自动化生产线安装与调试项目一自动供料机设计与运行.ppt

了解自动线及应用应用于正泰电器股份有限公司的塑壳式断路器自动生产线，包括自动上料、自动铆接、五次通电检查、瞬时特性检查、延时特性检查、自动打标等工序，采用可编程控制器控制，每个单元都有独立的控制、声光报警等功能，采用网络技术将生产线构成一个完善的网络系统。大大提高了劳动生产率和产品质量。1了解自动线及应用是某日化厂的自动灌装线，主要完成上料、灌装、封口、检测、打标、包装、码垛等几个生产过程，实现集约化大规模生产的要求。2了解自动线及应用图1-15为某包装厂粉粒包装码垛生产线，主要完成了自动供料、自动装袋、自动供袋、自动检测、自动码垛等生产包装过程自动化，采用网络通信监控、数据管理实现控制与管理。3自动线综合技术驱动技术网络技术传感技术控制技术机械技术人机接口技术4自动化生产线安装与调试自动化生产线安装与调试主讲人：杜丽萍教授/工程师项目一 自动供料机设计与运行5项目一 自动供料机设计与运行项目名称项目名称自动供料机设计与运行参考学时参考学时14学时项目导入项目导入项目来源于某日用品生产企业，要求为灌装线改进供料机构，将外包圆柱形瓶体推到传送带上，完成供料。随着机电一体化技术的不断发展，应用到轻工业的生产线的生产效率不断提高，企业为提高灌装线的生产效率不断改进原有设备。原有供料机构由人工摆放推送物料，浪费资源，需进一步改进。该项目目前主要应用于装配生产线的供料机构、灌装线的包装供送等，从而能够对各类全自动生产线的供料机构进行工艺分析，完成生产线供料机构的安装与调试、维修。项目目标项目目标通过项目的设计与实现掌握自动供料机的设计与实现方法，了解自动供料机的各项技术，掌握如何将机电类技术综合应用，掌握自动供料机构的故障诊断与排除方法。项目完成的过程中，实现以下目标：1.培养学生对机械及电器元件正确拆装的能力；2正确零件测绘的能力；3正确使用机械工具测绘工具及电器仪表的能力；4理解传感器技术应用原理及正确接线、调整的能力；5理解气动元件工作原理及正确安装与调试的能力；6使用PLC对自动供料机进行编程的能力；7使用计算机处理技术文件的能力（包括AutoCAD绘图）；8正确设计电气控制回路图的能力；9正确设计气路控制回路图的能力；正确解读技术文件的能力；10正确查阅相关技术手册的能力。6项目一 自动供料机设计与运行项目名称项目名称自动供料机设计与运行参考学时参考学时14学时项目要求项目要求完成自动供料机的设计与安装调试，项目具体要求如下：1.完成自动供料机零部件结构测绘设计；2.完成自动供料机气动控制回路的设计；3.完成自动供料机电气控制回路的设计；4.完成自动供料机PLC的程序设计；5.完成自动供料机的安装、调试运行；6.针对自动供料机在调试过程中出现的故障现象，正确对其进行维修。实施思路实施思路根据本项目的项目要求，完成项目实施思路如下：1项目的机械结构设计及零部件测绘加工，时间2学时；2项目的气动控制回路的设计及元件选用，时间4学时；3项目的电气控制回路设计及传感器等元件选用，时间2学时；4项目的可编程控制程序编制，时间4学时；5项目的安装与调试，时间2学时。7项目构思FFS全自动包装码垛生产线粉料全自动包装码垛生产线粒料全自动包装码垛生产线一、自动线的认知 8项目构思自动机冲压机的结构示意图（一）自动机的通用结构 9项目构思自动机冲压机的结构示意图（一）自动机的通用结构 10项目构思（二）自动机的控制系统 1.时序控制系统 时序控制系统是指按时间先后顺序发出指令进行操纵的一种控制系统。时序控制系统有以下优缺点：（1）优点 能完成任意复杂的工作循环调整正常后，各执行机构不会互相干涉，分配轴即使转动不均匀，也不会影响各动作的顺序；能保证在规定时间内，严格可靠地完成工作循环，故特别适合于高速自动机械。（2）缺点 灵活性差；缺乏检查执行机构动作完成与否的装置，故不够安全。2.行程控制系统 行程控制系统是按一个动作运行到规定位置的行程信号来控制下一个动作的一种控制系统。行程控制系统优点缺点：（1）优点 按照“命令回答命令”的方式进行控制，因而安全可靠。（2）缺点 动作持续时间较长，当第一个动作未全部完成时，第二个动作就不能开始，因而循环时间较长，不适合高速自动机械。