【文档说明】中职机电设备系统安装与调试_-整套课件完整版教学教程最全电子讲义教案.pptx，共(507)页，20.944 MB，由我爱分享上传

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机电设备系统安装与调试课程导入1.引入图0.1所示的生产线和机械手由什么来驱动（带动）？数量的检测、位置的控制、质量好坏的判别由什么器件来实现的？整个系统由什么来控制？一、概述课程导入课程导入不错，这些生产

线的传送带是由电动机驱动的，机械手由气压元件驱动，数量的检测、位置的控制、质量好坏的判别由相应的传感器来实现。整个系统由可编程序控制器（PLC）组成的网络控制，这就是现代化机电设备。现代化机电设备的最大特点是综合性和系统性。综合

性是指把机械技术、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结合，综合应用到生产设备中；而系统性是指设备的传感检测、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。课

程导入在现代化机电设备中担负着指挥角色的PLC，以其高抗干扰能力、高可靠性、高性价比，编程简单而得以广泛地应用，尤其在自动化的控制中。本书采用集气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位

置控制和变频器技术等技术的YL335A实训装置，其目的是模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学习者得到一个非常接近于实际的设备环境，从而缩短理论学习与实际应用之间的距离。2.本课程是机电技术应用专业的一门集机械技术、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、网络通信技术等专业理论知识与技能训练为一体的综合课程.课程导入主要内容包括：供料工作站的安装、加工工作站的安装、装配工作站的安装、成品检测工作站的安装、搬运工作站的安装、电气系统联机的调试。通过本课

程的学习，学生将具备以下一些能力：1)团结协作能力。2)机电技术有关的专业理论知识和操作技能。3)理论联系实际、分析和解决一般技术问题的能力。4)气动控制技术的应用能力。5)自动检测技术的应用能力。6)可编程控制器编程及其网络组建的能力。7)电气控制电路的综合

应用能力。8)变频器技术的应用能力。9)步进电机驱动和位置控制的应用能力。课程导入10)自动控制技术的应用能力。11)机械系统安装和调试的应用能力。12)系统维护与故障检测的能力。3.本课程是一门实践性很强的课程，在学习过程中应注意以下1)以操作技能为主体，注重学习好相关的理论知识。2)在教师

的指导下，勤学苦练，注意积累经验，总结规律，逐步形成独立分析问题和解决问题的能力。3)注意团结协作完成任务。4)注意复习相关课程的理论知识。5)在技能训练中，要注意爱护工具、设备。6)严格遵守安全操作规程，做到安全、文明生产。课程导入学习目标：1.了解机电设备安装调试的基本过程。2.了解机

电设备安装调试的基本常识。3.了解机电设备安装调试的安全事项。4.了解机电设备试运行的要求。5.了解机电设备验收移交的内容。二、安装调试基础知识课程导入现代机电设备，无论其体积大还是小、结构复杂还是简单，功能多少，都是由一个个机械零件和电子元器件组成的

有机体，是一个完整的系统，整个系统一般都由机械本体、动力部分、检测及传感器部分、执行机构和控制器件等组成。为保证机电设备这些组件应具有的各项性能指标、使用寿命以及正常运行，就必须保证设备的安装、装配质量。对整个安装、调试过程的每一项工序都应严格按照有关安装技术、工艺要求进行。设

备安装调试过程主要包括开箱验收、设备安装调试、设备试运行、设备安装的验收与移交使用四个过程。课程导入1.设备到货后，由设备管理部门，会同采购部门，使用部门进行开箱验收，检查设备在运输过程中有无损坏、丢失，附件、随机备件、专用工具、技术资料等是否与装箱单相符，并填写设备

开箱验收单，存入设备档案。2.设备安装调试（1）设备安装前，应按照技术部门提供的设备工艺平面布置图、安装施工图、基础图、设备轮廓尺寸以及相互间距等要求划线定位，组织基础施工及设备搬运就位，然后按照设备设计安装图要求，将各零部件、组件安装在相应的位置上，组合成一个整体

，再用导线将元器件之间进行电气连接，完成一个具有一定功能的完整的设备，以便进行整机调整和测试。安装包括机械安装和电气安装两大部分。课程导入1)机械安装。机械安装主要包括清点、清洗、组装、调整、总装、检验六个过程。①清点：根据设备技术资料清

点设备的零部件是否齐全、符合要求，有无损伤，并进行分类。②清洗：去除零件表面或部件中的油污及机械杂质。零部件不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂等。③组装：将零部件、整件通过各种连接方法安装在一起，组成

一个不可分的整体，使之具有独立工作的功能。组装前应对零部件的配合面、滑动面的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查，确认无误后方可组装。组装的原则是：先轻后重、先小后大、先铆后装、先装后焊、先里后外、先平后高，上道工序不影响下道工序。④调整：包含平衡、校正、配作等。a.平衡

：对设备中的旋转零部件进行平衡，以防止设备在使用中出现振动，包括静平衡（图0.2）和动平衡（图0.3）。课程导入b.校正：产品中各相关零部件间找正相互位置，并通过适当的调整方法，达到装配精度要求，比如机床的平行度校正，如图0.4所示。c.配作：两个零件装配后固

定其相互位置的加工，如配钻、配铰等;亦有为改善两零件表面结合精度的加工，如配刮、配研及配磨等。配作一般需与校正调整工作结合进行。⑤总装：按照总装图，将组装调整好的组件安装在机械本体上，最后将整机安装在基础上，或先将机械本体安装在基础上

，校正好机械本体水平后再将组件安装在机械本体上。其原则也是：先轻后重、先小后大、先铆后装、先装后焊、先里后外、先平后高，上道工序不影响下道工序。⑥检验：安装完成后，按配套的工艺和技术文件的要求进行安装质量检查，主要检查外观、正确性、安全性

、精度等。课程导入课程导入2)电气安装。电气安装是根据设备电气布置图，将电气元件（部件、控制器等）安装在相应位置，根据接线图连接所有元器件，对设备可靠地保护接地。安装完毕应对电气设备进行绝缘测试。①安装前应检查电气元件（部件、控制器等）是否符合要求和标准。②电气元件（部件、控制器等）安装紧

固时力度要适合，避免损坏器件。③布线时不同电压等级的导线不得用同一线管。④接线时一定要按照接线图或电气原理图上的标号，给导线套上线号管。⑤导线不得裸露金属部分，以防发生触电事故。⑥保护接地线截面积不得小于相线的1/2，且要用黄/绿

双色线。课程导入（2）1)调试目的。调试目的是发现设计的缺陷和安装的错误，并改进与纠正，或提出改进建议。通过调试，确保设备的各项功能和性能指标均达到设计要求。调试包括调整和测试（检验）两部分内容。①调整：主要根据设备技术条件的要求，对设备的各机械参数、电气参数进行调

整，使设备达到预定的功能和性能要求。②测试：主要是对设备的各项技术指标和功能进行测量和试验，并同设计的性能指标进行比较，以确定是否合格，能否满足系统安全、经济运行的需要。2)调试过程。①根据设备的技术和操作要求，将设备置于原始状态。②按照设备要求，加注

润滑液（脂）。③检查各机械部件，特别是传动部件是否紧固。课程导入④检查气液管路。⑤检查机械保护装置。⑥检查电路的接线是否牢固以及绝缘状况。⑦检查电压等级是否与设备要求相符合。⑧调整电气保护装置，并根据要求整定参数。⑨通电、通气。⑩根据设备要求，按先部件、再成组、后系统，先手动、再半自动、后自

动，先近程后远程控制的原则进行调试。设备安装调试中应注意安全，设备安装调试安全包括设备安装施工中的安全、设备试运行安全和设备自身的安全状况。安装施工和试运行的安全应按有关作业和运行操作安全要求。设备自身的安全状况

应在设备安装好后，逐项检查安全状态、性能是否符合要求。检查的安全项目包括静态和动态方面，检查项目在设备不运行的条件下进行，如设备表面安全性、安全防护装置的工作性能与可靠性、设备运行中尘毒、易燃等物的产生情况等。课程导入3.(1)经过一系列的调试，准确无误后，

可以进行设备的试运行。设备试运行一般可分为空转试验、负荷试验、精度试验三种。1）空转试验：为了检验设备安装精度的保持性，设备的稳固性，以及传动、操纵、控制、润滑、液压等系统是否正常，灵敏可靠等有关各项

参数和性能，在无负载运行状态下进行的试验。一定时间的空载运行是新设备投入使用前进行磨合的一个不可缺少的步骤。2）设备的负载试验：在负载试验中应按规范检查轴承的温升，检验液压系统、传动、操纵、控制、安全等装置工作是否达到出厂的标准，是否正常、安全、可靠。不同负载状态下的试运行，也是新设备进行磨合

所必须进行的工作。磨合试验进行的质量如何，对于设备使用寿命影响极大。课程导入3）设备的精度试验：一般应在负载试验后按技术资料（说明书）的规定进行，既要检查设备本身的几何精度，也要检查工作（如加工产品）的精度。

这项试验大多在设备投入使用两个月后进行。(2)首先断开设备的总电路和动力源，然后做好下列设备检查、1）设备磨合后，对其清洗、润滑、紧固，更换或检修故障零部件并进行调试，使设备进入最佳使用状态。2）做好并整理设备几何精度、加工精度的检查记录和其他

机能的试验记录。3）整理设备试运行中的情况（包括故障排除）记录。4）对于无法调整的问题，分析原因，从设备设计、制造、运输、保管、安装等方面进行归纳。5）对设备运行做出评定结论、处理意见，办理移交的手续，并注明参加试运行的人员和日期。课程导入4.1

)设备基础的施工验收由基建部门质量检查员会同土建施工员进行验收，填写施工验收单。基础的施工质量必须符合基础图纸和技术要求。2)设备安装工程的最后验收，在设备调试合格后进行。由设备管理部门和工艺技术部门会同

其他部门，在安装、检查、安全、使用等各方面有关人员共同参加下进行验收，做出鉴定，填写安装施工质量、精度检验、安全性能、试车运行记录等凭证和验收移交单，由参加验收的各方人员签字方可竣工。3)设备验收合格后办理移交手续，设备开箱

验收（或设备安装移交验收单）、设备运行试验记录单，由参加验收的各方人员签字后随设备带来的技术文件由设备管理部门纳入设备档案管理；随设备的配件、备品，应填写备件入库单，送交设备仓库入库保管。安全管理部门应就安装试验中的安全问题进行建档

。课程导入4)设备移交完毕，由设备管理部门签署设备投产通知书，并将副本分别交设备管理部门、使用单位、财务部门、生产管理部门，作为存档、通知开始使用、固定资产管理凭证、考核工程计划的依据。课程导入1.设备安装调试过程主要有哪些内容？2.设备调试的目的是什么？3.

设备调试的原则是什么？4.设备安装调试的安全事项有哪些？思考与练习谢谢观赏THANKS机电设备系统安装与调试目录出版说明前言课程导入目录目录任务1供料工作站的安装调试工作任务供料工作站的安装调试知识探究电磁阀和光电开关目录任务2加工工作站的安装调试工作任务加工工作站的安装

调试知识探究气压传动系统的基础知识目录任务3装配工作站的安装调试工作任务装配工作站的安装调试知识探究气压传动系统的安装与调试、维护与维修目录任务4成品检测工作站的安装调试工作任务成品检测工作站的安装调试知识探究变频器目录任务5搬运工作站的安装调试工作

任务搬运工作站的安装调试知识探究步进电机的基本知识目录任务6电气系统联机调试工作任务电气系统联机调试知识探究其它相关知识谢谢观赏THANKS机电设备系统安装与调试任务1供料工作站的安装调试供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试1.能识读机械安装图，根据安装图会安装机

械部件。2.正确安装电气部件。3.正确调试工作站。4.正确安装气动元件。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制要求进行程序设计。教学目标任务1供料工作站的安装调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿

凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务1供料工作站的安装调试1.会识读机械安装图。2.能根据机械安装图安装机械部件

。3.能根据气动控制图安装气动系统。4.能排除机械、电气的一般故障。5.学会常用工具的使用。技能要求任务1供料工作站的安装调试1.在实训室中进行供料工作站的安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、供料工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常

用机械安装工具、电工仪表等。任务1供料工作站的安装调试供料工作站，相当于实际自动化生产设备中的原料供应站，在整个系统中起着向系统中的其他工作站提供原料的作用。供料工作站具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动推出到物料台上，以便于输送工作站的

搬运部件（机械手）将其抓取，输送到其他工作站上。供料工作站主要由铝合金型材、工件漏斗（原料仓）、气缸、底板、电磁阀组、传感器、PLC、安装所需附件、电气元件等组成，如图1.1所示。供料工作站的安装调试是本次工作的主要任务。工作任务：供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调

试任务1供料工作站的安装调试1.所需的工具、(1)所需工具所需工具见表1.1。实践操作任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试(2)所需主要材料见表1.2。任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试2.根据总装图的位置要求安装机械部件，总装图如图1.2所示。任务1供料工作站的

安装调试任务1供料工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装，1)根据如图1.3所示的装配图，将铝合金型材用L形连接件组装成一个整体支架，如图1.4所示。组装时，应注意各角、边的平行度和垂直度。任务1供料工作站的安装调

试任务1供料工作站的安装调试2)安装供料工作站的供料部分。将物料台上的挡块、传感器安装支架、物料仓底座按总体的位置安装在物料板上，如图1.5所示。任务1供料工作站的安装调试3)将顶料气缸、推料气缸组装在气缸安装板上，并将节流阀安装在气缸上，如图1

