
M，L
R
D8175
刷新范围
存储刷新范围
M，L
W
D8176
站点号设置
设置它自己的站点号
M，L
W
D8177
从站点总数设置
设置从站点总数
M
W
D8178
刷新范围设置
设置刷新范围模式号
M
W/R
D8179
重试次数设置
设置重试次数
M
W/R
D8180
通信超时设置
设置通信超时
M
R
D8201
当前网络扫描时间
存储当前网络扫描时间
M，L
R
D8202
最大网络扫描时间
存储最大网络扫描时间
M，L
R
D8203
主站点通信错误数目
存储主站点通信错误数目
L
R
D8204～D8210
从站点通信错误数目
存储从站点通信错误数目
M，L
R
D8211
主站点通信错误代码
存储主站点通信错误代码
L
R
D82018212～D8218
从站点通信错误代码
存储从站点通信错误代码
M，L
注： R：只读； W：只写； M：主站点； L：从站点
在CPU错误，程序错误或停止状态下，对其自身站点处产生的通信错误数目不能计数。
D8204～D8210是从站点的通信错误数目，第1从站用D8204，…第7从站用D8210。

在表8-1中，特殊辅助继电器M8038（N：N网络参数设置继电器，只读）用来设置N：N网络参数。
对于主站点，用编程方法设置网络参数，就是在程序开始的第0步（LD M8038），向特殊数据寄存器D8176～D8180写入相应的参数，仅此而已。对于从站点，则更为简单，只须在第0步（LD M8038）向D8176写入站点号即可。
例如，图1-3给出了设置输送站（主站）网络参数的程序。

图1-3 主站点网络参数设置程序
上述程序说明如下：
⑴ 编程时注意，必须确保把以上程序作为N：N网络参数设定程序从第0步开始写入，在不属于上述程序的任何指令或设备执行时结束。这程序段不需要执行，只须把其编入此位置时，它自动变为有效。
⑵ 特殊数据寄存器D8178用作设置刷新范围，刷新范围指的是各站点的链接存储区。对于从站点，此设定不需要。根据网络中信息交换的数据量不同，可选择如表1-3（模式0），表1-4（模式1）和表1-5（模式2）三种刷新模式。在每种模式下使用的元件被N：N网络所有站点所占用。
表1-3 模式0 站号与字元件对应表 表1-4 模式1 站号与位、字元件对应表
站点号
元 件

站点号
元 件
位软元件(M)
字软元件(D)
位软元件(M)
字软元件(D)
0点
4点
32点
4点
第0号
—
D0～D3
第0号
M1000～M1031
D0～D3
第1号
—
D10～D13
第1号
M1064～M1095
D10～D13
第2号
—
D20～D23
第2号
M1128～M1159
D20～D23
第3号
—
D30～D33
第3号
M1192～M1223
D30～D33
第4号
—
D40～D43
第4号
M1256～M1287
D40～D43
第5号
—
D50～D53
第5号
M1320～M1351
D50～D53
第6号
—
D60～D63
第6号
M1384～M1415
D60～D63
第7号
—
D70～D73
第7号
M1448～M1479
D70～D73
表1-5 模式2 站号与位、字元件对应表
站点号
元 件
位软元件(M)
字软元件(D)
64点
4点
第0号
M1000～M1063
D0～D3
第1号
M1064～M1127
D10～D13
第2号
M1128～M1191
D20～D23
第3号
M1192～M1255
D30～D33
第4号
M1256～M1319
D40～D43
第5号
M1320～M1383
D50～D53
第6号
M1384～M1447
D60～D63
第7号
M1448～M1511
D70～D73

在图1-3的程序例子里，刷新范围设定为模式1。这时每一站点占用32×8个位软元件，4×8个字软元件作为链接存储区。在运行中，对于第0号站（主站），希望发送到网络的开关量数据应写入位软元件M1000～M1063中，而希望发送到网络的数字量数据应写入字软元件D0～D3中，……,对其他各站点如此类推。
⑶ 特殊数据寄存器D8179设定重试次数，设定范围为0～10（默认=3），对于从站点，此设定不需要。如果一个主站点试图以此重试次数（或更高）与从站通信，此站点将发生通信错误。
⑷ 特殊数据寄存器D8180设定通信超时值，设定范围为5～255（默认=5），此值乘以10ms 就是通信超时的持续驻留时间。
⑸ 对于从站点，网络参数设置只需设定站点号即可，例如供料站（1号站）的设置，如图1-4所示。