11项目构思（三）自动线的定义、特点及应用 人们把按照产品加工工艺过程，用工件储存及传送装置 把专用自动机以及辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置的生产系统称作自动生产线，简称自动线或生产线。自动线适宜于如下一些产品生产过程的生产：1）定型、批量大、有一定生产周期的产品。2）产品的结构便于传送、自动上下料、定位和夹紧、自动加工、装配和检测。3）产品结构比较繁杂、加工工序多、工艺路线太长而使得所设计的自动机的子系统太多、结构太复杂、机体太庞大、难以操纵甚至无法保证产品的加工数量及质量。例如缝纫机机头壳体、减速器箱体、发动机箱体等。4）以包装、装配工艺为主的生产过程。例如电池、牙膏类产品的生产；液体、固体物料的称重、填充、包装；汽车、摩托车、电视机组装等。5）因加工方法、手段、环境等因素影响而不宜用自动机进行生产时，可设计成自动线，例如喷漆、清洗、焊接、烘干、热处理等。通过对比分析可知，自动线相当于一台展开布置的或放大了的多工位自动机。12项目构思图1-3 顺序组合自动线1自动机 2传送装置 3贮存装置贮存装置贮料器（四）自动线的组成及分类 13项目构思图1-4 顺序平行组合自动线1自动机 2传送装置（四）自动线的组成及分类 14项目构思图1-5 矩形、环型自动线1输送装置 2、4转向装置 3自动机 5随行夹具（四）自动线的组成及分类 15项目构思（五）自动线的控制系统 自动线是由控制系统操纵着自动线各个组成部分的工艺动作顺序、持续时间、预警、故障诊断和自动维修等。自动线对控制系统有如下一些要求：1）满足自动线工作循环要求并尽可能简单。2）控制系统的构件要可靠耐用，安装正确，调整、维修方便。3）线路布置合理、安全，不能影响自动线整体效果和自动线工作。应在关键部位，对关键工艺参数（如压力、时间、行程等）设置检测装置，以便当发生偶然事故时，及时发讯、报警、局部或全部停车。16项目构思图1-6 立式框型返回式自动线1降落机 2下输送装置 3工件 4自动机 5上输送装置 6提升机（六）自动线的实例 17项目构思图1-7 苹果清洗生产线1水管架 2输送辊 3尼龙绳 4盛果筐 5盛液槽6拨果辊 7加热板 8电机及减速器 9撑杆 10轮（六）自动线的实例 18项目构思图1-7 苹果清洗生产线1水管架 2输送辊 3尼龙绳 4盛果筐 5盛液槽6拨果辊 7加热板 8电机及减速器 9撑杆 10轮（六）自动线的实例 19项目构思图1-8 包装自动线1称量机 2制袋机 3填料机 4封口机 5重量检测器6自动选别机 7整形机 8金属物探测机 9传送带（六）自动线的实例 20项目构思（七）自动机的生产率的分析 生产率是自动机与自动线的重要技术指标。自动机与自动线的生产率的定义:是指单位时间内所能生产产品的数量。它的单位可以是件/min，kg/min，瓶/min 等。自动机的生产率分为三种：理论生产率：自动机械在正常工作状态运转时，单位时间内所生产的产品数量称为理论生产率，常用 表示。实际生产率：考虑发生故障、检修或其他因素引起的停机时间之后而算出的单位时间内生产的产品数量，称为自动机械的实际生产率，常用 表示。工艺生产率：假定加工对象在自动机械上单位时间内的全部时间都连续接受加工，而没有空行程的损失，这时的生产率就称为自动机械的工艺生产率，常用K表示。按自动机械生产过程的连续与否，自动机械可分为间歇作用型和连续作用型两大类。间歇作用型自动机（第I类自动机）的生产率间歇作用型自动机械的特点是，产品在自动机上的被加工、传送和处理等工作，是间歇周期地进行的。21项目构思（八）提高自动机与自动线生产线率的途径 1.减少循环内的空程和辅助操作时间 自动机械中各工作机构的辅助操作时间占有一定比重，在设计工艺方案时，应力求 与基本工艺时间 完全或部分重合。不能重合的运动，在保证基本工艺要求条件下，尽量提高其工作速度，或采取快退慢进的运动机构。2减少基本工艺时间 影响生产率的最直接的因素是。只有从采用先进的新工艺着手，才能提高工艺速度，减少工艺时间。3减少循环外的时间损失 为了减少循环外的时间损失，可从以下几方面入手。1）提高刀具或模具的尺寸耐用度，正确选择其材料、表面处理方法、结构和几何参数，制定合理的加工参数等。