.6所示。4)将组装好的气缸组件安装在整体支架上，如图1.7所示。任务1供料工作站的安装调试5)将供料部分的组件安装在整体支架上，如图1.8所示。6)安装料仓，如图1.9所示。任务1供料工作站的安装调试

7)将连接、安装好的供料工作站的机械部分固定在安装底板上，如图1.10所示。任务1供料工作站的安装调试8)安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管，如图1.11所示。气动控制回路如图1.12所示。任务1供料工作站的安装调试3

.机械部件安装完成后，根据总装图的位置要求安装电气元件1)安装PLC和接线柱总成，如图1.13所示。2)安装料仓物料不足检测光电开关和缺料光电开关，如图1.14所示。任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试3)安

装气缸上的限位磁性开关，如图1.15所示。4)安装物料台物料检测光电开关，如图1.16所示。任务1供料工作站的安装调试5)按照供料工作站PLC的I/O接线图，将本工作站所有电磁阀、传感器、磁性开关等器件以及PLC的工作电源通过接线柱总成连接到PLC的

I/O端口。西门子PLC系统I/O接线图如图1.17所示，三菱系统I/O接线图如图1.18所示。6)接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好，用扎线将气管捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。安装完成的供料工作站如图1.19所示。任务1供

料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试4.根据工艺控制要求设计程序（1）1)系统启动后，若物料台无工件，顶料气缸活塞杆伸出，将料仓中次下层工件顶住，推料气缸活塞杆再伸出，将料仓中最下层工件推出；在推料气缸返回后，

夹紧气缸才返回，松开次下层工件，使料仓中的工件在重力的作用下自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。2)若供料站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，延时10s后系统自动停止；如果补充工件，延时自动解除。系统的启动、停止用一个按钮实现控制。任务1供料工作站的安装调试（2）1)

西门子系统编程。①设计系统用一个按钮实现启动、停止控制的程序部分，参考程序如图1.20所示。任务1供料工作站的安装调试②设计顶料电磁阀、推料电磁阀工作部分的程序部分，参考程序如图1.21所示。任务1供料工作站的安装调试③设计没有工件、工件不足检测延时部分的程序部分，参

考程序如图1.22所示。任务1供料工作站的安装调试④完善启动、停止控制的程序部分，参考程序如图1.23所示。任务1供料工作站的安装调试2)三菱系统编程。①设计系统用一个按钮实现启动、停止控制的程序部分

，参考程序如图1.24所示。②设计顶料电磁阀、推料电磁阀工作部分的程序部分，参考程序如图1.25所示。③设计没有工件、工件不足检测延时部分的程序部分，参考程序如图1.26所示。④完善启动、停止控制的程序部分，参考程序如图

1.27所示。（3）程序设计完成后下载到PLC中，注意将PLC的I/O电源断开，只供给工作电源。任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试5.调试1)通电试车前，对照I/O接线图，

仔细检查核对无误，并检查接线是否牢固。2)检查各传感器、磁性开关接线是否正确。3)检查机械部件，特别是气缸部分是否与工件出口垂直，如有偏差，应进行调整。4)将来自气源的气管插入到汇流板中。5)调节光电开关（调节方法见知识探究中“光

电开关”一节）。6)送上工作站所有的电源，并启动系统，等待15s后系统应自动停止。7)料仓内放满工件，重新启动系统。任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试8)顶料气缸应将工件顶出、推料气缸应

将工件推出。此时，注意观察两个气缸动作情况，两个气缸上的磁性开关信号灯（LED）在气缸伸出或退回到位时是否亮，如果不亮，说明磁性开关安装位置需要调整，调整方法是松开磁性开关的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定（需要）位置后再拧紧螺栓即可，如图1.2

8所示。9)观察气缸伸出、退回是否平稳，速度是否满足要求，如果不满足要求，应调整气缸上的节流阀，如图1.29所示，调节节流阀A是调节气缸退回速度，调节节流阀B是调节气缸伸出速度。任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试10)在上述过程中，物料台上有工件，如果出现

气缸连续推料、顶料的现象，说明物料台上的光电开关检测不到工件，可以通过光电开关上的距离调节旋钮进行调节，调整距离，直到检测到工件。11)调整好后，可进行循环试车，手动拿开物料台上的工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如

不满足，修改程序。任务1供料工作站的安装调试1.任务要求1)识读图1.2、图1.3所示的机械安装图和图1.12所示的气动控制回路图。2)识读图1.17、图1.18所示的I/O接线图，并按图接线。3)根据图1.2和图1.3所示的机械安装图安装供料工作站4)根据工艺

控制要求编程，并进行调试。工艺控制要求如下：①系统启动后，若物料台无工件，供料站把待加工工件推到物料台上，工件推出后，推料气缸退回，准备下一次推料。若供料站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，延时2s系统自动停止。巩固训练任务1供料工作站的安装调试②供料数量达到10个后，停止

供料，延时1s系统自动停止。③系统启动、停止用一个按钮实现控制。5)检修调试过程中出现的故障。2.1)安装支架总成时，注意各边的平行度和各角的垂直度。2)紧固螺栓时注意力度，千万不要用过大，以免损坏器件。

3)气管绑扎不可用力过大，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。4)外部导线一定要用缠绕管进行保护。5)调节光电开关和磁性开关时，应缓慢进行，不可用力过猛，以免损坏。6)注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等

级不要混淆，接线务必正确。任务1供料工作站的安装调试7)程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应逐步满足完善工艺控制要求。8)金属机架应保护接地。9)通电试车、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。10)要做到安全操作和文明生产。3.额定工时240min

。4.评分细则见评分表。任务1供料工作站的安装调试学习检测任务1供料工作站的安装调试任务1供料工作站的安装调试电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于控制元件。电磁阀用于控制气体、液体流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸、气缸控制，所以就会用到电磁阀。1.1）从动作方式

上可分为直动式、反冲式、先导式三大类。2）从阀芯结构和材料上的不同以及原理上的区别，反冲式又可分为膜片式反冲电磁阀、活塞式反冲电磁阀。知识探究：电磁阀和光电开关任务1供料工作站的安装调试一、电磁阀3）从阀座及密封材料上分又可分为软密封电磁阀、刚性密封电磁阀、半

刚性密封电磁阀。2.电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成的，包含一个或几个孔的阀体。电磁阀的电磁部件由静铁芯、动铁芯、线圈等部件组成；阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。电磁线圈被直接安装在阀体上，阀体被封闭在密封管中，构成一个简洁、紧凑的组合。

3.当线圈通入电源电压时，产生励磁作用，固定铁芯吸合动铁芯，动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧，改变了滑阀芯的位置，从而改变了流体的方向。当线圈失电时，依靠弹簧的弹力推动滑阀芯，顶回动铁芯，使流体按原来的方向流动。任

务1供料工作站的安装调试4.电磁阀组与消声器电磁阀组就是将多个阀与消声器、汇流板等集中在一起构成的一组控制阀的集成，而每个阀的功能是彼此独立的，如图1.30(a)所示。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器，消声器的作用是减少压缩空气在向

大气排放时的噪声。消声器的外观如图1.30(b)所示。供料工作站所采用的电磁阀带手动换向、加锁钮，有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2个位置。用小螺丝刀把加锁钮旋到LOCK位置时，手控开关向下凹进去，不能进行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信号为“

1”，等同于该侧的电磁信号为“1”；常态时，手控开关的信号为“0”。在进行设备调试时，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，以改变推料缸等执行机构的控制，达到调试的目的。任务1供料工作站的安装调试5.1）电磁阀接线头松动或线头脱落，电

磁阀不得电，可紧固线头。2）电磁阀线圈烧坏，可拆下电磁阀的接线，用万用表测量，如果开路，则电磁阀线圈烧坏，原因有线圈受潮，引起绝缘不好而漏磁，造成线圈内电流过大而烧毁，因此要防止雨水进入电磁阀。此外，弹簧过硬、反作用力过大、线圈匝数太少、吸力不够，也可使得线圈烧毁。3）电磁阀卡住。电磁阀的

滑阀套与阀芯的配合间隙很小，当有机械杂质带入或阀体生锈时很容易卡住。根本的解决方法是将电磁阀拆开，取出阀芯及阀芯套，清洗污物，使得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置，以便重新装配

及接线正确。任务1供料工作站的安装调试4）如果是先导式电磁阀，要检查管道内压差是否太小，压差太小电磁阀就不能正常工作，在这种情况下就需选用直动式电磁阀；而压差太大，远远超出电磁阀的设计值，也无法正常工作，此时就要用高压电磁阀了。5）管道内的污

物堵住了先导阀的小孔，致使先导阀无法正常打开，主阀也就不能及时打开了。可以把阀体拆开，洗净污物，重新装配，即可正常工作。注意：电磁阀一般都是水平安装，如果是侧装的话，有可能造成阀门关闭不严，即内漏，应尽量避免侧装。任务1供料工作站的

安装调试光电开关是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的开关。光电开关主要由发光的投光部和接受光线的受光部构成。如果投射的光线因检测物体不同而被遮掩或反射，到达受光部的量将会发生变化。受光部将检测出这种变化

，并转换为电气信号，进行输出。光电开关大多使用可视光（主要为红色，也用绿色、蓝色来判断颜色）和红外线光。1.特点1）检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测距离，便能实现磁性、超声波等方法检测，达到长距。二、光电开关任务1供料工作站的

安装调试6）可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率，根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异，利用这种性质对检测物体的颜色进行检测。7）便于调整。2.1）按检测方式分为槽型、对射型、反光板型、扩散反射型。2）按构成分类。光电传感器通常由投光部

、受光部、增幅部、控制部、电源部构成，按其构形状态可分为放大器分离型、放大器内置型、电源内置型、光纤型。部分光电开关实物如图1.31所示。任务1供料工作站的安装调试供料工作站采用的是放大器内置扩散反射CX-411型的光电开关。它的检测头里装有一个发光器和一个收光器，但前方没

有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的，当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。光电开关检测原理示意图如图1.32所示。任务1供料工作站的安装调试3.CX-411CX-411型光电开关的外形和顶端面上

的调节旋钮及显示灯如图1.33所示，图1.34是其内部电路原理图。任务1供料工作站的安装调试(1)1）电源电压一定要符合光电开关的电压等级要求。2）接线时务必切断电源，并保证接线绝对正确。3）为减少噪声，接线长度尽可能短。4）不要过度弯曲电缆引线及施加拉伸等力。

5）电源接通50ms时间内不要使用。6）不要与酸、碱、油或有机溶液等接触。7）绝对不允许拆卸、改造传感器。任务1供料工作站的安装调试(2)BGS/FGSCX-411型的光电开关具有BGS/FGS功能，根据被检测物体位置进行选择。当检测物体远离背景物体时使用BGS功能。图135所示是BGS功能示

意图和接线原理图。任务1供料工作站的安装调试当检测物体接触背景物体或检测物体为光泽物体时使用FGS功能。图1.36(a,b)所示是FGS功能示意图和接线原理图。任务1供料工作站的安装调试(3)因为检测物体不

同、检测物体距离不同，所以在实际使用中要进行距离设定。距离设定前务必对检测方式进行接线处理，若距离设定后接线，会导致检测距离改变。1）使用BGS功能时的距离设定。①将距离设定旋钮逆时针旋转到最小设定“min”位置（有些标记为“NEAR”）。②将检测物体放置到检测

位置，顺时针缓慢旋转距离设定旋钮，找到光电开关，改变为检测状态点，做好标记（A点）。③移去检测物体，继续顺时针旋转距离设定旋钮，直到光电开关进入检测状态，然后逆时针方向旋转，找到光电开关，改变为非检测状态点，做好标

记（B）。④检测状态点（A）与非检测状态点（B）的中间点附近即为稳定检测物体最佳位置。任务1供料工作站的安装调试注意：距离设定旋钮为多旋转方式，因此检测状态点（A）与非检测状态点（B）可能多旋转一圈以上。4

.E3X-NA11光纤传感器也是光电传感器的一种，相对于传统电量型传感器（热电偶、热电阻、压阻式、振弦式、磁电式），光纤传感器具有抗电磁干扰、可工作于恶劣环境、传输距离远、使用寿命长等优点。此外，由于光纤头具有较

小的体积，所以可以安装在空间很小的地方。光纤传感器的放大器灵敏度调节范围较大。当光纤传感器灵敏度调得较低时，如果检测物是反射性较差的黑色物体，光电探测器无法接收到反射信号；如果检测物是反射性较好的白色物体，光电探测器就

可以接收到反射信号。若调高光纤传感器灵敏度，即使是反射性较差的黑色物体，光电探测器也可以接收到反射信号。任务1供料工作站的安装调试图1.37所示是E3XNA11型光纤传感器的外观，它由光纤检测头、光纤放大器两部分组成，放大器和光纤检测头

是分离的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分别插入放大器的两个光纤孔。图1.38所示是E3X-NA11型光纤传感器原理图。任务1供料工作站的安装调试(1)1)传感器的导线不能与动力线同管道敷设，否则会受到干

扰，产生误动作，因而传感器的导线应单独敷设或采用屏蔽措施。2）当需要对传感器的导线延长使用时，必须采用截面积在.3mm2以上、且长度在100m以下的多股软铜导线。3）传感器在接通电源100ms以内处于可检测状态，所以负载和传感器连接在不同的电源上时，必须先将传感器的电源

接通。4）传感器电源断开时，传感器会产生一个脉冲信号，所以必须先断开负载电源。5）如果采用连接器引出线方式，放大器电源接通时不要拆除或安装连接器，否则会损坏放大器。6）接线时，褐色接＋24V,蓝色接0V，黑色接负载（信号输出）。任务1供料工作站的安

装调试(2)灵敏度的调节顺时针调节旋转灵敏度高速旋钮，使放大器的灵敏度增大；逆时针调节旋转灵敏度高速旋钮，使放大器的灵敏度减小。调节时，会看到入光量显示灯发光的变化。当探测器检测到物料时，动作显示灯会亮，提示检测到物料。任务1供料工作站的安装调试1.如果供料工作站按以下工作要求，请设

计程序：(1)系统启动后，若物料台无工件，供料站把待加工工件推到物料台上，工件推出后，推料气缸回退，准备下一次推料。若供料站的料仓没有工件，延时2s系统自动停止。若供料站的料仓工件不足，延时5s系统自动停止。(2)供料数量达到10个后，停止供料

，延时1s系统自动停止。(3)系统的启动和停止各用一个按钮实现控制。2.参阅资料复习垂直度和平行度的简易调整方法。3.利用网上搜索引擎www.google.com和www.baidu.com查询其他电磁阀、光电开关（传感器）

及其相关知识。思考与练习任务1供料工作站的安装调试1.兰建设,2002.液压与气压传动.北京：高等教育出版社.2.王化祥，2004.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.廖常初,2002.PLC编程

及应用.北京：机械工业出版社.4.王国海,2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.5.三菱电机自动化(上海)有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.6.西门子（中国）有限公司.2005.S7-200可编程序控制器系统手册.7.亚龙科

技集团有限公司.2008.YL-335A实训指导书.知识链接任务1供料工作站的安装调试谢谢观赏THANKS加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试1.能识读机械安装图

，根据安装图会安装机械部件。2.正确安装电气部件。3.正确调试工作站。4.正确安装气动元件。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制要求进行程序设计。7.了解气压传动的基本回路。教学目标任务2加工工作站的安装调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。

2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电，确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务2加工工作站的安装调试1.

