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——工程三：加工单元掌握系统
院系：信息工程学院班级：08 自动化一班姓名： 何 杰
学号： 2025550118
指导教师：李丽娟
完成日期：
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名目
课程设计的任务和要求 3
课程设计的内容 3
加工单元程序 7
加工单元程序流程图 15
加工单元组态设计 17
I/O 口信号表和电气原理图 17
课程设计总结 19
课程设计的任务和要求
专业课程设计是自动化专业的一门专业实践课。其目的是使学生学习完全部专业课程后，综合应用《电力电子技术》《计算机原理与接口技术》《PLC》等课程相关学问，从原理上对直流调速系统等进展设计，把握掌握系统设计的步骤和方法，提高分析和解决实际问题的力量，以系统地加深对所学的理论学问的理解。稳固专业学问，提高实践动手力量。我和我们组员通过分工合作完成了这次的课程设计。加工单元程序是一起合作写的，其他的我主要负责I/O 口信号表和电气原理图方面，而组态设计则主要由其他组员完成。
课程设计的内容
加工单元的构造和工作过程
加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的 正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重送回物料台的过程。
图 1 加工单元机械构造
加工单元装置侧主要构造组成为：加工台及滑动机构，加工〔冲压〕机构， 电磁阀组，接线端口，底板等。其中，该单元机械构造如图 1 所示。
加工台及滑动机构如图 2 所示。加工台用于固定被加工件，并把工件移到加工〔冲压〕机构正下方进展冲压加工。它主要由手爪气动、手指、加工台伸缩气缸、线性导轨及滑块、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。
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滑动加工台的工作原理：滑动加工台在系统正常工作后的初始状态为伸缩气缸伸出，加工台气动手指张开的状态，当输送机构把物料送到料台上，物料检测传感器检测到工件后， PLC 掌握程序驱动气动手指将工件夹紧→加工台回到加工区域冲压气缸下方→冲压气缸活塞杆向下伸出冲压工件→完成冲压动作后向上缩回→加工台重伸出→到位后气动手指松开的挨次完成工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。为下一次工件到来加工做预备。
图 2 加工台及滑动机构
在移动料台上安装一个漫射式光电开关。假设加工台上没有工件，则漫射式光电开关均处于常态；假设加工台上有工件，则光电接近开关动作，说明加工台上已有工件。该光电传感器的输出信号送到加工单元 PLC 的输入端，用以判别加工台上是否有工件需进展加工；当加工过程完毕，加工台伸出到初始位置。同时， PLC 通过通信网络，把加工完成信号回馈给系统，以协调掌握。
移动料台上安装的漫射式光电开关仍选用 E3Z-L61 型放大器内置型光电开关〔细小光束型〕，该光电开关的原理和构造以及调试方法在前面已经介绍过了。 移动料台伸出和返回到位的位置是通过调整伸缩气缸上两个磁性开关位置来定位的。要求缩回位置位于加工冲头正下方；伸出位置应与输送单元的抓取机械手装置协作，确保输送单元的抓取机械手能顺当地把待加工工件放到料台上。
加工〔冲压〕机构如图 3 所示。加工机构用于对工件进展冲压加工。它主要由冲压气缸、冲压头、安装板等组成。
冲压台的工作原理是：当工件到达冲压位置既伸缩气缸活塞杆缩回到位，冲压缸伸出对工件进展加工，完成加工动作后冲压缸缩回，为下一次冲压做预备。
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冲头依据工件的要求对工件进展冲压加工，冲头安装在冲压缸头部。安装板用于安装冲压缸，对冲压缸进展固定。
图 3 加工〔冲压〕构造
加工单元的气动元件
加工单元所使用气动执行元件包括标准直线气缸、薄型气缸和气动手指，下面只介绍前面尚未提及的薄型气缸和气动手指。
薄型气缸属于省空间气缸类，即气缸的轴向或径向尺寸比标准气缸有较大减小的气缸。具有构造紧凑、重量轻、占用空间小等优点。薄型气缸的特点是：缸筒与无杆侧端盖压铸成一体，杆盖用弹性挡圈固定，缸体为方形。这种气缸通常用于固定夹具和搬运中固定工件等。在 YL-335B 的加工单元中，薄型气缸用于冲压，这主要是考虑该气缸行程短的特点。
气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱动型等工作方式。YL-335B 的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指，如图 4 (a) 所示。其工作原理可从其中剖面图(b)和(c)看出。
图 4 气动手指实物和工作原理
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加工单元的气动掌握元件均承受二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均带有手动换向和加锁钮。它们集中安装成阀组固定在冲压支撑架后面。 气动掌握回路的工作原理如图 5 所示。1B1 和 1B2 为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1 和 2B2 为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1 为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1 和 3Y1 分别为掌握冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁掌握端。
图 5 加工单元气动掌握回路工作原理图
加工单元 PLC 掌握系统设计
工作任务：只考虑加工单元作为独立设备运行时的状况，本单元的按钮 /指示灯模块上的工作方式选择开关应置于“单站方式”位置。具体的掌握要求为：
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。 假设设备在上述初始状态，则 “正常工作”指示灯 HL1 常亮，表示设备预备好。否则，该指示灯以 1Hz 频率闪耀。
2、假设设备预备好，按下启动按钮，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
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域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。假设没有停顿信号输入， 当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开头下一周期工作。
3、在工作过程中，假设按下停顿按钮，加工单元在完本钱周期的动作后停顿工作。HL2 指示灯熄灭。 要求完成如下任务：〔1〕规划PLC 的 I/O 安排及接线端子安排。〔2〕进展系统安装接线和气路连接。〔3〕编制 PLC 程序。〔4〕进展调试与运行。
加工单元程序
加工单元主程序
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加工掌握程序
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