减少更换和调整工具的时间。2）减少机械设备的调整时间。3）尽量采用能满足自动操纵和连锁保护的电气设备控制系统，减少停机时间和次数。4）加强检修和维护保养工作；避免额外地延长自动机或自动线的停机时间。22项目构思（九）自动机与自动线的工艺方案选择工艺方案：产品生产工艺过程形式或种类工艺方案选择得是否合理，将直接影响到自动机或自动线的生产率、产品质量、机器的运动与结构原理、机器工作的可靠性以及机器的技术经济指标。工艺方案选定之后，要绘制出工艺原理图（或称工艺流程图）。工艺原理图是设计自动机械的运动系统和结构布局的基础。通常在工艺原理图上应体现以下一些内容：产品的大概特征与组成；从工件到成品（或半成品）的具体工艺方法、工艺过程；工件的运动路线、加工工艺路线；工艺顺序和工位数、工艺操作与辅助操作的顺序和数量；工件在各工位上所要达到的加工状态及要求；执行机构（刀具或工具）与工件的相互位置工艺原理图的绘制方法。23项目构思（九）自动机与自动线的工艺方案选择图1-9 链条装配工艺原理图24项目构思（九）自动机与自动线的工艺方案选择图1-10 化妆品自动灌装工艺原理图25项目构思二、自动供料机结构26气动系统的组成气动执行元件项目构思三、自动供料机的气动控制系统27气动系统的基本组成部分包括哪些呢？请大家根据机器的组成部分先思考一下？机器是由三部分组成：原动机（能量的产生或转换）、传动机构（能量的传递、分配和控制）、工作机（能量的消耗）。气动系统的基本组成部分：压缩空气的产生、压缩空气的传输、压缩空气的消耗（工作机）。气动系统的基本组成示意图如下图所示。项目构思（一）气动系统的基本组成28由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统三个主要部分组成。项目构思（一）气动系统的基本组成29气压产生装置气压产生装置分分水水滤滤气气器器压压力力控控制制阀阀油油雾雾器器方方向向控控制制阀阀消声器消声器流量控制阀流量控制阀汽汽 缸缸气压的传递、分配和控制即输送系统气压的消耗项目构思（一）气动系统的基本组成30压缩机：把机械能转变为气压能。电动机：给压缩机提供机械能，它是把电能转变成机械能。压力开关：被调节到一个最高压力：停止电动机，最低压力，重新激活电动机。单向阀：阻止压缩空气反方向流动。储气罐：贮存压缩空气。压力表：显示储气罐内的压力。自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气排出。冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，以减少系统中的水份。主管道过滤器：它清除主要管道内灰尘、水份和油。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力。项目构思（一）气动系统的基本组成31压缩空气的分支输出管路：压缩空气要从主管道顶部输出到分支管路，以便偶尔出现的凝结水仍留在主管道里，当压缩空气达到低处时，水传到管子的下部，流入自动排水器内，将凝结水去除。自动排水器：每一根下接管的末端都应有一个排水器，最有效的方法是用一个自动排水器，将留在管道里的水自动排掉。空气处理组件：使压缩空气保持清洁和合适压力，以及加润滑油到需要润滑的另件中以延长这些气动组件的寿命方向控制阀：通过对气缸两个接口交替地加压和排气，来控制运动的方向。执行组件：把压缩空气的压力能转变为机械能，图标是一个直线气缸，它也可以是回转执行组件或气动马达等。速度控制阀：能简便实现执行组件的无级调速。项目构思（一）气动系统的基本组成32空气压缩机空气压缩机 (Air compressor)(Air compressor)1.空压机是气压发生装置。空压机将电机或内燃机的机械能转化为压缩空气的压力能。2.按工作原理分类：可分为容积式空压机和速度式空压机。容积式空压机的工作原理是压缩空压机中气体的体积，使单位体积内空气分子的密度增加以提高压缩空气的压力。速度式空压机的工作原理是提高气体分子的运动速度以此增加气体的动能，然后将气体分子的动能转化为压力能以提高压缩空气的压力。3.空气压缩机分为往复式与回转式两大类。往复式可细分为活塞式与膜片式，回转式可细分为叶片式与螺杆式。