1、柔性生产线工件传送与加工控制实验指导书及报告改柔性生产线工件传送与加工控制实验指导书及报告 （十二）实验报告 48实验须知1.开课后根据自己课程安排要及时选课，不要多选或者少选；2.如有特殊情况不能参加实验，应提前向实验室老师请假。进行必要调换。否则一律按自己选定的时间参加实验，并在规定的时间内完成实验；3.参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习；4.携带实验指导书及实验相关的用具；5.在实验的过程当中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要作与实验无关的事情；8.各项实验设备在使用前要详细的进行检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好。发现丢失或
2、损坏应立即报告；9.要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全；10.要保持实验室内和仪器设备的清洁和整齐美观。工作台面要干净并要搞好室内卫生；11.在离开实验室前，应由指导教师在相关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作；12.对实验结果要进行分析，整理和计算，认真填写实验报告；13.按要求及时交实验报告；14.由于结课后实验报告要由实验室统一保管，因此作过的实验报告若有丢失其成绩只能按不及格处理；15.考核按五级记分制，即优秀、良好、中、及格和不合格。 没有实验成绩及实验成绩不合格的同学不能参加正式考试（确有特殊原因者可申请补做或重做）。兰州
3、理工大学机械工程实践教学中心2014年3月25日(一) 上料单元出料实验1.1.1 实验目的1、了解PLC的工作原理2、掌握PLC进行简单上料控制的方法。1.1.2实验设备1、模块化柔性制造综合实训系统一套；2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。1.1.3实验原理学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，学生可在原控制的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编程电缆写到PLC当中，来验证自己的设计。同时，学生可通过对比不同品牌PLC之间的优缺点，为以后在工业控制设计中对PLC品牌及型号的选择奠定
4、基础。另外，通过本系统应用的PLC与嵌入式控制系统对控制对象的控制，进一步了解它们各自控制方式的特性。PLC上料单元包括两部分。第一部分为上料部分，分为料库、原料推送、工件传送三部分，如图1-1所示：图1-1 上料单元结构图SEN 1用来检测料库工件是否存在，料库气缸将原料推出，由传送带将工件传送至输出端，SEN2检测工件是否至输出工位。 ELN1 推料气缸缩回位置磁性开光。ELP1 推料气缸推出位置磁性开光。第二部分为托盘输送部分，通过传送带将托盘从输入端送至输出端,如图1-2所示。图1-2 上料单元传送带SEN3用来检测输入端工件是否存在，SEN4用来检测输出端工件是否到位。各部件名称和作
5、用介绍如下:YV1:料库气缸电磁阀，通过此电磁阀将工件推出；SEN1:对射光电开关，用来检测工件库是否有工件；SEN2:反射光电开关，用来检测上料部分输出工位是否有工件；SEN3:接近开关，用来检测托盘传送带输入端是否有工件；SEN4:反射光电开关，用来检测托盘传送带输出端是否有工件。本实验中用到的PLC控制部分输入输出点配置表如表1-1所示，请仔细阅读此表。表1-1上料单元控制系统PLC部分输入输出点配置表输入点信号说 明输入状态ONOFFI0.0START启动按钮有效无效I0.1STOP停止按钮有效无效I0.2RESET复位按钮有效无效I0.3CEMG紧急停止按钮有效无效I0.4SEN1供
6、料工位检测对射光电开关有效无效I0.5SEN2工件输出工位检测反射光电开关有效无效I0.6SEN3托盘传送带工件输入端接近开关有效无效I0.7SEN4托盘传送带工件输出端光电开关有效无效I1.0M/A单/联机选择开关单机联机I1.1备用按钮传送带单机启动信号有效无效I1.2ELN1推料气缸缩回位置磁性开关有效无效I1.3ELP1推料气缸伸出位置磁性开光有效无效I1.4报警解除有效无效I1.5U-ALM变频器报警输出点信号说 明输出状态ONOFFQ0.4START-HL启动指示灯有效无效Q0.5STOP-HL停止指示灯有效无效Q0.6RESET-HL复位指示灯有效无效Q0.7ALM-HL报警指示