会识读机械安装图。2.能根据机械安装图安装机械部件。3.能根据气动控制图安装气动系统。4.能排除机械、电气的一般故障。5.学会常用工具的使用。6.知道气动的基本回路和气源的处理方法。技能要求任务2加工工作站的安装调试1.在实训室中进行供料工作站的安装

调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、供料工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常用机械安装工具、电工仪表等。任务2加工工作站的安装调试加工工作站，相当于实际自动化生产设备中的零件加工区域，在整个系统中起着对供料工作站输送来的原

料进行加工的作用。加工工作站的功能是把供料工作站输送来的原料从加工工作站的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新送回物料台。供料工作站主要由物料台及滑动机构、加工（冲压

）机构、电磁阀组、接线端口、PLC模块、电气原件、底板等组成，如图2.1所示。工作任务：加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试1.所需的工具、(1)所需工具所需工具见表2.1。实践操作任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试(2)所需主要材料见表

2.2。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试2.根据总装图的位置要求安装机械部件，总装图如图2.2所示。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装，1)根据图

2.3所示的安装图，将铝合金型材用L形连接件组装成一个整体支架，如图2.4(a)所示。组装时，应注意各角、边的平行度和垂直度。然后将冲压气缸的安装板与支架整体连接安装，如图2.4(b)所示，用螺栓固定好。切记，在安放冲压气缸底板前，应在安装螺栓位置预留好安装

连接螺母。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试2)将冲压头安装在冲压气缸上，如图2.5(a)所示，然后将安装好冲压头的冲压气缸安放在底板上，如图2.5(b)所示，用螺栓固定。3

)根据图2.6所示安装图安装物料台及滑动机构。物料台用于固定被加工件，并把工件移到加工（冲压）机构正下方进行冲压加工。它主要由气动手爪、手指、物料台伸缩气缸、直性导轨及滑块、磁感应接近开关、CX-441型漫射式光电传感器组成。任

务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试3)将顶料气缸、推料气缸组装在气缸安装板上，并将节流阀安装在气缸上，如图1.6所示。4)将组装好的气缸组件安装在整体支架上，如图1.7所示。任务2加工工作站的安装调试

5)将供料部分的组件安装在整体支架上，如图18所示。6)安装料仓，如图19所示。任务2加工工作站的安装调试①将直线导轨和滑块安装在安装底板上，如图2.7所示，但是螺栓不要拧紧，使直线导轨保持松动状态。②将伸缩气缸与气缸安装板和加强筋连接安装，如图2.8所示。任务2加工工作

站的安装调试③组装手爪与气动手指构成的夹紧部分，如图2.9所示。任务2加工工作站的安装调试④组装连接座与滑动底板，如图2.10所示。⑤将溜板连接件旋入伸缩缸，如图2.11所示。任务2加工工作站的安装调试⑥将夹紧装置与溜板连接件固定，如图2.12所示。⑦将整个夹紧机构安装在直线导轨滑块上，如

图2.13所示。拧紧直线导轨的固定螺栓，注意在拧紧螺栓时，为保持两导轨的平衡，一边来回自由滑动滑块，一边紧固导轨固定螺栓。安装上物料检测光电传感器。组装好的物料台及滑动机构如图2.14所示。4)总装。将组装好的冲压气缸和铝合金支架的组件与物料

台及滑动机构安装固定在加工工作站安装底板上，如图2.15所示。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试5)安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管，如图2.16所示。气动控制回路图如图2.17所示。用扎线将气管

捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试机械安装完成的加工工作站如图2.18所示。图2.183.电气部件的安装1)安装PLC和接线柱总成，安装气缸上的限位磁性开关，如图2.19所示。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的

安装调试2)按照加工工作站PLC的I/O接线图，将本工作站所有电磁阀、传感器、磁性开关等器件，以及PLC的工作电源，通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口,如图220所示。西门子PLC系统I/O接线图如图221所示，三菱系统I/O接

线图如图2.22所示。3)接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试4.根据工艺控制要求设计程序（1）滑动物料台在系统的初始状态为伸缩气缸伸出、物料台气动手爪张开的状态。当物料台上有工件时，物料检测传感器检测到工

件后气动手指将工件夹紧，物料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，物料台重新伸出，伸出到位后气动手指松开，为下一次工件到来加工做准备。系统启动、停止用一个按钮实现控制。（2）1)

西门子系统程序设计。任务2加工工作站的安装调试①设计系统用一个按钮实现启动、停止控制的程序部分，参考程序如图2.23所示。任务2加工工作站的安装调试②设计加工程序，要求系统启动时必须保证在原始状态时才能进行正常工作，即手指完全放松、物料台伸出到位，加工冲头在上限位

置，参考程序如图2.24所示。任务2加工工作站的安装调试③设计加工完成程序，参考程序如图2.25所示。任务2加工工作站的安装调试2)三菱系统程序设计。①设计系统用一个按钮实现启动、停止控制的程序部分，参考程序如图2.26所示。

任务2加工工作站的安装调试③设计加工完成程序，参考程序如图2.28所示。（3）程序设计完成后，将程序下载到PLC中，注意将PLC的I/O电源断开，只供给工作电源。5.调试1)通电调试前，对电气接线对照I/O接线图仔细检查核对无误，并检查接线是否牢固。2)检查传感器、磁性开

关接线是否正确。3)检查机械部件，特别是气缸部分是否与工件出口垂直，如有偏差，应进行调整。4)将来自气源的气管插入汇流板中。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试8)在物料台的手指上放置工件，应遵循机械手指夹紧工件→物料台回到加工区域冲压气缸下方→冲压气缸向下伸出冲压

工件→完成冲压动作后向上缩回→物料台重新伸出→到位后机械手指松开的加工顺序。9)调整好后，可进行循环试车，手动放置、拿开物料台上的工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。任务2加工工作站的安装调试1.1)识读图2.2、图2.3、图2.6所示的

机械安装图和图1.17所示的气动控制回路图。2)识读图2.21、图2.22所示的I/O接线图，并按图接线。3)根据图2.2、图2.3、图2.6所示的机械安装图安装加工工作站。4)根据工艺控制要求编程，并进行调试。工艺控

制要求如下：①系统启动后，若物料台无工件，必须保证在原始状态时才能进行正常工作，即手指完全放松、物料台伸出到位，加工冲头在上限位置。巩固训练任务2加工工作站的安装调试5)调节光电开关和磁性开关时，应缓慢进行，不可用力

过猛，以免损坏。6)注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。7)安装直线导轨和滑块时，螺栓不要拧紧，使直线导轨保持松动状态。在安装整个夹紧机构时再拧紧直线导轨的固定螺栓，

为保持两导轨的平衡，一边来回自由滑动滑块，一边紧固导轨固定螺栓。8)程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应逐步满足完善工艺控制要求。9)程序设计时，要考虑机械手指完全夹紧工件并稳定，所以要设计夹紧延时程序。10)金属机架应保护接地。任务2加工工作站的安装调试11)通电调试及

检修时，在指导教师的监护和允许下进行。12)要做到安全操作和文明生产。3.额定工时360min。4.评分细则见评分表。任务2加工工作站的安装调试学习检测任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试气压传动是以压缩空气为工作介质进行传递动力和控制信号的，由于气压传动及其控制技术(

简称气动技术)具有防火、防爆、节能、高效、无污染等优点，因此在工业生产中应用广泛，发展较快，主要应用领域如表2.3所示。知识探究：气压传动系统的基础知识任务2加工工作站的安装调试气压传动系统主要由动力元件、辅助元件、执行元件、控制元件四部分组成。1.动力元件即气源装置，

是获得压缩空气的设备装置，其主体部分是空气压缩机，如图2.29所示。一、气压转动系统的组成任务2加工工作站的安装调试2.辅助元件是保证压缩空气净化、元件的润滑、元件间的连接及消声器等所必需的元件，包括过滤

器、油雾器、管接头以及消声器等，如图2.30所示。任务2加工工作站的安装调试3.执行元件是将气体的压力能转换为机械能的转换装置，包括直线气缸、摆动气缸、马达等，如图2.31所示。任务2加工工作站的安装调试4.控制元件用来控制压缩空气的压力、流量、流动方向，以便使执行机构完成预定的

工作，包括各种压力控制阀、流量控制阀（节流阀）和方向控制阀，如图2.32所示。任务2加工工作站的安装调试1.要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量压缩空气是气动装置的动力源，没有一定的压力，不但不能保证

执行机构产生足够的推力，甚至连控制机构都难以正确地动作；没有足够的流量，就不能满足对执行机构运动速度和程序的要求等。总之，压缩空气没有一定的压力和足够的流量，气动装置的一切功能均无法实现。2.要求压缩空气有一定的清洁度、干燥度二、气动系

统对压缩空气质量的要求任务2加工工作站的安装调试清洁度是指气源中油的含量、含灰尘杂质的质量及其颗粒的大小，这些都要控制在很低范围内。干燥度是指压缩空气中含水量的多少，气动装置要求压缩空气的含水量越低越好。由空气压缩机排出的压缩空气虽然能满足一定的压力和流量的要求

，但不能为气动装置所使用。因为一般气动设备所使用的空气压缩机都属于工作压力较低(0.8MPa)、用油润滑的活塞式空气压缩机。它从大气中吸入含有水分和灰尘的空气，经过压缩后，空气温度提高到140～180℃，这时空气压缩机气缸中的润滑油也部分成为气态，这样油分、水分

以及灰尘便形成混合的胶体微尘，与杂质混在压缩空气中一同排出。如果将压缩空气直接输送给气动装置使用，将会产生下列影响。任务2加工工作站的安装调试1）混在压缩空气中的油蒸气可能聚集在储气罐、管道、气动系统的容器中形成易燃物，有引起爆炸的危险；另一方面，润滑油被汽化后，会形成一种有

机酸，对金属设备、气动装置有腐蚀作用，影响设备的寿命。2）混在压缩空气中的杂质能沉积在管道和气动元件的通道内，减少通道面积，增加管道阻力，特别是对内径只有0.2～0.5mm的气动元件，会造成阻塞，使压力信号不能正确传递，整个气动系统不能稳定

工作甚至失灵。3）压缩空气中含有的饱和水分在一定的条件下会凝结成水，并聚集在管道中。在寒冷的冬天，凝结的水会使管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。任务2加工工作站的安装调试4）压缩空气中的灰尘等杂质对气动系统中作往复运动或转

动的气动元件(气缸、气动马达、气动换向阀等)的运动副会产生研磨作用，使这些元件因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。因此，气源装置必须设置一些除油、除水、除尘、使压缩空气干燥、提高压缩空气质量、进行气源净

化处理的辅助设备。压缩空气净化流程示意图如图2.33所示。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试气压传动系统的形式很多，熟悉常用的基本回路是分析和安装调试气压传动系统必要的知识。使用较多的气动基本回路有方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路等。1.方向控制回

路有单作用气缸换向回路和双作用气缸回路。1）单作用气缸换向回路如图2.34所示。在图2.34（a）中，换向阀电磁铁YA通电，来自气源装置的气压进入单作用气缸的A腔，使活塞杆向右伸出；换向阀电磁铁YA断电，

气缸A腔内的气压经换向阀排气口泄压，活塞杆在弹簧的作用力下向左缩回。三、气动基本回路任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试在图2.34（b）中，换向阀电磁铁YA1通电，来自气源装置的气压进入单作用气缸的A腔，使活塞杆向右伸

出；如果电磁铁YA1、YA2均断电，换向阀阀芯处在中间位置，具有锁止功能，此时系统气路切断，活塞杆可以停留在行程中的任意位置；换向阀电磁铁YA1断电，而电磁铁YA2通电，气缸A腔内的气压经换向阀排气口泄压，活塞杆在弹簧的作用力下向左缩回。2）双作用气缸换向回路如图2.35所示