项目构思（一）气动系统的基本组成334.按空压机输出压力大小分类低压空压机 02 10MPa中压空压机 10 10MPa高压空压机 10 100MPa超高压空压机 100MPa 5.按空压机输出流量(排量)分类微型 1m3Min小型 1 10 m3Min中型 10 100 m3Min大型 100m3Min项目构思（一）气动系统的基本组成34气压发生装置项目构思（一）气动系统的基本组成35空压机的工作原理1.常见的空压机有活塞式空压机、叶片式空压机和螺杆式空压机三种，下图为单级活塞式空压机工作原理。项目构思（一）气动系统的基本组成图1-18 活塞式空气压缩机的工作原理1-杆 2-活塞 3-排气阀 4-进气阀 5-气缸36空压机的工作原理1.单级活塞式空压机通常用于需要（0.3-0.7）Mpa压力范围的系统。在单级压缩机中，若空气压力超过0.6Mpa，产生的过热将大大地降低压缩机的效率。故当输出压力较高时，应采取多级压缩。2.多级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。下面介绍多级空压机工作原理 项目构思（一）气动系统的基本组成37压缩空气的过虑装置（1）主管道过滤器:安装在主要管路中。主管道过滤器必须具有最小的压力降和油雾分离能力，它能清除管道内的灰尘、水份和油。这种过滤器的滤芯一般是快速更换型滤芯，过滤精度一般为35um，滤芯是由合成纤维制成，由于纤维以矩阵形式排列。38压缩空气的过虑装置（1）主管道过滤器39压缩空气的过虑装置（2）标准过滤器标准过滤器主要是指安装在气动回路上，压缩空气从入口进入过滤器内部后，因导流板1（旋风叶片）的导向，产生了强烈的旋转，在离心力作用下，压缩空气中混有的大颗粒固体杂质和液态水滴等被甩到滤杯4的内表面上，在重力作用下沿壁面沉降至底部，然后，经过这样预净化的压缩空气通过滤芯流出，进一步清除其中颗粒较小的固态粒子，清洁的空气便从出口输出。挡水板的作用是防止已积存在滤杯中的冷凝水再混入气流中。定期打开排水阀6，放掉积存的油、水和杂质。标准过滤器的过滤精度为5um。为防止造成二次污染，滤杯中的水每天都应该是排空的。40压缩空气的过虑装置（2）标准过滤器41压缩空气的过虑装置（3）自动排水器(Water separator)自动排水器用来自动排出管道、气罐、过滤器滤杯等最下端的积水。由于气动技术的广泛应用、靠人工的方法进行定期排污已变得不可靠，而且有些场合也不便于人工操作，因此自动排污装置得到广泛应用。自动排水器可作为单独的元件安装在净化设备的排污口处，也可内置安装在过滤器等元件的壳体内（底部）。42压缩空气的过虑装置（3）自动排水器(Water separator)浮子式自动排水器43压缩空气的过虑装置；电机驱动自动排水器44压缩空气的调压装置所有的气动系统均有一个最适合的工作压力，而在各种气动系统中，皆可出现或多或少的压力波动。气动与液压传动不同，一个气源系统输出的压缩空气通常可供多台气动装置使用。气源系统输出的空气压力都高于每台装置所需的压力，且压力波动较大。如果压力过高，将造成能量的损失并增加损耗；过低的压力则出力不足，造成不良效率。例如空压机的开启与关闭所产生的压力波动对系统的功能会产生不良影响。因此每台气动装置的供气压力都需要用减压阀减压，并保持稳定。对于低压控制系统(如气动测量)，除用减压阀减压外，还需用精密减压阀以获得更稳定的供气压力。45压缩空气的调压装置（1）减压阀 减压阀的作用是将较高的输入压力调到规定的输出压力，并能保持输出压力稳定，不受空气流量变化及气源压力波动的影响。减压阀的调压方式有直动式和先导式两种。直动式是借助弹簧力直接操纵的调压方式；先导式是用预先调整好的气压来代替直动式调压弹簧进行调压的，一般先导式减压阀的流量特性比直动式好。直动式减压阀通径小于2025mm，输出压力在01.0MPa范围内最为适当，超出这个范围应选用先导式。46压缩空气的调压装置：直动式减压阀47压缩空气的调压装置（2）先导式减压阀:先导式减压阀是使用预先调整好压力的空气来代替调压弹簧进行调压的，其调节原理和主阀部分的结构与直动式减压阀相同。先导式减压阀的调压空气一般是由小型的直动式减压阀供给的。若将这个小型直动式减压阀与主阀合成一体，则称为内部先导式减压阀。