7、灯有效无效Q1.0M1送料传送带电机启动停止Q1.1YV1推料气缸电磁阀伸出缩回1.1.4 实验步骤1、关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；2、按“面板接线说明”进行接线，然后打开电源开关；3、STEP 7-Micro/WIN中，单击浏览条中查看的“通信”图标 ，或从菜单选择查看 组件 通信；4、从“通信”对话框的左侧窗格，单击显示“设置PG/PC接口”的按钮，选中PC/PPI Cable(PPI) 选项，为PPI电缆下载模式。点击“属性”按钮配置PPI下载线属性。出现属性对话框选中“本地连接”连接到“COM4”，“确定”以后配置完成；5、从“通信”对话框的右侧窗格，单击显示“
8、双击刷新”的蓝色文字，如果您成功地在网络上的个人计算机与设备之间建立了通讯，会显示一个设备列表（及其模型类型和站址）。STEP 7-Micro/WIN在同一时间仅与一个PLC通讯。会在PLC周围显示一个红色方框，说明该PLC目前正在与STEP 7-Micro/WIN通讯。您可以双击另一个PLC，更改为与该PLC通讯；6、按下快捷按钮,将把已经编译好的没有错误的文件下载到PLC中， 7、一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。单击工具条中的“运行”按钮，或选择PLC 运行，转换回RUN（运行）模式；8、程序下载完成后点击“确定”按钮，程
9、序开始运行，此时停止灯亮； 9、将“单/联机”选择开关转向“单机”； 10、按下操作面板上的“复位按钮”，上料部分传送带及托盘传送带运行3s后停止，完成复位。复位时复位指示灯亮，停止灯灭。复位完成复位指示灯熄灭，停止灯亮；11、复位完成后，料库放满工件（盒状工件），按下操作面板上的“启动按钮”，绿灯亮。此时，料库有工件且输出端无工件，则供料气缸电磁阀得电，将工件从料库推出，延时1s；12、延时时间到，供料气缸电磁阀失电缩回，同时送料传送带电机启动；13、输出端工件检测开关检测到工件后，延时2s；14、延时时间到，电机停止运行，工件到达输出端，等待被夹取，停止灯亮，运行灯灭；15、步骤13为上料
10、单元复位步骤，步骤1417为上料部分运行步骤。如需反复运行，请在完成步骤17后，按下操作面板上的“复位按钮”，并取走输出工位工件，然后按下操作面板上的“启动按钮”（步骤14），再次开始运行；16、复位完成后，将托盘放置于传送带输入端（确保传送带运行时，托盘经过输入端工件检测开关）；17、按下备用按钮1（连接可编程控制器输入点I1.1），若托盘传送带输出端无托盘，则传送带启动，绿灯亮；18、当输出端工件检测开关检测到托盘后，开始延时；19、延时1s后，传送带停止运行并请求输出，绿灯灭，红灯亮；20、步骤1922为托盘传送部分运行步骤。如需反复运行，请在完成步骤22后，按下操作面板上的“复位按钮”
11、，并取走托盘输出工位工件，将托盘放置于传送带输入端，然后按下操作面板上的“备用按钮1”，重复步骤1922；21、在任何情况下，按下“停止按钮”或“急停按钮”后，需重新复位，才能启动设备运行；22、参考联机程序，思考一下，如何实现两个单元托盘的传递；23、学生可以在教师的指导下参考本例程编写自己的程序，然后下载到PLC；24、实验做完后，打开程序文件夹中的“上料单元联机程序.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。1.1.5注意事项1、在老师的指导下进行实验；2、系统通电后，身体的任何部位不要进入系统运动可达范围之内；3、系统操作前，确保气泵已启动达到预定
12、压力并且气路已开启；4、系统运动中，不要人为干扰系统的传感器信号，否则系统可能会工作不正常；5、系统运动不正常时，及时按下总控台或本单元操作面板上的急停开关，必要时关闭电源模块的电源开关；6、实验做完后，打开资料光盘中的“上料单元联机程序.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。 （二） 液压冲压加工实验 1.1.1 实验目的1、了解液压冲压的工作原理；2、掌握液压冲压的控制方法。1.1.2 实验设备1、模块化柔性制造综合实训系统一套；2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条；1.