。在图2.35（a）中，换向阀电磁铁YA通电，来自气源装置的气压进入双作用气缸的A腔，B腔的空气通过换向阀排气口排出，使活塞杆向右伸出；换向阀电磁铁YA断电，气压进入双作用气缸的B腔，A腔的空气通过换向阀排气口排出，使活塞杆向左缩回。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试在图

2.35（b）中，换向阀电磁铁YA1通电，来自气源装置的气压进入双作用气缸的A腔，B腔的空气通过换向阀排气口排出，使活塞杆向右伸出；如果两个电磁铁均断电，换向阀阀芯处在中间位置，具有锁止功能，此时系统气路切断，活塞杆可以停留在行程中的任意位置；换向阀电磁铁YA

1断电，而电磁铁YA2通电，气压进入气缸的B腔，A腔的空气通过换向阀排气口排出，使活塞杆向左缩回。2.压力控制回路压力控制回路有高低压选择控制回路和高低压转换控制回路。任务2加工工作站的安装调试1）高低压选择控制回路如图2.36所

示。此回路的主要作用是通过两个减压阀1和2调节出不同的压力P.1和P.2，给两个不同的并联系统提供稳定的工作压力。该回路一般由空气过滤器、减压阀和油雾器组成，通常称为气动调节装置（气动三联件）。其中，过滤器除去压缩空

气中的灰尘、水分等杂质；减压阀调节压力并使其出气口压力维持稳定；油雾器将清洁的润滑油雾化后注入空气流中，对需要润滑的气动部件进行润滑。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试2）高低压转换

控制回路如图2.37所示。此回路主要用于某些时而需要高压、时而需要低压的气动设备。该回路用两个减压阀1和2调出两种不同的压力P.1和P.2，再利用二位三通换向阀实现高低压转换。任务2加工工作站的安装调试3.控制气缸的运动速度，

该回路通常采用节流阀调节。速度控制回路有单向调速控制回路和双向调速控制回路。1）单向调速控制回路如图2.38所示。在图2.38（a）中，换向阀电磁铁YA通电，由于节流阀中单向阀的作用，来自气源装置的气压只能经过节流阀进入双作用气缸的A腔，B腔的空气通过换向阀排气口直接排出，使活

塞杆向右缓慢伸出；换向阀电磁铁YA断电，气压直接进入B腔，由于气压的作用，将节流阀中单向阀打开（单向阀的开启压力低于节流阀开启压力），A腔的空气直接通过单向阀、换向阀排气口排出，使活塞杆迅速向左缩回。任务2加工工作站

的安装调试任务2加工工作站的安装调试在图2.38（b）中，换向阀电磁铁YA通电，来自气源装置的气压直接进入双作用气缸的A腔，由于节流阀中单向阀的作用，B腔的空气只能经过节流阀，再经换向阀排气口排出，使活塞杆向右缓慢伸出；换

向阀电磁铁YA断电，由于气压的作用，将节流阀中单向阀打开，气压直接进入B腔，A腔的空气通过换向阀排气口排出，使活塞杆迅速向左缩回。调节节流阀的开度即可改变气缸活塞运动速度的快慢。2）双向调速控制回路如图2.39所示。在图2.39（a）中，换向阀电磁铁YA通电，由于节流阀1中单向

阀的作用，来自气源装置的气压只能经过节流阀1进入双作用气缸的A腔，由于气压的作用，将节流阀2中单向阀打开，B腔空气直接通过单向阀、经换向阀排气口直接排出，使活塞杆向右缓慢伸出；换向阀电磁铁YA任务2加工工作站的安装

调试断电，由于节流阀2中单向阀的作用，来自气源装置的气压只能经过节流阀2进入双作用气缸的B腔，由于气压的作用，将节流阀1中单向阀打开，A腔空气直接通过单向阀、换向阀排气口排出，使活塞杆缓慢向左缩回。在图2.39（b）中，换向阀电磁铁YA通电，来

自气源装置的气压直接进入双作用气缸的A腔，B腔的空气通过换向阀排气口、排气节流阀2排出，使活塞杆向右缓慢伸出；换向阀电磁铁YA断电，气压直接进入双作用气缸的B腔，A腔的空气经换向阀排气口、排气节流阀1排出，

使活塞杆缓慢向左缩回。除上述基本控制回路外，还有安全保护回路、互锁回路、延时回路、顺序动作回路、双手同时操作回路等基本控制回路，请读者自行参阅相关资料和书籍了解。任务2加工工作站的安装调试任务2加工工作站的安装调试1.如果加工工作站按以

下要求工作，（1）系统启动后，若物料台无工件，延时5s系统自动停止。（2）加工数量达到10个后，延时1s系统自动停止。（3）系统的启动和停止各用一个按钮实现控制。2.压缩空气不经处理是否可以直接使用？为什么？采用什么样的处理方式？3.利用网上搜索引擎www.google.com和www.

baidu.com查询其他气动元件。思考与练习任务2加工工作站的安装调试1.兰建设.2002.液压与气压传动.北京：高等教育出版社.2.王化祥，张淑英.2004.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.王国

海.2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.4.三菱电机自动化（上海）有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.5.西门子（中国）有限公司.2005.S7.200可编程序控制器系统手册.6.亚龙科技

集团有限公司.2008.YL.335A实训指导书.知识链接任务2加工工作站的安装调试谢谢观赏THANKS装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试1.能识读机械安装图，根据安装图会安装机械部件。2.正确安装电气部件。3.正确调试工作站。4.

正确安装气动元件。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制要求进行程序设计。7.了解气压系统安装的基本要求。8.了解气压系统维护的内容。教学目标任务3装配工作站的安装调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进

入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务3装配工作站的安装调试1.会识读机械安装图。2.

能根据机械安装图安装机械部件。3.能根据气动控制图安装气动系统。4.能排除机械、电气的一般故障。5.知道气动系统安装、维护的内容。6.知道气动系统常见的故障及其处理。技能要求任务3装配工作站的安装调试1.在实训室中进行供料工作站的安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、

供料工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常用机械安装工具、电工仪表等。任务3装配工作站的安装调试装配工作站相当于实际自动化生产设备中的装配区域，它将已经加工好的零部件进行自动装配。装配工作站主要由简易料仓、供

料机构、回转物料台、机械手、定位机构、气动系统及其阀组、机构安装的铝型材支架及底板、电器元件等组成，如图3.1所示。工作任务：装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试1.所需的工具、(1)所需工具所需工具见表3.

1。实践操作任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试(2)所需主要材料见表3.2。2.根据总装图的位置要求安装机械部件，总装图如图3.2所示任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，

然后将各组件进行组装。1)根据图3.3所示的安装图，将铝合金型材用L形连接件组装成两个对称支架组件，将警示灯安装板固定在左边支架上，如图3.4所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试2)为

了确定两个支架组件的安装尺寸和位置，先把阀组固定板和与装配站底板固定的两条型材进行连接并固定，如图3.5所示。任务3装配工作站的安装调试3)组装物料定位机构（装配物料台），并将传感器安装支架安装固定在料斗固定板上，如图3.6所示。任务3装配

工作站的安装调试4)组装回转物料台。该机构由气动摆台和料盘构成，气动摆台是由直线气缸驱动齿轮齿条实现回转运动的，回转角度可在0～90°或0～180°之间任意调整，由磁性开关检测旋转到位信号。回转物料台组装好后，固定在安装地板上，如图3.7所示。任务3装配工作站的安装调试5)

组装供料机构。①组装料仓部分。先将料仓与安装底板固定，如图3.8(a)所示，然后再将光电传感器遮光板固定在料仓安装底板的背面，如图3.8(b)所示，再将传感器安装支架固定在料仓安装底板的正面，如图3.8(c)所示。任务3装配工作站的安装调

试②组装送料部件。送料部件是由上下位置安装、水平动作的两直线气缸组成的。其初始位置是：上面的气缸处于活塞杆缩回位置，而下面的气缸则处于活塞杆伸出位置，从而使简易料仓重力下落的工件被阻挡，因此称为挡料气缸。系统通电并正常运行后，当回转物料台旁的光电传感器检测到回转物料台需要物料时，上面的气缸活塞杆

伸出，把次下层的物料顶住，使其不能下落，故上面的气缸又称为顶料气缸。这时，挡料气缸活塞杆缩回，物料掉入回转物料台的料盘中,然后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层物料下落，为下一次分料做好准备。安装时，先将顶料气缸和挡料气缸组装在同一安装板上，如图3.9(a)所示，然后把节

流阀和气管接头分别安装在两个气缸上，如图3.9(b)所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试6)组装装配机械手。装配机械手是整个装配工作站的核心。它是一个三维运动的机构，由水平方向移动导杆气缸、竖直方向移动导杆气缸、气动手指组成。导杆气缸外

形如图3.10所示。该气缸由直线运动气缸带双导杆及其附件组成。任务3装配工作站的安装调试安装支架用于导杆导向件的安装和导杆气缸整体的固定；连接件安装板用于固定其他需要连接到该导杆气缸上的物件，并将两导杆和直线气缸活塞

杆的相对位置固定，当直线气缸的一端接通压缩空气后，活塞被驱动作直线运动，活塞杆也一起移动，被连接件安装板固定到一起的两导杆也随活塞杆伸出或缩回，从而实现导杆气缸的整体功能；行程调整板用于调整导杆气缸的伸出行程。①组装两个导杆气缸的连

接板，如图3.11所示。②组装气动手指，如图3.12所示。③将竖直方向移动导杆气缸与气动手指连接，如图3.13所示。任务3装配工作站的安装调试④总装装配机械手。将已经连接好气动手指的竖直方向移动导杆气缸与水平

方向移动导杆气缸连接，如图3.14所示。装配机机械手完成组装后的外观如图3.15所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试7)总装装配站。将组装好的各组件按照先后顺序进

行装配，①安装连接两个对称支架组件，如图3.16所示。②安装回转物料台。将回转物料台安装在两个对称支架的前端，如图3.17所示。③安装供料机构，如图3.18所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作

站的安装调试任务3装配工作站的安装调试④安装装配机械手组件，如图3.19所示。任务3装配工作站的安装调试8)安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管，用扎线将气管捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。机械安装完成的装配工作站如图3.21所示。气动控

制回路图如图3.22所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试1)安装PLC和接线柱总成，安装气缸上的限位磁性开关，如图3.23所示。任务3装配工作站的安装调试2)按照装配工作站PLC的I/O接线图，将所有电磁阀、传感器、

磁性开关、警示灯等器件，以及PLC的工作电源，通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口,如图3.24所示。西门子PLC系统I/O接线图如图3.25所示，三菱系统I/O接线图如图3.26所示。任务3装配工作站的安装调试3)

接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好。4.根据工艺控制要求设计程序（1）1)初始状态：顶料气缸活塞杆处于缩回位置，挡料气缸活塞杆处于伸出位置；装配机械手处于退回/提升位置，其气动手爪应完全张开。2)当系统启动后，回转物料台左料盘没有工件，顶料气缸伸出，顶住次下层工件，

挡料气缸再回退，最下层工件落入回转物料台的料盘；料盘有工件后，挡料气缸伸出，顶料气缸回退，使次下层的工件落入挡料位置，为下一次分料做好准备。如此循环。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试3)回转物料台右料盘没有工件，回转物料台右旋180°（

即气动摆台的直线气缸伸出）；如果又一次检测到回转物料台右料盘没有工件，回转物料台又向左旋180°（即气动摆台的直线气缸退回）。4)当物料台上有需要装配的工件时，装配机械手向下伸出，抓取回转物料台料盘中的工件，抓取后，装配机械手向上提升。5)装配机械手向前伸出到位，装配

机械手向下伸出，将抓取的回工件放置在物料台的工件中（即装配）；放入工件（装配完成）后，装配机械手向上提升/回退。6)人工将物料台装配完成的工件取走。如此循环，直到系统停止。7)系统启动、停止用一个按钮实现控制。任

务3装配工作站的安装调试8)如果料仓物料不足，警示灯黄灯点亮报警；料仓缺料，警示灯红灯点亮报警；系统运行指示用警示灯绿灯。（2）1)西门子系统程序设计。①设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制；系统启动时，系统应处于初始状态，即

装配机械手在提升和回退位置、手指完全放松，顶料气缸在回退位置，挡料气缸在伸出位置。参考程序如图3.27所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试②设计落料程序。根据工艺要求中2)和3)的基

本要求来设计程序。参考程序如图3.28所示。③设计装配程序。根据工艺要求中4)～6)的基本要求来设计程序。参考程序如图3.29所示。④设计报警程序。参考程序如图3.30所示。2)三菱系统程序设计。①设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制

；系统启动时，系统应处于初始状态，即装配机械手在提升和回退位置、手指完全放松，顶料气缸在回退位置，挡料气缸在伸出位置。参考程序如图3.31所示。②设计落料程序。根据工艺要求中2)和3)的基本要求来设计程序。参考程

序如图3.32所示。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试2)检查传感器、磁性开关接线是否正确。3)检查机械部件，特别是气缸部分是否与工件出口垂直，如有偏差应进行调整。4)调节光电开关（调节方法参照任务1）

。5)将来自气源的气管插入汇流板中，供上气源。此时，装配机械手在提升位置，手爪在松开位置，挡料气缸活塞杆在伸出位置，其他气缸活塞杆在回退位置，否则调换电磁阀输出气管。6)调整物料摆台。按照任务1中的方法，手控物料摆台的电磁阀，