图1-4 从站点网络参数设置程序例
如果按上述对主站和各从站编程，完成网络连接后，再接通各PLC工作电源，即使在STOP状态下，通信也将在进行。
1.2 供料站
1.2.1 供料单元的工作任务
工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：
① 设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。
② 若设备准备好，按下启动按钮或接收到网络的启动信号，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被取出后，当为“单站方式”时，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作；当为“全线试方式”时，停止等待下一次信号。
③ 若在运行中按下停止按钮，在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。
④ 若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。
要求完成如下任务。
1、规划PLC的I/O分配及接线端子分配。
2、进行系统安装接线。
3、按控制要求编制PLC程序。
4、进行调试与运行。
1.2.2 PLC的I/O 信号分配
根据工作单元工作任务的要求，供料单元PLC选用FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的 I/O信号分配如表1-6所示。
表1-6 供料单元PLC的 I/O信号表
输入信号
输出信号
序号
PLC输入点
信号名称
信号 来源
序号
PLC输出点
信号名称
信号来源
1
X0
顶料气缸伸出到位
装置侧
1
Y0
顶料电磁阀
装置侧
2
X1
顶料气缸缩回到位
2
Y1
推料电磁阀
3
X2
推料气缸伸出到位
3
Y2

4
X3
推料气缸缩回到位
4
Y3

5
X4
出料台物料检测
5
Y4

6
X5
供料不足检测
6
Y5

7
X6
缺料检测
7
Y6

8
X7
金属工件检测（未用）
8

9
X10

9
Y7
正常工作指示
按钮/指示灯模块
10
X11

10
Y10
运行指示
11
X12
停止按钮
按钮/指示灯模块

12
X13
启动按钮

13
X14
急停按钮（未用）

14
X15
单站/全线选择

供料站使用辅助继电器的功能如表1-7所示。
表1-7 辅助继电器的功能表
M1064
初始化
M50
初态检查
M1065
联机信号
M20
准备就绪
M1066
运行信号
M10
运行信号
M1067
物料不足
M11
停止指令
M1068
物料没有
M34
联机方式
M1069
供料完成
M1070
金属物料（未用）

1.2.3 供料单元的控制编程
供料单元的参考程序如下：

P0

另：以上程序还未用到供料仓最下端的金属传感器（X7），读者在练习时可在供料站供料前使其获取信号使某辅助继电器置1，从而把信号传送到分拣站，使分拣站能对将传送来的金属工件提前作分拣准备。完成分拣后应清零该辅助继电器。
1.3 加工站
1.3.1 加工单元的工作任务
工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：
1、初始状态：设备上电和气源接通后，滑动加工台伸缩气缸处于伸出位置，加工台气动手爪松开的状态，冲压气缸处于缩回位置，急停按钮没有按下。
若设备在上述初始状态，则 “正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。
2、若设备准备好，按下启动按钮或接收到启动信号，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。当为“单站方式”运行时，如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作；当为“全线方式”运行时，等待允许加工信号。
③ 在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。
3、在工作过程中，若按下急停按钮，加工单元立即停止工作。急停按钮复位后，从急停前的断点继续运行。（注：为了使急停发生后，系统停止工作而状态保持，以便急停复位后能从急停前的断点开始继续运行，可以用条件跳转（CJ）指令实现，也用主控指令实现，或保存断点值，复位后返回实现。）
要求完成如下任务。
（1）规划PLC的I/O分配及接线端子分配。
（2）进行系统安装接线和气路连接。
（3）编制PLC程序。
（4）进行调试与运行。
1.3.2 PLC的I/O信号分配
加工单元选用FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的I/O信号表如表1-8所示。
表1-8 加工单元PLC的 I/O信号表
输入信号
输出信号
序号
PLC输入点
信号名称
信号来源
序号
PLC输出点
信号名称
信号来源
1
X000
加工台物料检测
装置侧
1
Y000
夹紧电磁阀
装置侧
2
X001
工件夹紧检测
2
Y001