若将它与主阀分离，则称为外部先导式减压阀，它可以实现远距离控制。48（2）先导式减压阀压缩空气的调压装置491.使压缩空气产生油雾主要由油雾器来完成。油雾器是以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，使该压缩空气具有润滑气动元件的能力。目前，气动控制系统中的控制阀、气缸和气马达主要是靠带有油雾的压缩空气来实现润滑的，其优点是方便、干净、润滑质量高。2.普通型油雾器也称为全量式油雾器，把雾化后的油雾全部随压缩空气输出，油雾粒径约为20um。普通型油雾器又分为固定节流式和自动节流式两种，前者输出的油雾浓度随空气的流量变化而变化，后者输出的油雾浓度基本保持恒定。不随空气流量的变化而变化。压缩空气的润滑装置50固定节流式普通型油雾器 压缩空气的润滑装置51截止阀52对于现代气动组件，润滑不一定是必需的。它们可不需供油润滑而长期工作。这些组件的寿命和特性完全是满足现代机械制造高频率的需要。“不需供油润滑”系统的优点包括：a)节省润滑设备，润滑油和维护时加油等成本。b)是最清洁卫生的系统；如在粮食和药品工业中特别重要。c)油不混入到大气中，得到健康和安全的工作环境。压缩空气的润滑装置53 但在要求机件作极高速运动的地方或在气缸口径较大(大约25mm以上)时应采用油雾润滑并尽可能将油雾器直接安装于气缸供气管道上。当然，加油量不能过大，否则将发生下列问题：a.零部件由于加油过多产生故障b.对周围环境产生油雾污染c.设备长期停用后发生零部件结胶d.给正确调整油雾器造成困难 那些由压缩机在产生压缩空气时带入的杂质油则是不能用作为控制系统组件的润滑油的。压缩空气的润滑装置54 油雾器在使用中一定要垂直安装，它可以单独使用，也可以和空气过滤器、减压阀、油雾器三件联合使用，组成气源调节装置（通常称之为气动三联件），使之具有过滤、减压和油雾润滑的功能。联合使用时，其连接顺序应为空气过滤器一减压阀一油雾器，不能颠倒，安装时气源调节装置应尽量靠近气动设备附近，距离不应大于5m。气动三联件（Air service unit）的工作原理图如图、外形图及图形符号如图所示。压缩空气的润滑装置55气动三联件FRL56气动三联件（FRL：Filter Regulator Lubricator）57585960616263646566普通气缸是指缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆的气缸。有单作用和双作用气缸两种。（三）标准双作用直线气缸项目构思图1-32 双作用气缸工作示意图67双作用气缸动作原理（双作用气缸动作原理（Double-acting cylinders）典型气缸的介绍普通气缸 68（三）标准双作用直线气缸项目构思图1-33 节流阀连接和调整原理示意图69（三）标准双作用直线气缸项目构思图1-34 带限出型气缸节流阀气缸外观70（四）单电控电磁换向阀、电磁阀组项目构思图1-35 单电控电磁换向阀的工作原理71（四）单电控电磁换向阀、电磁阀组项目构思图1-36 单电控电磁换向阀的图形符号图1-37 电磁阀组结构示意图72四、传感器（一）磁性开关项目构思图1-38 带磁性开关气缸的工作原理图图1-39 磁性开关内部电路73四、传感器（二）电感式接近开关项目构思图1-40 电感式接近传感器工作原理图1-41 自动供料机上的电感式传感器74四、传感器（二）电感式接近开关项目构思图1-42 安装距离注意说明75四、传感器（三）漫射式光电接近开关项目构思 图1-43 光电式接近开关76四、传感器（三）漫射式光电接近开关项目构思图1-44 CX-441（E3Z-L61）光电开 关的外形和调节旋钮、显示灯图1-45 CX-441（E3Z-L61）光电开关电路原理图图1-46 MHT15-N2317 光电开关外形77五、常用低压电器元件项目构思图1-48 装置侧的接线端口 图1-49 PLC侧的接线端口图1-50 按钮指示灯模块78一、自动供料机零部件结构测绘设计项目设计图1-51 自动供料机组件79二、气动控制回路设计项目设计设计要求：气动控制回路的工作原理要求，用1A和2A分别表示推料气缸和顶料气缸。