13、1.3实验原理液压冲压加工由夹紧气缸对工件进行固定，再通过液压泵控制油压来控制加工轴的上升下降，从而达到对工件进行加工的目的。学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，学生可在原控制的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编程电缆写到PLC当中，来验证自己的设计。同时，学生可通过对比不同品牌PLC之间的优缺点，为以后在工业控制设计中对PLC品牌及型号的选择奠定基础。另外，通过本系统应用的PLC与嵌入式控制系统对控制对象的控制，进一步了解它们各自控制方式的特性。液压冲压单元包括两部分。第一部分为液压冲压加工部分，由液压冲压装置和液压泵组成，其中液压冲压机构结构图如2-1所示
14、。图2-1液压冲压加工结构图SEN1用来检测加工工位是否有工件，夹紧气缸用来固定待加工工件，液压电磁阀用来控制液压加工轴的上升下降。第二部分为托盘输送部分，通过传送带将托盘从输入端送至输出端,如图2-2所示。图2-2液压冲压加工单元传送带SEN2用来检测输入端工件是否存在，SEN3用来检测输出端工件是否到位。各部件名称和作用介绍如下：YV1:夹紧气缸电磁阀，通过此电磁阀固定待加工工件；YV2:冲压缸上升电磁阀，通过此电磁阀控制加工轴上升；YV3:冲压缸下降电磁阀，通过此电磁阀控制加工轴下降；SEN1:反射光电开关，用来检测加工区是否有工件；SEN2:接近开关，用来检测托盘传送带输入端是否有工件
15、； SEN3:反射光电开关，用来检测托盘传送带输出端是否有工件。本实验中用到的液压冲压单元控制系统PLC部分输入输出点配置表如表2-1所示，请仔细阅读此表。表2-1液压冲压单元控制系统PLC部分输入输出点配置表输入点信号说 明输入状态ONOFFI0.0START启动按钮有效无效I0.1STOP 停止按钮有效无效I0.2RESET 复位按钮有效无效I0.3CEMG紧急停止按钮有效无效I0.4SEN1冲压工位检测光电开关有效无效I0.5SEN2 托盘传送带工件输入接近开关有效无效I0.6SEN3托盘传送带工件输出反射光电开关有效无效I0.7ASTART单机传送带启动按钮（备用按钮）有效无效I1.0
16、M/A单/联机选择开关单机联机I1.1报警清除有效无效输出点信号说 明输出状态ONOFFQ0.2YV3液压冲压泵启动(上升)有效无效Q0.3YV2液压冲压泵启动(下降)有效无效Q0.4START-HL启动指示灯有效无效Q0.5STOP-HL停止指示灯有效无效Q0.6RESET-HL复位指示灯有效无效Q0.7ALM-HL报警指示灯有效无效Q1.0M1传送带电机启动停止Q1.1YV1冲压夹紧气缸电磁阀伸出缩回1.1.4实验步骤1、关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；2、按“面板接线说明”进行接线，然后打开电源开关；3、将西门子编程电缆（PPI）连接液压冲压单元的PLC和计算机上，启
17、动计算机，运行STEP7-MicroWIN软件，打开资料库的实验文件夹中“液压冲压单元单机实验程序.mwp”，4、按下快捷按钮,编译程序；5、查看西门子PLC硬件上“模式选择”选项，把它拨到“STOP”模式，6、STEP 7-Micro/WIN中，单击浏览条中查看的“通信”图标 ，或从菜单选择查看 组件 通信；7、从“通信”对话框的左侧窗格，单击显示“设置PG/PC接口”的按钮，选中PC/PPI Cable(PPI) 选项，为PPI电缆下载模式。点击“属性”按钮配置PPI下载线属性。出现属性对话框选中“本地连接”连接到“COM4”，“确定”以后配置完成；8、从“通信”对话框的右侧窗格，单击显示
18、“双击刷新”的蓝色文字，如果您成功地在网络上的个人计算机与设备之间建立了通讯，会显示一个设备列表（及其模型类型和站址）。STEP 7-Micro/WIN在同一时间仅与一个PLC通讯。会在PLC周围显示一个红色方框，说明该PLC目前正在与STEP 7-Micro/WIN通讯。您可以双击另一个PLC，更改为与该PLC通讯；9、按下快捷按钮,将把已经编译好的没有错误的文件下载到PLC中，出现如图1-4-16下载窗口所示界面，如果通讯正确后会出现“下载”按钮。点击按钮“下载”，程序将下载到PLC 内存中；10、一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行