观察气动摆台的摆动回转角度达到180°后是否有信号输出，如果没有信号输出，调整气动摆台滑轨内的两个磁性开关的位置。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调试磁性开关安装在气缸体的滑轨内，

松开磁性开关的紧定螺丝，磁性开关就可以沿着滑轨左右移动。确定开关位置后，旋紧紧定螺丝，即可完成位置的调整。图3.35是磁性开关位置调整示意图。7)将简易物料仓中放入物料。8)送上工作站所有的电源，并启动系统。观察气缸动作情况、气缸上的磁性开关信号灯（LED）

在气缸伸出或退回到位等时是否亮，如果不亮，说明磁性开关安装位置需要调整，调整方法是松开磁性开关的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定（需要）位置后再拧紧螺栓即可。9)观察气缸动作是否平稳，速度是否满足要求，如果不满

足要求，应调整气缸上的节流阀（参照任务1）。任务3装配工作站的安装调试10)在装配物料台上放置工件，应遵循回转物料台落料→回转物料台落料、旋转→装配机械手下降→装配机械手抓取工件→装配机械手提升→装配机

械手伸出→装配机械手下降→装配机械手松开→装配机械手提升→装配机械手回退→装配机械手的装配顺序。11)调整好后，可进行循环试车，手动放置、拿开装配物料台上的工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。任务3装配工作站的安装调试任务3装配工作站的安装调

试任务3装配工作站的安装调试1.1)识读图3.2、图3.3所示的机械安装图和图3.22所示的气动控制回路图。2)识读图3.25、图3.26所示的I/O接线图，并按图接线。3)根据图3.2、图3.3所示的机械安装图安装装配工作站。4)根据工艺控制要求编

程，并进行调试。工艺控制要求如下：①初始状态：顶料气缸活塞杆处于缩回位置，挡料气缸活塞杆处于伸出位置；装配机械手处于退回/提升位置，其气动手爪应完全张开。巩固训练任务3装配工作站的安装调试②当系统启动后，当装配物料台上有需要装配工件时，回转物料台左料盘没有工件，顶料气缸伸出，

顶住次下层工件，挡料气缸再回退，最下层工件落入回转物料台的料盘；料盘有工件后，挡料气缸伸出，顶料气缸回退，使次下层的工件落入挡料位置，为下一次分料做好准备。如此循环。③回转物料台右料盘没有工件，回转物料台右旋180°

（即气动摆台的直线气缸伸出）；如果又一次检测到回转物料台右料盘没有工件，回转物料台又向左旋180°（即气动摆台的直线气缸退回）。④装配机械手向下伸出，抓取回转物料台料盘中的工件，抓取后，装配机械手向上提升。⑤装配机械手向前伸出到位，装配机械手向下伸出，将抓取的回工

件放置在物料台的工件中（即装配）。放入工件（装配完成）后，装配机械手向上提升/回退。任务3装配工作站的安装调试⑥人工将物料台装配完成的工件取走。如此循环，直到系统停止。⑦如果料仓物料不足或缺料，延时10s系统自动停止，并发出报警信号，警示灯黄灯

点亮报警；料仓缺料，警示灯红灯点亮报警；系统运行指示用警示灯绿灯。⑧供料数量达到10个后，停止供料，延时5s系统自动停止。⑨系统启动、停止用一个按钮实现控制。5)检修调试过程中出现的故障。2.1)安装支架总

成时，2)紧固螺栓时注意力度，千万不要用力过大，以免损坏器件。任务3装配工作站的安装调试3)气管绑扎不可用力过大，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。4)外部导线一定要用缠绕管进行保护。5)调节光电开关和磁性开关时应缓慢进行，不可用力过猛，以免损坏。6)注意PLC的

工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。7)安装装配机械手时注意两个导杆气缸与手指的垂直。8)程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应逐步满足完善工艺控制要求，同时要考虑机械运动的稳定性。9)金属机架应保护接地。任务3

装配工作站的安装调试10)通电调试、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。11)要做到安全操作和文明生产。3.时间额定工时360min。4.评分细则见评分表。任务3装配工作站的安装调试学习检测任务3装配工作站

的安装调试任务3装配工作站的安装调试知识探究：气压传动系统的安装与调试、维护与维修任务3装配工作站的安装调试1.金属管道的安装1）安装前，要检查管道内壁是否光滑，并进行清洗、除锈处理。2）管道支架要坚固，供气工作时不得产生振动。3）管道各接头以及管路不允许有漏气现象。4）管道焊接应符

合《压力管道规范—工业管道》(GB/T20801.1—2006)中的要求。5）管路系统任何一直线段和弯道均可以拆装。6）管道安装的倾斜度、弯曲半径、间距和坡度均要符合《压力管道规范-工业管道》(GB/T20801.1—2006)中的要求。一、气压转动系统的安装任务3装配

工作站的安装调试2.1）元件安装前应进行清洗，必要时进行密封试验。2）各类阀体上的箭头方向或标记要符合介质流动方向。3）密封圈不要装得过紧，尤其是U形密封圈，否则会出现阻力过大现象。4）驱动负载的气缸的中心线与负载作用力中心线要同心，否则会引起侧向力，加

剧密封件磨损和气缸的活塞杆弯曲。5）各种自动控制仪表、控制器、压力继电器等应在安装前进行校验。任务3装配工作站的安装调试1.调试前的准备工作1）熟悉设备说明书等有关技术资料，全面了解系统的原理、结构、性能、工艺要求及其操作方法。2）了解需要调整的元件

在设备上的实际位置、操作方法以及调节旋钮的旋转方向。3）准备好调试所需要的工具、仪器仪表。2.调试应根据设备使用说明书等技术资料中的性能指标、参数、位置、动作要求进行细致的调试。1）先将进气调压阀调到最小位置，然后打开气源开关，缓慢调节进气调压阀，使系统压力逐渐升高到要求的工作压力

。2）检查管接头、元件接口等位置是否有漏气现象。二、气动系统的调试任务3装配工作站的安装调试3）逐步调节各支路压力。4）对每一路的电磁阀进行手动或通电换向检查调试。调试时，注意用力不要过猛，以免损坏元件。3.经过调试整定，设备应空载试运行，空载运行时间不得小于2h。

试运行时，应注意观察设备的压力、流量、温度等变化情况，同时应观察元件和管路是否有漏气现象。4.经过空载试运行正常后，设备应进行负载试运行，试运行时间不得小于3h。注意负载试运行应逐步加载，观察其运行情况，不得直接加载额定负载。记录好试运行原始

数据并保存，以备将来检修参考。任务3装配工作站的安装调试1.气动系统的故障种类由于故障发生的时期不同，故障的内容和原因也不同。因此，可将故障分为初期故障、突发故障和老化故障。1）初期故障：在调试阶段和开始运转的两、三个月内发生的故障称为初期故障。2）突发故障：系统在稳定运行时期内突然发生的故

障称为突发故障。3）老化故障：个别或少数元件达到使用寿命后发生的故障称为老化故障。2.(1)气动执行元件（气缸）故障三、气动系统的常见故障任务3装配工作站的安装调试由于气缸装配不当和长期使用，气动执行元件（气缸）易发生内、外泄漏，输出力不足和动作不平稳，缓冲效果不良，活塞

杆和缸盖损坏等故障现象。1）气缸出现内、外泄漏，一般是因活塞杆安装偏心、润滑油供应不足、密封圈和密封环磨损或损坏、气缸内有杂质及活塞杆有伤痕等造成的。所以，当气缸出现内、外泄漏时，应重新调整活塞杆的中心，以保证活塞杆与缸筒的同轴度；应经常检查油雾器工作是否可靠，以保证执行元件润滑良好；当密封圈和密

封环出现磨损或损环时，应及时更换；若气缸内存在杂质，应及时清除；活塞杆上有伤痕时，应换新。2）气缸的输出力不足和动作不平稳，一般是因活塞或活塞杆被卡住、润滑不良、供气量不足，或缸内有冷凝水和杂质等原因造成的。对此，应调整活塞

杆的中心，检查油雾器的工作是否可靠、供气管路是否被堵塞。当气缸内存有冷凝水和杂质时应及时清除。任务3装配工作站的安装调试3）气缸的缓冲效果不良，一般是因缓冲密封圈磨损或调节螺钉损坏所致。此时，应更换密封圈和调节螺钉。4）气缸的活塞杆和缸盖损坏，

一般是因活塞杆安装偏心或缓冲机构不起作用而造成的。对此，应调整活塞杆的中心位置，更换缓冲密封圈或调节螺钉。(2)换向阀的故障有阀不能换向或换向动作缓慢、气体泄漏等。1）换向阀不能换向或换向动作缓慢，一般是因润滑不良、弹簧被卡住或损坏、油污或杂质卡住滑动部分等原因引起的。对此，应先检查油雾

器的工作是否正常，润滑油的黏度是否合适。必要时应更换润滑油，清洗换向阀的滑动部分，或更换弹簧和换向阀。2）换向阀经长时间使用后易出现阀芯密封圈磨损、阀杆和阀座损伤的现象，导致阀内气体泄漏、阀的动作缓慢或不能正常换向等故障。此时，应更换密封圈、阀杆和阀座，或将换向阀换

新。任务3装配工作站的安装调试3）若电磁先导阀的进、排气孔被油泥等杂物堵塞，封闭不严，活动铁芯被卡死，电路有故障等，均可导致换向阀不能正常换向。基于故障情况应清洗换向阀及活动铁芯上的油泥和杂质。(3)气动

辅助元件的故障主要有油雾器故障、自动排污器故障、消声器故障等。1）油雾器的故障有：调节针的调节量太小，油路堵塞，管路漏气等都会使液态油滴不能雾化。对此，应及时处理堵塞和漏气的地方，调整滴油量，使其达到5滴/min左右。正常使用时，油杯内的油面要保持在

上、下限范围之内。对油杯底都沉积的水分，应及时排除。2）自动排污器内的油污和水分有时不能自动排除，特别是在冬季温度较低的情况下尤为严重。此时，应将其拆下并进行检查和清洗。3）当换向阀上装的消声器太脏或被堵塞时，也会影响

换向阀的灵敏度和换向时间，故要经常清洗消声器。任务3装配工作站的安装调试1.气动系统调试前应做哪些准备工作？2.气动元件安装时应注意什么？3.如果驱动负载的气缸的中心线与负载作用力中心线不同心会造成什么后果？4

.气动系统的日常维护有哪些？5.气缸有哪些常见故障？怎样预防？思考与练习任务3装配工作站的安装调试1.兰建设.2002.液压与气压传动.北京：高等教育出版社.2.王化祥，张淑英.2004.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.王国海

,2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.4.三菱电机自动化（上海）有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.5.西门子（中国）有限公司.2005.S7-200可编程序控制器系统手册.6.亚龙科技集团有限公司.2008.YL-

335A实训指导书.知识链接任务3装配工作站的安装调试谢谢观赏THANKS成品检测工作站的安装调试成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试1.能识读机械安装图，根据安装图会安装机械部件。2.正确安装电气部件。3.会变频器接线，并进行参数设定。4.正确安装气动元件

。5.正确调试工作站。6.会处理调试过程中出现的故障。7.能根据工艺控制要求进行程序设计。教学目标任务4成品检测工作站的安装调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先

验电确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务4成品检测工作站的安装调试1.会识读机械安装图。2.能根据机械安装图安装机械部件。3.能根据气动控制图安装气动系统。

4.知道变频器的基本原理。5.会变频器接线和参数设定。6.能排除机械、电气的一般故障。技能要求任务4成品检测工作站的安装调试1.在实训室中进行供料工作站的安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、供料工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常

用机械安装工具、电工仪表等。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试成品检测工作站相当于实际自动化生产设备中的产品质量检测区域或分拣包装区域,在实训设备中完成对已经加工、装配好的工件，按不同的颜色分拣到不同的料槽中。成品检测工

作站主要由传送和分拣机构、传动机构、变频器、电磁阀组、接线端口、PLC、底板等组成，部分构件如图4.1所示。工作任务：成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调

试1.所需的工具、(1)所需工具所需工具见表4.1。实践操作任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试(2)所需主要材料见表4.2。2.根据总装图的位置要求安装机

械部件，总装图如图4.2所示任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装。1)组装料槽部件。先将料槽的支撑架组装成一个整体，如图4.3所示,再将料槽的零部件组装成

整体安装时的料槽组件，如图4.4(a~d)所示。任务4成品检测工作站的安装调试2)组装传动机构。先将电动机安装支架与电动机连接，保持两者可以自由调节的松动状态，再将挠性联轴器安装在电动机输出轴上，如图4.5(a,b)所示。3)组装传送带机构。①组装传送带传动侧的皮带轮，先安装皮带轮左

侧的固定板，先不要拧紧,然后把皮带轮放置在固定板内，再安装皮带轮右侧固定板，同样保持固定板的松动状态，如图4.6(a~c)所示。②组装传送带从动侧的皮带轮，同样先安装皮带轮左侧的固定板，然后把皮带轮放置在固定板内并套上皮带，再安装皮带轮右侧固定板。在传送带两侧安装张紧机构，如图4.7(

a~d)所示。③组装传送带四根立柱，如图4.8所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试④调整

传送带，如图4.9所示。⑤组装来料检测传感器支架和工件导向件，如图4.10所示。4)总装成品检测工作站。①将组装好的传送带机构安装在成品检测站底板上，如图4.11所示。②安装传动机构。先将挠性联轴器安装在传动机构的传动皮带轮上，放置好联轴器弹性圈，再将传动机构与传动机构对接安装,同时