用1B1和1B2 分别表示安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2分别表示安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别表示控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。80表1-5 自动供料机的气动控制回路图设计记录单项目设计课程名称自动化生产线安装与调试总学时：90项目一自动供料机构设计与运行参考学时：班级团队负责人团队成员项目设计方案一使用元件：工作原理：项目设计方案二使用元件：工作原理：最优方案设计方法相关资料及资源校本教材、实训指导书、视频录像、PPT课件、包装码垛生产线工作视频等。81三、电气控制回路设计项目设计电气控制回路的设计包括PLC电源接线图及装置侧端口信号端子的分配。在自动供料机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。输入端口中间层输出端口中间层端子号设备符号信号线端子号设备符号信号线223345678982表1-7 自动供料机PLC的I/O信号表项目设计输入端口中间层输出端口中间层序号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按钮/指示灯模块122334455667788991010111283表1-8 自动供料机的电气控制回路图设计记录单项目设计课程名称自动化生产线安装与调试总学时：90项目一自动供料机构设计与运行参考学时：班级团队负责人团队成员项目设计方案一使用传感器元件及型号：使用主令电器元件及型号：使用指示灯型号：项目设计方案一使用传感器元件及型号：使用主令电器元件及型号：使用指示灯型号：最优方案设计方法相关资料及资源校本教材、实训指导书、视频录像、PPT课件、包装码垛生产线电气控制原理图等。84四、PLC程序设计项目设计具体的控制要求为：1）设备上电和气源接通后，若工作站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。若设备准备好，按下启动按钮，工作站启动，“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。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。2)若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作站停止工作，HL2 指示灯熄灭。3)若在运行中料仓内工件不足，则工作站继续工作，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。根据以上设计要求，设计自动供料机的工艺流程图。85一、机械结构安装项目实现图1-52 连接成整体支架图1-53 T型槽安装86一、机械结构安装项目实现图1-54 锁紧螺母四条边平行位置图1-55 固定物料板87一、机械结构安装项目实现图1-56 节流阀与各气缸的锁紧图1-57 总体连接88一、机械结构安装项目实现图1-56 节流阀与各气缸的锁紧图1-57 总体连接注意：气缸安装板和铝合金型材支撑架的连接，是靠预先在特定位置的铝型材“T”型槽中放置预留与之相配的螺母，因此在对该部分的铝合金型材进行连接时，一定要在相应的位置放置相应的螺母。如果没有放置螺母或没有放置足够多的螺母，将造成无法安装或安装不可靠。89一、机械结构安装项目实现图1-58 装料管敲入底座方式图1-59 完成安装注意：机械机构固定在底板上的时候，需要将底板移动到操作台的边缘，螺栓从底板的反面拧入，将底板和机械机构部分的支撑型材连接起来，底板和支撑型材的连接如图1-60所示。90二、气路连接和调试项目实现连接步骤：从汇流排开始，按照设计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。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，伸出速度以不推倒工件为准。