19、）模式。单击工具条中的“运行”按钮，或选择PLC 运行，转换回RUN（运行）模式；11、程序下载完成后点击“确定”按钮，程序开始运行，此时停止灯亮； 12、将“单/联机”选择开关转向“单机”； 13、按下操作面板上的“复位按钮”，液压泵起动3s，使加工轴上升。托盘传送带运行3s后停止，完成复位。复位时复位指示灯亮，停止灯灭。复位完成复位指示灯熄灭，停止灯亮；14、复位完成后，将工件放置于加工台上，按下操作面板上的“启动按钮”，绿灯亮。夹紧气缸电磁阀夹紧工件，延时1s；15、延时时间到，液压泵起动，加工轴下降对工件进行模拟加工；16、3s后，加工完毕，加工轴上升回位，延时；17、3s后，液压泵停
20、止，液压冲压加工完成。停止灯亮，运行灯灭；18、步骤13为液压冲压单元复位步骤，步骤1417为液压冲压加工部分运行步骤。如需反复运行，请在完成步骤17后，按下操作面板上的“复位按钮”，然后按下操作面板上的“启动按钮”（步骤14），再次开始运行；19、复位完成后，将托盘放置于传送带输入端（确保传送带运行时，托盘经过输入端工件检测开关）；20、按下备用按钮1（连接可编程控制器输入点I0.7），若托盘传送带输出端无托盘，则传送带启动，绿灯亮；21、当输出端工件检测开关检测到托盘后，传送带停止运行并请求输出，绿灯灭，红灯亮；22、此时，若按下本单元（备用按钮1）及下个单元的托盘启动按钮，使两个单元的传
21、送带同时运行，则能实现托盘从本单元往下单元传递的目的；23、当托盘传送至下单元后，按下“复位按钮”，托盘传送带停止运行；24、步骤1921为托盘传送部分运行步骤。如需反复运行，请在完成步骤21后，按下操作面板上的“复位按钮”，并取走托盘输出工位工件，将托盘放置于传送带输入端，然后按下操作面板上的“备用按钮1”，重复步骤1921；25、步骤2223为扩展实验内容，其目的是使学生能更好的理解整个系统运行的控制思想；26、进行反复实验时也可将步骤1923作为一个运行周期。运行完步骤23后，将输出端托盘取走并放置于输入端，重复步骤19即可重新开始运行；27、在任何情况下，按下“停止按钮”或“急停按钮”
22、后，需重新复位，才能启动设备运行；28、学生可以在教师的指导下参考本例程编写自己的程序，然后下载到PLC；29、实验做完后，打开程序文件夹中的“液压冲压单元联机程序.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。1.1.5注意事项1、在老师的指导下进行实验；2、系统通电后，身体的任何部位不要进入系统运动可达范围之内；3、系统操作前，确保气泵已启动达到预定压力并且气路已开启；4、系统运动中，不要人为干扰系统的传感器信号，否则系统可能会工作不正常；5、系统运动不正常时，及时按下总控台或本单元操作面板上的急停开关，必要时关闭电源模块的电源开关；实验做完后，打开资料光
23、盘中的“液压冲压单元联机程序.mwp”，将程序下载到PLC，恢复PLC里原有的程序，否则系统联机时将不会运行。（三）落料单元落料实验1.1.1实验目的1、了解PLC的工作原理；2、掌握PLC编程与操作方法；3、了解气缸及传感器的使用方法；4、掌握PLC进行简单装配控制的方法。1.1.2实验设备1、模块化柔性制造综合实训系统一套；2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。1.1.3实验原理电机旋转一周，带动旋转机构旋转90，使工件从落料口落至传送带托盘上，完成落料过程。学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进
24、行控制，学生可在原控制的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编程电缆写入到PLC中，来验证自己的设计。同时，学生可通过对比不同品牌PLC之间的优缺点，为以后在工业控制设计中对PLC品牌及型号的选择奠定基础。落料单元包括传送带、阻挡气缸、旋转落料机构三部分，如图3-1所示。图3-1落料单元结构图各部件名称和作用介绍如下：YV1:阻挡气缸电磁阀，通过此电磁阀阻挡，将托盘停在旋转落料孔正下方，使盒状工件能落入托盘槽内；SEN1:接近开关，传送带输入端工件检测开关，用来检测传送带上是否存在托盘；SEN2:反射光电开关，落料工位检测开关，用来检测盒状工件是否落下； SEN4:反射光电开关，传送带输出