调节横向和纵向的水平位置,最后紧固所有螺栓，如图4.12所示。③安装料槽部件。安装料槽部件之前，先安装电磁阀组的安装底板和料槽支撑架，再安装两个料槽，如图4.13(a~c)所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的

安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试④调整传送带，如图4.9所示。⑤组装来料检测传感器支架和工件导向件，如图4.10所示。4)总装成品检测工作站。①将组装好的传送带机构安装在成品检测站底板上，如图4

.11所示。②安装传动机构。先将挠性联轴器安装在传动机构的传动皮带轮上，放置好联轴器弹性圈，再将传动机构与传动机构对接安装,同时调节横向和纵向的水平位置,最后紧固所有螺栓，如图4.12所示。③安装料槽部件。安装料槽部件

之前，先安装电磁阀组的安装底板和料槽支撑架，再安装两个料槽，如图4.13(a~c)所示。任务4成品检测工作站的安装调试④安装顶料气缸。先安装传感器安装支架和气缸安装支架，支架位置应与料槽对齐,再安装顶料气缸，如图4.14(a,b)所示。5)安装气动电磁阀组，并根据气动控制回路图连接好气管，用扎线将

气管捆扎好，注意力度，不要将气管捆扎变形。机械安装完成的成品检测工作站如图4.15所示,气动控制回路图如图4.16所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试3.电气部件的

安装将PLC和接线柱总成安装在成品检测工作站底板上,将传感器安装在传感器安装支架上，把限位磁性开关安装在气缸上，将变频器安装在电器箱内(实训设备采用的变频器模块盒安装在抽屉式安装架上，如图4.17所示)。按照成品检测工作站PLC的I/O接线图，将变频器以及所有电磁

阀、传感器、磁性开关等器件和PLC的工作电源通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口,完成所有安装，如图4.18所示。西门子系统I/O接线图如图4.19所示，三菱系统I/O接线图如图4.20所示。接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将导线绑扎好。任务4成品检测工作站

的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试4.根据工艺控制要求设计程序(1)1）系统启动后，当传送带上的工件导向位置物料光电传感器检测到有工件时，启

动变频器，工件开始送入成品检测区进行检测。2）当检测到工件是合格品(白色)时，被送入料槽1，当检测到工件是废品(黑色)时，被送入料槽2。3）传送带驱动电动机要求以25Hz的频率运行。4)当工件被顶入料槽后，如果传送带上的工件导向位置物料光电传感器没有检测到工件，延时10

s，传送带驱动电动机停止。5)系统启动、停止用一个按钮实现控制。(2)任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试1)西门子系统程序设计。①设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制。参考程序如图4.21所示。②设计传送带驱动电动机启动程序。传送带驱

动电动机由变频器实现频率控制，所以程序只要实现控制变频器即可。传送带驱动电动机只要求以一种频率(25Hz)运行，在程序设计时只用Q0.3输出。参考程序如图4.22所示。③设计成品检测程序。需要注意的是，当物料被顶出后，顶料伸出运动可能产生干扰信号，使得顶料操作反复进行，为此应采

取相应的防范措施。参考程序如图4.23所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试2）三菱系统程序设计。①设计初始状态程序。要求用一个按钮实现系统启动、停止控制。参考程序如图4.24所示。②设

计传送带驱动电动机启动程序。传送带驱动电动机由变频器实现频率控制，所以程序只要实现控制变频器即可。传送带驱动电动机只要求以一种频率(25Hz)运行，在程序设计时只用Y3、Y4输出。参考程序如图4.25所示。③设计

成品检测程序。需要注意的是，当物料被顶出后，顶料伸出运动可能产生干扰信号，使得顶料操作反复进行，为此应采取相应的防范措施。参考程序如图4.26所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的

安装调试5）调节顶料气缸的活塞推进速度。为了准确且平稳地把工件推出，需要仔细地调整两个顶料气缸活塞杆的伸出速度。6）设定变频器参数。在本工作站变频器需要设定的参数是：电动机额定电压380V，额定电流017A，额定功率003kW

,额定频率50Hz,额定转速1480r/min(或1500r/min),最低频率0Hz,最高频率50Hz,运行频率25Hz,斜坡上升时间2s,斜坡下降时间2s。①西门子MM420变频器的参数设定操作步骤和方法。a.需要设定的MM420变频器参数代码如表43所示(只有本站使用的参数代码和设定值)。

任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试②三菱E740变频器的参数设定操作步骤和方法。a.需要设定的E740变频器参数代码如表4.4所示(只有本站使用的参数代码和设定

值)。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试c.设定参数操作的步骤：按照表4.4参数表设定即可。7）送上工作站所有的电源，并启动系统。8）将工件放置在工件导向件的槽内。9）调整好后，可进行循环试车，手动

放置工件，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。任务4成品检测工作站的安装调试1.1）识读图4.2所示的机械安装图和图4.16所示的气动控制回路图。2）识读图4.19、图4.20所示的I/O接线图，并

按图接线。3）根据图4.2所示的机械安装图安装成品检测工作站。4）根据工艺控制要求编程，并进行调试。工艺控制要求如下：①系统启动后，当传送带上的工件导向位置物料光电传感器检测到有工件时，启动变频器，工件开始送入成品

检测区进行检测。②当检测到工件是合格品(白色)时，送入料槽1;当检测到工件是废品(黑色)时，送入料槽2。巩固训练任务4成品检测工作站的安装调试③检测到工件，传送带驱动电动机要求以25Hz的频率运行。④如果没有检测到工件，传送带驱动电动机以30Hz的

频率运行，延时10s，传送带驱动电动机停止。⑤系统启动、停止用一个按钮实现控制。5)21)安装支架总成时，注意各边的平行度和各角的垂直度。2)紧固螺栓时注意力度，千万不要用力过大，以免损坏器件。3)气管绑扎不可用力过大

，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。4)外部导线一定要用缠绕管进行保护。任务4成品检测工作站的安装调试5）调节光电开关和磁性开关时应缓慢进行，不可用力过猛，以免损坏。6）注意PLC的工作电

源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。7）注意顶料气缸与料槽的中间位置处于同一直线。8）程序设计时，不要将所有工艺控制要求一次性满足，应逐步满足完善工艺控制要求，同时要考虑机械运动的稳定性。9）光纤传感器灵敏

度的调整、变频器参数(运转频率、斜坡下降时间等)的设置以及软件编程中定时器设定值的设置等，应相互配合。10）金属机架应保护接地。11）通电试车、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。任务4成品检测工作站的安装调试12）要做到安全

操作和文明生产。3.时间额定工时360min。4.评分评分细则见评分表。任务4成品检测工作站的安装调试学习检测任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试知识探究：变频器任务4成品检测工作站的安装调试随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际应用逐渐

走向成熟。变频器不仅调速平滑、范围大、效率高、启动电流小、运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛地应用于各行各业生产领域。1.变频器的工作原理由交流电动机的转速表达式：n＝60f(1－s)/p可知，在磁极对数p和转差率

s不变的情况下，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。一、变频器概述任务4成品检测工作站的安装调

试变频器工作原理框图如图4.27所示，它首先将交流电变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电。一般功率较大的变频器用晶闸管(可控硅)，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调，用来控制电机的转数，使转数在一定的范围内可调。任

务4成品检测工作站的安装调试2.变频器控制方式低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为075～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路采用的是交—直—交电路，其控制方式有如下几种。(1)正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结

构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在各个领域得到广泛应用。(2)电压空间矢量(SVPWM)控制方式任务4成品检测工作站的安装调试它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆

形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。它经实际使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环

，以提高动态的精度和稳定度。但其控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。(3)矢量控制(VC)方式矢量控制变频调速其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度、磁场两个分

量进行独立控制。在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。任务4成品检测工作站的安

装调试(4)直接转矩控制(DTC)方式直接转矩控制方式直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。3.变频器使用不当，不但不能很好地发挥其优良的功能，而且还有可能损坏变频器及其设备，或造成干扰影

响等，因此在使用中应注意以下事项：1)变频器使用前，必须认真阅读产品使用说明书，并按说明书的要求接线、安装和使用。2)变频器装置应可靠接地，以抑制射频干扰，防止变频器内因漏电而引起电击。3)用变频器控制电机转速时，电

机的温升及噪声会比电网时高；在低速运转时，因电机风叶转速低，应注意通风冷却或适当减轻负载，以免电机温升超过允许值。任务4成品检测工作站的安装调试4)供电线路的阻抗不能太小。当线路阻抗较小时，应在变频器电源输入端加装交流电抗器。当电网三相电压不平衡度大于3%时，变频器输入电流的峰

值就很大，会造成变频器及连接线过热或损坏电子元件，这时也需加装交流电抗器，特别是变压器为V形接法时更为严重，除在交流侧加装电抗器外，还需在直流侧加装直流电抗器。5)不能在变频器的电源输入端和输出端装设过大的电容器，否则会使线路阻抗下降，产生过流而损坏变频

器。6)变频器出线侧不能并联补偿电容，也不能为了减少变频器的输出电压的高次谐波而并联电容器，否则可能损坏变频器。为了减少谐波，可以串联电抗器。7)不能用断路器及接触器直接起动和停止变频器，应用变频器的控制端子来操作，否则会造成变频器失控，

并可能造成严重后果。任务4成品检测工作站的安装调试8)变频器与电机间一般不宜加装交流接触器，以免断流瞬间产生过电压而损坏变频器。若需加装，在变频器运行前接触器应先闭合，而在断开前变频器应先停止输出。9)

对于变频器驱动普通电机作恒转矩运行的场合，应尽量避免长期低速运行，否则电机散热效果变差，发热严重。如果需要以低速恒转矩长期运行，就必须选用变频电机。10)变频器外接制动电阻的阻值不能小于变频器允许所带制动电阻的要求。在满足制动要求的前提下，制动电阻宜

大些。切不可将制动电阻的端子短接，否则在制动时会通过开关管发生短路事故。11)变频器与电机相连时，不允许用兆欧表测量电机的绝缘电阻，否则兆欧表输出的高电压会损坏变频器。12)正确处理升速与减速的问题。变频器设定的加、减速时间过短，容易受到“

电冲击”而损坏变频器。因此，使用变频器时，在负载设备允许的前提下，应尽量延长加、减速时间。任务4成品检测工作站的安装调试①如果负载重，则应增加加、减速时间；反之，可适当减少加、减速时间。②如果负载设备需要短时间内加、减速，则必须考虑加大变频器的容量，以免出现太大的电流，超过变频器的额定电流。③如果

负载设备需要很短的加、减速时间(如1s内)，则应考虑在变频器上采用制动系统。一般较大容量的变频器都配有制动系统。13)变频器应垂直安装，留有通风空间，并控制环境温度不超过40℃。14)必须采用抗干扰措施，以免变频器受干扰而

影响其正常工作，变频器产生的高次谐波干扰其他电子设备的正常工作。15)注意电机的热保护。如果电机与变频器容量匹配，则变频器内部的热保护能有效保护电机。如果两者容量不匹配，须调整其保护值或采取其他保护措施以保证电机的安全运行。变频器电子热保护值(电机过载检测)可在变频器额定电流的25%～1

05%范围内设定。任务4成品检测工作站的安装调试MM420变频器是全新一代模块化设计的多功能标准变频器，具有多灵活性、标准参数访问结构，操作方便。1.主要特性易于安装、易于调试、牢固的EMC设计、可由IT(

中性点不接地)电源供电、对控制信号的响应快、参数设置的范围广，采用模块化设计，配置灵活、脉宽调制的频率高。2.1)磁通电流控制(FCC)，改善了动态响应和电动机的控制特性。2)快速电流限制(FCL)功能，实现正常状态下的无跳闸运行。3)内置

的直流注入制动。4)复合制动功能改善了制动特性。二、西门子MM420变频器任务4成品检测工作站的安装调试5)加速/减速斜坡特性具有可编程的平滑功能。6)具有比例、积分(PI)控制功能的闭环控制。7)多点V/f特性。3.保护特性具有过电压/欠电压保护、变频器过热保护、接

地故障保护、短路保护、I.2t电动机过热保护、PTC电动机保护等保护措施。4.MM420MM420变频器端子接线图见图4.28，各端子说明见表4.5。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的

安装调试任务4成品检测工作站的安装调试5.BOPBOP具有7段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值、报警和故障信息以及设定值和实际值，但是不能存储参数的信息。其外形如图4.29所示。BOP操作面板各键的功能说明如表4.6所示。任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站

的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试三菱E740变频器采用磁通矢量控制，实现1Hz运行150%转矩输出、PID、15段速度等多功能选择，内置RS485通信口，柔性PWM，实现更低噪声运行。1.E740

端子接线图见图4.30，各端子说明见表4.7。三、三菱E70变频器任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安装调试任务4成品检测工作站的安

装调试任务4成品检测工作站的安装调试2.E740变频器操作面板E740变频器操作面板具有7段显示的四位数字，可以显示参数的序号和数值、报警和故障信息以及设定值和实际值，但是不能存储参数的信息，且不能拆卸。其外形如

图4.31所示。操作面板各键的功能说明如表4.8所示。任务4成品检测工作站的安装调试1.阅读《E740变频器使用手册》或《M4420变频器使用手册》，了解其他的参数。2.如果传送带驱动电动机要求分别以10Hz、15Hz、25Hz、50Hz的频率运行，每频

段运行时间间隔为2s，试设计控制程序和整定变频器参数。3.变频器能用接触器直接启动和停止控制吗？为什么？4.变频器有哪些控制方式？思考与练习任务4成品检测工作站的安装调试1.兰建设.2002.北京:高等教育出版社.2.王化祥,张淑英.200