3
X002
加工台伸出到位
3
Y002
料台伸缩电磁阀
4
X003
加工台缩回到位
4
Y003
加工压头电磁阀
5
X004
加工压头上限
5
Y004

6
X005
加工压头下限
6
Y005

7
X006

7
Y006

8
X007

8
Y007
正常工作指示
按钮/指示灯模块
9
X010

9
Y010
运行指示
10
X011

10
Y011

11
X012
停止按钮
按钮/指示灯模块

12
X013
启动按钮

13
X014
急停按钮

14
X015
单站/全线选择

加工站使用辅助继电器的功能如表1-9所示。
表1-9 辅助继电器的功能表
M1128
初始化
M50
初态检查
M1129
联机信号
M20
准备就绪
M1130
运行信号
M10
运行信号
M1131
加工完成
M11
停止指令
M1132
急停处理
M34
联机方式

1.3.3 加工单元的控制编程
供料单元的参考程序如下：

1.4 装配站
1.4.1 装配单元的工作任务
工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：
1、装配单元各气缸的初始位置为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态，料仓上已经有足够的小圆柱零件；装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态。
设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，且料仓上已经有足够的小圆柱零件；工件装配台上没有待装配工件。则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。
2、若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。如果回转台上的左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。
3、如果回转台上的右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中的操作。
4、完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
5、若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构应立即停止供料，在装配条件满足的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。
6、在运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。
1.4.2 PLC的I/O信号分配
装配单元的I/O点较多，选用三菱FX2N-48MR主单元，共24点输入，24点继电器输出。PLC的I/O分配如表1-10所示。
表1-10 装配单元PLC的 I/O信号表
输入信号
输出信号
序号
PLC输入点
信号名称
信号来源
序号
PLC输出点
信号名称
信号来源
1
X000
零件不足检测
装置侧
1
Y000
挡料电磁阀
装置侧
2
X001
零件有无检测
2
Y001
顶料电磁阀
3
X002
左料盘零件检测
3
Y002
回转电磁阀
4
X003
右料盘零件检测
4
Y003
手爪夹紧电磁阀
5
X004
装配台工件检测
5
Y004
手爪下降电磁阀
6
X005
顶料到位检测
6
Y005
手臂伸出电磁阀
7
X006
顶料复位检测
7
Y006
红色警示灯
8
X007
挡料状态检测
8
Y007
橙色警示灯
9
X010
落料状态检测
9
Y010
绿色警示灯
10
X011
摆动气缸左限检测
10
Y011

11
X012
摆动气缸右限检测
11
Y012

12
X013
手爪夹紧检测
12
Y013

13
X014
手爪下降到位检测
13
Y014

14
X015
手爪上升到位检测
14
Y015
HL1
按钮/指示灯模块
15
X016
手臂缩回到位检测
15
Y016
HL2
16
X017
手臂伸出到位检测
16
Y017
HL3
17
X020

18
X021

19
X022

20
X023

21
X024
停止按钮
按钮/指示灯模块

22
X025
启动按钮

23
X026
急停按钮

24
X027
单机/联机

装配站使用辅助继电器的功能如表1-11所示。
表1-11 辅助继电器的功能表
M1192
初始化
M50
初态检查
M51
供料初位
M1193
联机信号
M20
准备就绪
M52
装配初位
M1194
运行信号
M10
运行信号
M30
物台检测
M1195
装配完成
M11
停止指令
M100
物料不足
M1196
急停处理
M34
联机方式
M101
物料没有
M1197
零件完全没有