25、端工件检测开关，用来检测托盘传送带输出端是否有工件；SEN3:反射光电开关，料库工件检测开关，用来检测工件是否已经存在于旋转机构料库中；SEN5:光电开关，电机旋转原点信号，用来定位使直流电机每次固定旋转一周；SEN6:反射光电开关，托盘到位检测开关，用来检测托盘是否到位（落料孔正下方）。本实验中用到的落料单元控制系统PLC部分输入输出点配置表如表3-1所示，请仔细阅读此表。表3-1落料单元控制系统PLC部分输入输出点配置表输入点信号说 明输入状态ONOFFI0.0START启动按钮有效无效I0.1STOP 停止按钮有效无效I0.2RESET 复位按钮有效无效I0.3CEMG紧急停止按钮有效无
26、效I0.4SEN1传送带工件输入接近开关有效无效I0.5SEN2 落料工位反射光电开关有效无效I0.6SEN3落料工位托盘反射光电开关有效无效I0.7SEN4 传送带工件输出反射光电开关有效无效I1.0M/A单/联机选择开关单机联机I1.1SEN5料库电机原点光电开关有效无效I1.2SEN6料库工件反射光电开关有效无效I1.3报警清除有效无效输出点信号说 明输出状态ONOFFQ0.4START-HL启动指示灯有效无效Q0.5STOP-HL停止指示灯有效无效Q0.6RESET-HL复位指示灯有效无效Q0.7ALM-HL报警指示灯有效无效Q1.0M1传送带电机启动停止Q1.1YV1落料工位阻挡气缸
27、电磁阀伸出缩回Q1.2M2料库旋转电机启动停止1.1.4 实验步骤1、关闭气泵气路开关，启动气泵到预定压力后开启气路开关；2、按“面板接线说明”进行接线，然后打开电源开关；3、将西门子编程电缆（PPI）连接落料单元的PLC和计算机上，启动计算机，运行STEP7-MicroWIN软件，打开资料库的实验文件夹中“落料单元单机实验程序.mwp”，4、按下快捷按钮,编译程序；5、查看西门子PLC硬件上“模式选择”选项，把它拨到“STOP”模式，6、STEP 7-Micro/WIN中，单击浏览条中查看的“通信”图标 ，或从菜单选择查看 组件 通信；7、从“通信”对话框的左侧窗格，单击显示“设置PG/PC
28、接口”的按钮，选中PC/PPI Cable(PPI) 选项，为PPI电缆下载模式。点击“属性”按钮配置PPI下载线属性。出现属性对话框选中“本地连接”连接到“COM4”，“确定”以后配置完成；8、从“通信”对话框的右侧窗格，单击显示“双击刷新”的蓝色文字，如果您成功地在网络上的个人计算机与设备之间建立了通讯，会显示一个设备列表（及其模型类型和站址）。STEP 7-Micro/WIN在同一时间仅与一个PLC通讯。会在PLC周围显示一个红色方框，说明该PLC目前正在与STEP 7-Micro/WIN通讯。您可以双击另一个PLC，更改为与该PLC通讯；9、按下快捷按钮,将把已经编译好的没有错误的文件
29、下载到PLC中，出现如图1-7-7所示界面，如果通讯正确后会出现“下载”按钮。点击按钮“下载”，程序将下载到PLC 内存中；10、一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，您必须将PLC从STOP（停止）模式转换回RUN（运行）模式。单击工具条中的“运行”按钮，或选择PLC 运行，转换回RUN（运行）模式；11、程序下载完成后点击“确定”按钮，程序开始运行，此时停止灯亮； 12、将“单/联机”选择开关转向“单机”； 13、按下操作面板上的“复位按钮”，复位指示灯亮，停止灯灭，旋转料库旋转90。复位完成，复位灯灭，停止灯亮；14、复位完成后，将盒状工件放置于旋转料库SEN4工位，托盘放置于传送带输入端（确保传送带运行时，托盘经过输入端工件检测开关）；15、按下操作面板上的“启动按钮”，绿灯亮，传送带运行；16、传送带将托盘传送至托盘检测开关后，阻挡气缸上升，阻止托盘继续前行；17、延时1s，保证托盘运行到位后，传送带停止，托盘在落料口正下方等待落料；18、旋转料库SEN4工位有工件，则托盘到位后，料库电