4.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.廖常初.2002PLC编程及应用.北京：机械工业出版社.4.王国海.2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.5.三菱电机自动化(上海)有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.6.三菱电机自动化(上海)有限公司.20

07E740变频器使用手册.7.西门子(中国)有限公司.2005.S7200可编程序控制器系统手册.8.西门子(中国)有限公司.2003M4420变频器使用手册.9.亚龙科技集团有限公司.2008.YL335A实训指导书.知识链接任务4成品检测工作站的安装调试谢谢观赏THANKS搬运

工作站的安装调试搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试1.能识读机械安装图，根据安装图会安装机械部件。2.正确安装电气部件。3.正确调试工作站。4.正确安装气动元件。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制要求进行

程序设计。7.了解进步电机和脉冲数的计算。教学目标任务5搬运工作站的安装调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。4.带电作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和

文明生产意识。安全规范任务5搬运工作站的安装调试1.会识读机械安装图，能根据机械安装图安装机械部件。2.能根据气动控制图安装气动系统。3.会校正直线导轨水平。4.了解步进电机。5.会计算脉冲数。6.能排除机械、电气的一般故障。技能要求任务5搬运工作站的安装调试1.在实训

室中进行搬运工作站的安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、搬运工作站的器件、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、常用机械安装工具、电工仪表等。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试搬运工作站是系统中最为重要同时也是任

务最为繁重的工作站。本站主要完成驱动它的抓取机械手装置精确定位到指定工作站的物料台，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。搬运工作站由抓取机械手装置、步进电机传动组件、PLC模块、按钮/指示灯模块和接线端子排等部件组成，部分构件如图5.1所示。工作任务：搬动工作站的安装调试任务

5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试1.所需的工具、(1)所需工具所需工具见表5.1。实践操作任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试(2)所需主要材料见表5.2。2.根据总装图的位置要求安装机械部件，总装图如图5.2所示任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工

作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试首先，将各零件组装成总体安装时的组件，然后将各组件进行组装,1)安装直线导轨。先将两根直线导轨用螺栓固定在工作台面上，但是螺栓不要拧得太紧,再用水平仪检测两导轨的纵横水平，如果两个导轨水平不同，可用紫

铜皮或薄铁皮垫在导轨的固定螺栓下面，直到水平相等并紧固螺栓，螺栓紧固后再进行水平校验。然后，将滑块组套入两导轨上，进行自由滑动，看是否有卡塞现象，如果有说明两导轨不平行，可用直尺检测调整。直线导轨的安装检测如图5

.3所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试2）安装拖动总成部分。根据如图5.4所示的拖动总成安装图进行安装。任务5搬运工作站的安装调试①将溜板从直线导轨上取下，将行程开关撞块和同步带连接器装在溜板上，如图5.5所示。任务5搬运工作站的安装调试②安装

同步带。先将同步带理顺并将其穿过从动同步轮，再将同步带的两端固定在溜板上的同步连接器上，最后理顺同步皮带，将溜板套入直线导轨，如图5.6（a~d）所示。任务5搬运工作站的安装调试③安装步进电动机。a.组装步进电机的安装支架，如图5.7(a)所示。b.将步进电机与安装支架组装成一个整

体，如图5.7(b)所示。c.将同步主动轮安装在电机的输出轴上，如图5.7(c)所示。d.将同步皮带套入同步主动轮，并将同步电机安装固定，如图5.7(d)所示。e.在同步从动皮带轮侧调整同步皮带的松紧度，调整后紧固从动皮带轮，如图5.7(e)所示。f.自由滑动滑块组件，检查同步

皮带是否有卡塞现象，如图5.7(f)所示。任务5搬运工作站的安装调试3)组装抓取机械手装置。抓取机械手装置能够实现升降、伸缩、气动手指夹紧/松开、旋转运动，该装置整体安装在步进电机传动组件的滑动溜板上，在传动组件带动下整体作直线往复运动，主要由气动手抓、双杆气缸、回转气缸(摆台

)、提升气缸(升降)组成。其安装步骤如下：①组装提升机构。先组装提升部件和支撑部件，然后将提升部件、支撑部件与提升气缸组装成一个整体机构，如图5.8(a~d)所示。②组装回转机构。先将气动摆台固定在提升机构的提升

板上，再连接导杆气缸的安装板与气动摆台，如图5.9(a,b)所示。任务5搬运工作站的安装调试③组装机械手。先把手爪与手指夹紧气缸组装好，如图5.10(a)所示；然后把手指部分与导杆气缸组装连接，如图5.10(b)所示；再将组装好的机械手部件与气缸安装板连接，如图510(c)所示；组装连接后，将拖

链支架安装在抓取机械手装置上，如图5.10(d)所示。4)将组装好的抓取机械手装置安装在溜板上，如图5.11(a)所示;然后安装拖链导向槽，如图5.11(b)所示。图5.11安装机械手装置和拖链导向槽5)安装气动电磁阀组和气缸的磁性开关，并根据气动控制回路图连接好气管，气动控制回路

图如图5.12所示。将气管和磁性开关的信号线用扎线捆扎好，敷设在拖链内。完成机械部件安装的搬运工作站如图5.13所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的

安装调试4)将组装好的抓取机械手装置安装在溜板上，如图5.11(a)所示;然后安装拖链导向槽，如图5.11(b)所示。任务5搬运工作站的安装调试5)安装气动电磁阀组和气缸的磁性开关，并根据气动控制回路图连接好气管，气动控制回路图如图5.12所示。将气管和磁性开关的信号线用扎线捆扎好，敷

设在拖链内。完成机械部件安装的搬运工作站如图5.13所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试3.电气部件的安装安装PLC和接线柱总成。将步进电机驱动器安装在电器箱内(实训设备采用的步进电机驱动器模块盒安装在抽屉式安装架上，如图5.14所示)。按照搬运工作站PLC的I/O接线图，将

步进电机、步进电机驱动器、所有电磁阀、磁性开关等器件以及PLC的工作电源，通过接线柱总成连接到PLC的I/O端口。西门子系统I/O接线图如图5.15所示，三菱系统I/O接线图如图5.16所示。接好所有导线后，梳理清楚，用缠绕管将

导线绑扎好。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试4.根据工艺控制要求设计程序(1)1)启动系统，机械手装置回到原点，等待1s后→机械手装置前进470mm,停止1s。2)停止1s后

，机械手提升→提升到位1s后→右转90°→右转90°到位0.5s后→机械手伸出→伸出到位2s后→抓取工件(人工放置工件到机械手的手爪上)并延时0.5s。3)经过0.5s机械手缩回→缩回到位1s后左转90°→左转90°到位0.5s后→机械手下降→下降到位延时1s。4)1s后→机械手抓取装置前

进286mm,停止1s。5)停止1s后，机械手提升→提升到位1s后→右转90°→右转90°到位0.5s后→机械手伸出→伸出到位1s后→松开工件延时0.5s。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试6)过0.5s机械手缩回→缩回到位1s后左转90°→左转

90°到位0.5s后→机械手下降→下降到位延时1s。7)1s后→机械手装置高速回退690mm→低速回退到原点。系统启动、停止各用一个按钮控制，为防止机械手装置越过直线导轨极限位置，用行程开关作为终端保护。(2)本

工作站关键是实现步进电机控制编程。步进电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数。因此，只要用PLC实现对脉冲信号的频率和脉冲数的控制，即可达到相应的转速、停止位置。但是对于不同系统的PLC,在实现步进电机控制编程上存在很大的差异，现

对西门子S7-200和三菱FX实现步进电机控制编程和示例程序分别介绍。任务5搬运工作站的安装调试1)西门子系统编程。①组态内置PTO/PWM(高速脉冲串/脉宽调节信号波形)。a.打开STEP7MicroWINV4.0-SP5编程软件，点

击菜单中的“工具”，选择并打开“位置控制向导”，选择“配置S7.200.PLC内置PTO/PWM操作”，界面如图5.17所示。任务5搬运工作站的安装调试b.单击【下一步】，选择“Q0.0”，如图5.18所示。任务5搬运工作站的安装调

试c.单击【下一步】，选择“线性脉冲输出(PTO)”，如图5.19所示。d.单击【下一步】，在“此应用项目中的最高速度(MAX_SPEED)是多少？”对话栏中输入最高电机速度“90000”，在“电机的启动/停止速度(SS_SPEED)是多少？”对话栏

中输入启动/停止速度“600”。再单击“根据您输入的MAX_SPEED的数值，在运动包络中可以制定的最低速度(MIN_SPEED)”对话框，此时MIN_SPEED的值自动改为600，如图5.20所示。注意：MIN_SPEED值由计算得出，用户不能在

此域中输入其他数值。e.单击【下一步】，在“电机从SS_SPEED加速至MAX_SPEED需要多少时间(ACCEL_TIME)？”对话栏中输入加速时间“1500”，在“电机从MAX_SPEED减速至SS_SPEED需要多少时间(DECEL_TIME)？”对话栏中输入减速时间“200”，

如图5.21所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试f.单击【下一步】，点击【新包络】，出现如图5.22所示的运动包络界面。在“为包络0选择操作模式”对话框中选择“相对位置”，在“步0的目标速度”对话框中输入“60000”，在“步0的结束

位置”对话框中输入“85600”，最后点击【绘制包络】，完成第1个包络(即前进470mm)，如图523所示。点击【新包络】，在“为包络1选择操作模式”对话框中选择“相对位置”，在“步0的目标速度”对话框中输入“6000

0”，在“步0的结束位置”对话框中输入“52000”，最后点击“绘制包络”，完成第2个包络(即前进286mm)。点击【新包络】，在“为包络2选择操作模式”对话框中选择“相对位置”，在“步0的目标速度”对话框中输入“60000”，在“

步0的结束位置”对话框中输入“125000”，最后点击“绘制包络”，完成第3个包络(即后退690mm)。点击【新包络】，在“为包络3选择操作模式”对话框中选择“单速连续运转”，在“目标速度”对话框中输入“20000”，完成第4个包络(即

低速回原点)，如图5.24所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试注意：包络的符号名按默认定义(Profile0_0)。前面设置了4个包络，这4个包络就会自动从Profile0_0到Profile0_3变化符号名称。g.单击【确

认】，出现如图5.25所示的界面。向导会要求为运动包络指定V存储区地址(建议地址为VB75～VB300)。任务5搬运工作站的安装调试h.单击【下一步】，出现如图526所示的界面，单击【完成】。任务5搬运工作站的安装调试②编程。a.设

计主程序。这部分程序除位置控制、机械手装置控制外，其他都应当设计在内。参考主程序如图5.27所示。b.设计位置控制子程序。该部分程序主要完成PTO启动、复位、急停、左右极限越程等使脉冲输出停止的过程。参考位置控制子程序如图5.28所

示。c.设计机械手装置控制子程序。该部分程序主要完成机械手装置的抓取、放下工件的控制以及行程控制。机械手装置的抓取、放下工件以及行程的控制是一个顺序控制过程，在程序设计时采用顺序控制指令比较简单些。其设计步骤

和参考程序任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试(a)设计工艺要求1中前进470mm部分的程序。参考程序如图5.29所示。(b)设计工艺要求2中抓取工件部分的程序。参考程序如图5.30所示。(c)设计工艺要求3中抓取工件后的部分程序。参考程序如图5.31所

示。（d）设计工艺要求4中前进286mm部分的程序。参考程序如图5.32所示。(e)设计工艺要求5中松开工件部分的程序。参考程序如图5.33所示。(f)设计工艺要求6中松开工件后的部分程序。参考程序如图5.34所示。（g）设计工艺要求7中机械手装置高速回退690mm和低速回退到原点部分的程

序。参考程序如图5.35所示。任务5搬运工作站的安装调试2)三菱系统编程。①对系统进行初始化。参考程序如图5.36所示。②设计工艺要求1中前进470mm部分的程序。参考程序如图5.37所示。③设计工艺要求2中抓取工件部分的程序。参考程序如图5.38所示。④设计工艺要求3中抓取工件后的部

分程序。参考程序如图5.39所示。⑤设计工艺要求4中前进286mm部分的程序。参考程序如图5.40所示。⑥设计工艺要求5中松开工件部分的程序。参考程序如图5.41所示。⑦设计工艺要求6中松开工件后的部分程序。参考程序如图5.