91三、电气接线项目实现注意：电气接线包括，在工作站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。92四、自动供料机单站控制项目实现1）程序结构：有两个子程序，一个是系统状态显示，另一个是供料控制。主程序在每一扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序。2）PLC 上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的PLC 控制系统往往有这种常规的要求。3）自动供料机运行的主要过程是供料控制，它是一个步进顺序控制过程。4）如果没有停止要求，顺控过程将周而复始地不断循环。常见的顺序控制系统正常停止要求是，接收到停止指令后，系统在完成本工作周期任务即返回到初始步后才停止下来。5）当料仓中最后一个工件被推出后，将发生缺料报警。推料气缸复位到位，亦即完成本工作周期任务即返回到初始步后，也应停止下来。请画出子程序及状态显示梯形图。93项目运行1）调整气动部分，检查气路是否正确，气压是否合理，气缸的动作速度是否合理。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）检查光电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，运行程序看加工站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。在完成自动供料机的设计与运行过程中，学生填写安装与调试完成情况表，如表1-9所示和调试运行记录表如表1-10所示，教师要把学生的设计及完成情况填写考核评价表如表1-11所示。94项目运行表1-9 安装与调试完成情况表序号内容计划时间实际时间完成情况1整个练习的工作计划2制定安装计划3线路描述和项目执行图纸4写材料清单和领料5机械部分安装6传感器安装7气路安装8连接各部分器件9按质量要求各点检查整个设备10项目各部分设备的测试11对老师发现和提出的问题进行回答12整个装置的功能调试13如果必要，则排除故障14该项目成绩的评估95项目运行表1-10 调试运行记录表观察项目运行情况光电开关(料仓有无)光电开发（料仓满）物料台传感器控制盒中绿灯控制盒中红灯控制盒中黄灯推料气缸顶料气缸96项目运行表1-11 考核评价表评分表：级 班工作形式（请在采用方式前打）个人 小组分工 小组时间：项目所用时间：（）学时项目名称项目内容训练要求学生自评教师评分自动供料机的安装与调试1 工 作 计 划 和 图 纸（20分）工作计划、材料清单、气路图、电路图、程序清单电路绘图错误每处扣1分；机械手装置运动的限位保护没有设置或绘制错误扣2分；主电路绘制错误每处扣0.5分；电路符号不规范每处扣0.5分，最多扣3分。2.部件安装与连接（20分）装配未能完成，扣3分；装配完成，有件未坚固现象，扣1分。3.连接工艺（20分）电路连接工艺；气路连接工艺；机械安装及装配工艺端子连接，插针压接不牢或超过2根导线，每处扣0.5分，端子连接处没有信号，每处扣0.5分，两项最多扣3分；电路接线没有捆扎或电路接线凌乱，扣2分；机械手装置运动的限位保护未接线或接线错误，扣1.5分；气路连接未完成或有错误，每处扣2分；气路连接有漏气现象，每处扣1分；气缸节流阀调整不当，每处扣1分；气管没有绑扎或气路连接凌乱，扣2分。4.测试与功能（30分）夹料功能；送料功能；整个装置全面检测。启动/停止方式不按控制要求，扣1分；运行测试不满足要求，每处扣0.5分。5职业素养与安全意识（10分）现场操作安全保护符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理符合职业岗位的要求；团队合作有分工有合作；配合紧密；遵守纪律，尊重教师，爱惜设备和器材，保持工位的整洁。97工程训练完成自动供料机的设计运行后，请根据所用的CDIO项目设计过程，自行设计自动冲压机。该项目如图1-61所示，要求如下：在物料台上放工件，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，工件取走后再重复相应的动作。98