1.4.3装配单元的控制编程
装配单元的参考程序如下：

P0

1.5 分拣站
1.5.1 分拣站的基本要求。
分拣单元是YL-335B中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。无论从考核方面，还是从学习方面讲，分拣单元是整个系统中最灵活的单元。其能从不同的角度考核学生掌握PLC的功能指令程度。同时，要完成本单元的任务，还需要掌握变频器的使用，包括其参数设定和正确接线（训练时要引起足够的重视，错误操作会损坏变频器），变频器的相关内容在第二部分会作详细介绍。
了解旋转编码器的工作原理，并正确计算推杆中心点的距离，定位工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。分拣单元主动轴的直径为d=43 mm,则减速电机每旋转一周，皮带上工件移动距离L=π•d =3.14×43=136.35 mm。故脉冲当量μ为μ=L/500≈0.273 mm。按如图1-5所示的安装尺寸，当工件从下料口中心线移至传感器中心时，旋转编码器约发出430个脉冲；移至第一个推杆中心点时，约发出614个脉冲；移至第二个推杆中心点时，约发出963个脉冲；移至第三个推杆中心点时，约发出1284个脉冲。

图1-5 传送带位置计算用图
应该指出的是，上述脉冲当量的计算只是理论上的。实际上各种误差因素不可避免，其误差与传送带主动轴直径（包括皮带厚度）的测量误差，传送带的安装偏差、张紧度，分拣单元整体在工作台面上定位偏差等等相关，因而在分拣单元安装调试时，除了要仔细调整尽量减少安装偏差外，尚须现场测试脉冲当量值。编程时还要考虑到变频器的减速时间（1～1.5S）。根据脉冲当量μ计算值=工件移动距离/高速计数脉冲数，测量到相应值填写到表1-12的相应栏目中。进行三次测试后，求出脉冲当量μ平均值为：μ=（μ1+μ2+μ3）/3=0.2576。
表1-12 脉冲当量现场测试数据
内容
序号
工件移动距离
（测量值）
高速计数脉冲数
（测试值）
脉冲当量μ
（计算值）
第一次
357.8
1391
0.2571
第二次
358
1392
0.2571
第三次
360.5
1394
0.2586

测试脉冲当量值的参考程序如下（图1-6）：

图1-6 脉冲当量现场测试程序

1.5.2分拣单元的工作任务
工作开始时，按钮/指示灯模块上的工作方式选择开关SA应正确置于“单站方式”或“全线方式”位置。单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC旁边的按钮/指示灯模块或网络，具体的控制要求为：
1、设备的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金属或塑料工件进行分拣。为了在分拣时准确推出工件，要求使用旋转编码器作定位检测。并且工件材料和芯体颜色属性应在推料气缸前的适应位置被检测出来。
2、设备上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸均处于缩回位置，则 “正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz 频率闪烁。
3、若设备准备好，按下启动按钮，系统启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以频率固定为30Hz的速度，把工件带往分拣区。
如果工件为白色芯金属件，则该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果工件为白色芯塑料，则该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件为黑色芯，则该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料。
如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。

1.5.3 PLC的I/O信号分配
分拣单元PLC选用三菱FX2N-32MR主单元，共16点输入和16点继电器输出。PLC的I/O信号表如表1-13所示。
表1-13 分拣单元PLC的 I/O信号表
输入信号
输出信号
序号
PLC输入点
信号名称
信号来源
序号
PLC输出点
信号名称
信号输出目标
1
X000
旋转编码器B相
装置侧
1
Y000
STF
变频器
2
X001
旋转编码器A相
2
Y001
RH
变频器
3
X002
旋转编码器Z相
3

4
X003
进料口工件检测
4

5
X004
电感式传感器
5

6
X005
光纤传感器2
6
Y004
推杆1电磁阀

7
X006
光纤传感器1
7
Y005
推杆2电磁阀

8
X007
推杆1推出到位
8
Y006
推杆3电磁阀

9
X010
推杆2推出到位
9
Y007
HL1

按钮/指示灯模块
10
X011
推杆3推出到位
10
Y010
HL2
11
X012
启动按钮
按钮/指示灯模块
11
Y011
HL3
12
X013
停止按钮

13
X014
急停按钮

14
X015
单站/全线

分拣站使用辅助继电器的功能如表1-14所示。
表1-14 辅助继电器的功能表
M1256
初始化
M50
初态检查
M3
黑色工件
M1257
联机信号
M20
准备就绪
M4
金属工件
M1258
运行信号
M10
运行信号
M5
白色小零件
M1259
分拣完成
M11
停止指令

M34
联机方式

1.5.3分拣单元的控制编程
分拣单元的参考程序如下：（说明：下面的参考程序只能实现最简单的分拣功能，存放在特殊数据寄存器的参数应根据脉冲当量值和实际的距离进行设定。若要在触摸屏上显示各槽的工件数，应用到加一指令INC，使相应的特殊数据寄存器的数据传送给触摸屏；若要进行快速分拣，应用到先进先出指令FIFO）。

1.6 输送站
1.6.1 输送单元的工作任务
输送单元工艺功能是：驱动其抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。

具体测试要求如下：
1、输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。
当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。
2、正常功能测试
⑴ 抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出→手爪夹紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。
⑵ 抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。
⑶ 机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。
⑷ 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
⑸抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
⑹ 放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
⑺ 机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
⑻ 放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90°，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。
当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。
3、非正常运行的功能测试
若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但是若急停按钮按下时，输送站机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。
在急停状态，绿色指示灯HL2以1Hz的频率闪烁，直到急停复位后恢复正常运行时，HL2恢复常亮。

1.6.2 PLC的I/O信号分配
输送单元需要使用输出驱动伺服电机的高速脉冲，PLC应采用晶体管输出型。输送单元所需的I/O点较多，并且使用各种定位指令，所以选用三菱FX1N-48MT PLC，共24点输入，24点晶体管输出。表1-15 给出了PLC的I/O信号表。
表1-15 输送单元PLC的 I/O信号表
输入信号
输出信号
序号
PLC输入点
信号名称
信号来源
序号
PLC输出点
信号名称
信号来源
1
X000
原点传感器检测
装置侧
1
Y000
脉冲
装置侧
2
X001
右限位保护
2
Y001
方向
3
X002
左限位保护
3
Y002

4
X003
机械手抬升下限检测
4
Y003
抬升台上升电磁阀
5
X004
机械手抬升上限检测
装置侧
5
Y004
回转气缸左旋电磁阀
6
X005
机械手旋转左限检测
6
Y005
回转气缸右旋电磁阀
7
X006
机械手旋转右限检测
7
Y006
手爪伸出电磁阀
8
X007
机械手伸出检测
8
Y007
手爪夹紧电磁阀
9
X010
机械手缩回检测
9
Y010
手爪放松电磁阀
10
X011
机械手夹紧检测
10
Y011

11
X012
伺服报警
11
Y012

12
X013
～
X023未接线

12
Y013

13

13
Y014

14

14
Y015
报警指示
按钮/指示灯模块
15

15
Y016
运行指示
16

16
Y017
停止指示
17

21
X024
启动按钮
按钮/指示灯模块

22
X025
复位按钮

23
X026
急停按钮

24
X027
方式选择

输送站使用辅助继电器的功能如表1-16所示。
表1-16 辅助继电器的功能表
M1000
全线运行
M50
初态检查
M51
初始位置
M1001
请示供料
M10
运行信号
M52
主站就绪
M1002
允许加工
M11
停止指令
M53
系统就绪
M1003
允许分拣
M34
联机方式
M54
测试完成
M1004
全线急停
M7
越程故障
M101
物料没有
M1007
HMI联机
M1010
单机/全线
M141
通讯

1.6.3输送单元的控制编程
输送单元需要紧急停止处理过程。急停按钮动作，输送站立即停止工作，急停复位后，如果之前机械手处于运行过程中，须让机械手首先返回原点，归零完成后，重新执行急停前的指令。为了实现上面的功能，需要主控指令配合（MC，MCR）。
输送单元程序的控制是使用伺服电机的定位控制，本程序采用FX1N绝对位置控制指令来定位。各工位的绝对位置脉冲数和各工位绝对位置如表1-17所示。
表1-17 伺服电机运行的运动位置
序号
站点
脉冲量
移动方向
0
低速回零（ZRN）

1
ZRN（零位）→供料站 22mm
2200

2
供