42所示。⑧设计工艺要求7中机械手装置高速回退690mm部分的程序。参考程序如图5.43所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试

低速回到原点部分由301语句转移到图5.37前进470mm控制程序中的31语句开始完成控制。(3)程序下载程序设计完成后，将程序下载到PLC中，注意将PLC的I/O电源和步进电机驱动器的电源断开。5.调试1)通电调试前，对电气接线

对照I/O接线图仔细检查核对无误，并检查接线是否牢固。2)检查传感器、磁性开关、行程开关接线是否正确。3)检查机械部件。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装

调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试4)整定步进电机驱动器的DIP开关。DIP开关面板如图5.44所示，要求整定位置如表5.3所

示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试5)手动按下左右限位和原点行程开关，检查信号是否正确输入到PLC中。6)手动电磁阀，检查机械装置左右旋转、升降、伸缩、夹紧/放松是否正确，到位信号是否正确输入到PLC中。7)检查调整完毕，进行试

车，看整个工作过程是否满足工艺控制要求，如不满足，修改程序。任务5搬运工作站的安装调试1.1)识读图5.2、图5.4所示的机械安装图和图5.12所示气动控制回路图。2）识读图5.15、图5.16所示的I/O接线图

，并按图接线。3）根据图5.2、图5.4所示的机械安装图安装搬运工作站。4）根据工艺控制要求编程，并进行调试。工艺控制要求如①启动系统，机械手装置回到原点等待0.5s后→机械手装置前进400mm停止0.5s。②停止0.5s后，机械手提升→提升到位

0.5s后→右转90°→右转90°到位0.5s后→机械手伸出→伸出到位0.5s后→抓取工件(人工放置工件到机械手的手爪上)并延时0.5s。巩固训练任务5搬运工作站的安装调试③经过0.5s机械手缩回→缩回到位0.5s后左转90°→左转90°到位

0.5s后→机械手下降→下降到位延时0.5s。④1s后→机械手抓取装置前进356mm,停止0.5s。⑤停止0.5s后，机械手提升→提升到位0.5s后→右转90°→右转90°到位0.5s后→机械手伸出→伸出到

位1s后→松开工件,延时0.5s。⑥过0.5s机械手缩回→缩回到位0.5s后左转90°→左转90°到位0.5s后→机械手下降→下降到位延时0.5s。⑦0.5s后→机械手装置高速回退600mm→低速回退到原点。系统启动、停止各用一个按钮控制，为

防止机械手装置越过直线导轨极限位置，用行程开关作为终端保护。5)检修调试过程中出现的故障。任务5搬运工作站的安装调试2.1)安装同步带时一定要理顺同步带。2)拖链务必安放在拖链导向槽内。气管、导线敷设后再将拖链两端固定。3)安装紧固螺栓时注意力度，千万不要用力过大，以免损坏器件。

4)气管绑扎不可用力过大，以免将气管绑扎变形，影响气体的流动和损坏气管。5)外部导线一定要用缠绕管进行保护。6)步进电机驱动器接线要正确。整定DIP功能开关时要谨慎仔细，以免损坏开关。7)注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确

。任务5搬运工作站的安装调试8)调整磁性开关位置时应缓慢调整。9)金属机架应保护接地。10)通电调试、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。11)要做到安全操作和文明生产。3.时间额定工时420min。4.评分评分细则见评分表。任务5搬运工作站的安装调试学习检测任务5搬运工作站的安装调

试任务5搬运工作站的安装调试知识探究：步进电机的基础知识任务5搬运工作站的安装调试步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影

响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。步进电机的结构如图5.45所示。下面以四相步进电机为例，简述步进电机的工作原理，其工作原理示意图如图5.46所示。开关K2接通电源，K1、K3、K4断开，B相磁

极和转子0、3号齿对齐，同时转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。一、步进电机的工作原理任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试开关K3接通电源，K1、K2、K4断开时，C相绕组的磁力线和1、4号齿之间

磁力线的作用使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐，而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿，以此类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的

步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半。因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩，又可以提高控制精度。步进电机有二相、三相、四相、五相，本工作站选用的步进电机是Kinco-3S57Q-04056三相步进电机，其

主要参数如表5.4所示，内部接线如图5.47所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试1)相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数，用m表示。2)拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，用n表示。3)步距角：对应一个脉冲信号，电

机转子转过的角位移，用θ表示。θ=360°/(转子齿数zr×运行拍数)。以四相、转子齿为50齿电机为例,四拍运行时步距角为θ=360°/(5×4)=1.8°(俗称整步)，八拍运行时步距角为θ=360°/(50×8)=

0.9°(俗称半步)。4)定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)。二、步进电机的相关术语任务5搬运工作站的安装调试5)静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准，与

驱动电压及驱动电源等无关。6)步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示,为误差/步距角×100%。不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%以内。7)失步：电

机运转时运转的步数，不等于理论上的步数,称之为失步。8)失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差采用细分驱动是不能解决的。9)最大空载起动频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，

在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。10)最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式、电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。任务5搬运工作站的安装调试11)运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线,称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机

选择的根本依据。12)电机的共振点：步进电机均有固定的共振区域，二、四相感应子式步进电机的共振区一般在180～250pps之间(步距角1.8°)或在400pps左右(步距角为0.9°)。电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机

体积越小，则共振区向上偏移，反之亦然。为使电机输出电矩大，不失步和整个系统的噪声降低，一般工作点均应偏移共振区较多。任务5搬运工作站的安装调试1)步进电机的精度为步进角的3％~5%，且不累积。2)步进电机的力矩会随转速

的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势,频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率(或速度)的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。3)步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速

度就无法启动,并伴有啸叫声。4)步进电动机工作时每相绕组不是恒定地通电，而是按一定的规律轮流通电。5)步进电机可以按特定指令进行角度控制，也可以进行速度控制。角度控制时，每输入一个脉冲，定子绕组就换接一次，输出轴

就转过一个角度，其步数与脉冲数一致，输出轴转动的角位移量与输入脉冲成正比。三、步进电机的特点任务5搬运工作站的安装调试速度控制时，步进电机绕组中送入的是连续脉冲，各相绕组不断地轮流通电，步进电机连续转动，它的转速与脉冲频率成

正比。改变通电顺序，即改变定子磁场旋转方向，就可以控制电机正转或是反转。6)步进电机具有自锁能力。当控制脉冲停止输入，而让最后一个脉冲控制的绕组继续通直流电时，则电机可以保持在固定的位置上，即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置

上，这样步进电机可以实现停车时转子定位。任务5搬运工作站的安装调试1)步进电机应用于不超过1000r/min低转速场合，此时电机工作效率高、噪声低。2）步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。3）转动惯量大的负载应选择大机座号电机。4）电机在较高速或大惯量负

载时一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，这样使电机不失步，还可以减少噪声，同时可以提高停止的定位精度。5）高精度时，应通过机械减速、提高电机速度或采用高细分数的驱动器来解决。6）电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。7）电机在0.9°以下工作，应采用小电流、

大电感、低电压来驱动。三、步进电机使用注意事项任务5搬运工作站的安装调试步进电机并不像普通的电机样可以在常规下使用，它必须由脉冲信号、功率驱动电路等组成驱动器，驱动控制组成框图如图5.48所示。本工作站步进电机采用的是Kinco3

M458驱动器。五、步进电机驱动器任务5搬运工作站的安装调试变频信号源：是一个脉冲频率由几赫到几十千赫可连续变化的信号发生器，可以是计算机、PLC或振荡器。脉冲分配器：是一种逻辑电路，由双稳态触发器和门电路组成，它可将输

入的电脉冲信号根据需要循环地分配到脉冲放大器进行功率放大，并使步进电动机按选定的运行方式工作。1.1)驱动电源的相数、通电方式和电压、电流都要满足步进电动机的要求。2)要满足步进电动机起动频率和连续运行频率的要求。3)能最大限度地抑制步进电动机的振荡。任务5搬运工作站

的安装调试4)工作可靠，抗干扰能力强。5)成本低、效率高、安装维护方便。2.Kinco3M458(1)工作电压：直流24～40V。输出相电流：3.0～5.8A。控制信号输入电流：6～20mA。冷却方式：自然风冷。(2)DIP开关功能DIP开关是用来设定

驱动器的工作方式和工作参数的，其开关面板如图5.42所示，功能及其参数设定如表5.5~表5.7所示。任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试任务5搬运工作站的安装调试(3)驱动器接线驱动器的典型接线图如图5.49所示。

当驱动器控制信号的电压为5V时，连接线路中的电阻R为0Ω；当驱动器控制信号的电压为24V时，连接线路中的电阻R为2kΩ。任务5搬运工作站的安装调试3.脉冲数的计算步进电机的频率(速度)和脉冲数按以下方法计算。(1)1)nr=360/θ。2)如果存在细分

nc，所需的脉冲数nr=360×nc/θ。3)如果电机旋转一周运动的直线距离L(mm)，运动每mm所需的脉冲数nr=360×nc/θ/L。4)如果存在减速器，减速比为nb，所需的脉冲数nr=360×nc×nb/θ/L。任务5搬运工作站的安装调试(2)1)如果要求达到的速度为v(mm/min)时

，计算脉冲周期为Td＝3600/(360×nc/θ/L)/v。2)f=1/Td。本任务中的步进电机传动组件采用同步轮和同步带传动。同步轮齿距为5mm，共11个齿，即旋转一周搬运工作站位移55mm。系统中为达到控制精度，驱动器细分设置为10.000步/r(每步搬运站位移0.0055mm)。电流设为5

.2A。任务5搬运工作站的安装调试1.反应式步进电动机步距角的大小与哪些因素有关？若有一台五相反应式步进电动机，其步距角为1.5°/0.75°，试求转子齿数zr应为多少。2.步进电机旋转一周所运行的直线距离L=5mm，步距角θ＝1.8°驱动器细分nc=200，要求控

制达到的速度v=0.01mm/min，试计算控制频率应是多少。3.利用网络查询步进电机其他相关知识。思考与练习任务5搬运工作站的安装调试1.兰建设.2002.液压与气压传动.北京:高等教育出版社.2.王化祥,张淑英.2004.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.廖常初.

2002.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社.4.王国海.2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.5.三菱电机自动化(上海)有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.6.三菱电机自

动化(上海)有限公司.2007E740变频器使用手册.7.西门子(中国)有限公司.2005.S7200可编程序控制器系统手册.8.西门子(中国)有限公司.2003.M4420变频器使用手册.9.亚龙科技集团有限公司.2008.YL335A实训指导书.知识链接任务5搬运工作站的安装调试谢谢

观赏THANKS电气系统联机调试电气系统联机调试任务6电气系统联机调试1.能组建PLC网络。2.能编制网络通信程序。3.了解PLC的有关术语。4.正确联机调试电气系统。5.会处理调试过程中出现的故障。6.能根据工艺控制

要求进行程序设计。教学目标任务6电气系统联机调试1.穿戴好安全防护用具。严禁穿凉鞋、背心、短裤、裙装进入实训场地。2.使用绝缘工具，并认真检查工具绝缘是否良好。3.停电作业时，必须先验电确认无误后方可工作。4.带电

作业时，必须在教师的监护下进行。5.树立安全和文明生产意识。安全规范任务6电气系统联机调试1.会识读网络图。2.能根据网络图正确组建PLC网络。3.能正确熟练一种网络程序编制。4.能正确联机调试电气系统。5.会处理联机调试中出现的故障。技能要求任务6电气系统联机调试1.在实训室中进行搬运工作站的

安装调试。2.实训室条件：YL-335A型实训台、电脑、PLC编程软件、多媒体课件、投影仪,常用电工工具、电工仪表等。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试在前面的任务中，重点学习了各个工作站在作为独立设备工作时的安

装调试。本任务将介绍由几个相对独立的工作站组成的一个群体设备(生产线)的控制功能电气联机调试。系统的工作任务要求如下：1)各工作站的安装位置如图6。1所示。2)系统的控制方式西门子采用PPI网络控制，三菱则采用N∶N网络控制。其中，搬运工作站指定为主站，其余各工作站为从

站。系统主令工作信号由连接到搬运工作站的按钮/指示灯模块提供，安装在装配工作站的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，包括供电复位、启动、停止、报警等。工作任务：电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试3)系统在供电后，首先执行复位操作，使搬运工作

站机械手装置回到原点位置。这时，绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。搬运工作站机械手装置回到原点位置后复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。4)按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。5)系统启动后，供料工作站把待加工工件推到物料台上，向系统发出供料操作完成信号，并且推料气缸缩回，准备

下一次推料。若供料工作站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。供料工作站物料台上的工件被搬运工作站机械手取走后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次推出工件操作。6)在工件推到供料工作站物料台后，搬运工作站抓取机械手装置应移动到供料工作站物料台的正前方，然后执行

抓取供料工作站工件的操作。任务6电气系统联机调试7)抓取动作完成后机械手手臂应缩回。步进电机驱动机械手装置移动到加工工作站物料台的正前方,然后按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到加工工作站物料台上。8

)加工工作站物料台的物料检测传感器检测到工件后，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新送回物料台的工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。9)系统接收到加工完成信号后，搬运工作站机

械手按手臂伸出→手爪夹紧→手臂提升→手臂缩回的动作顺序取出加工好的工件。10)步进电机驱动夹着工件的机械手装置移动到装配工作站物料台的正前方,然后按机械手手臂伸出→手臂下降→手爪松开→手臂缩回的动作顺序把工件放到装配工作站物料台上。任务6电气系统联机调试11)装配工作

站物料台的传感器检测到工件到来后，挡料气缸缩回，使料槽中最底层的小圆柱工件落到回转供料台上，然后旋转供料单元顺时针旋转180°，到位后装配机械手按下降气动手爪→抓取小圆柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松开的动作顺序，把小圆柱工件装

入大工件中，装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。机械手装配单元复位的同时，回转送料单元逆时针旋转180°回到原位。如果装配工作站的料仓或料槽内没有小圆柱工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。12）搬运工作

站机械手伸出并抓取该工件后，逆时针旋转90°，步进电机驱动机械手装置从装配工作站向成品检测站运送工件，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回→返回原点的顺序返回到原点(先高速返回925mm，再低速回到原点)→

顺时针旋转90°。任务6电气系统联机调试13当搬运工作站送来工件放到成品检测工作站传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，驱动传动电动机工作，运行频率为10Hz。传送带把工件带入分拣区，如果工件为白色(正品)，则该工件应被推到1号槽里；如果工件为黑色(废品)，则该工件应被推到2号槽

中。当分拣气缸活塞杆推出工件并返回到位后，应向系统发出检测完成信号。14只有成品检测工作站检测工作完成，并且搬运工作站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。如果在工作周期没有按下过停止按钮，系统在延时

1s后开始下一周期工作;如果在工作周期曾经按下过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。15)如果发生物料不足的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮;如果发生物料没有的报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持

常亮。各工作站之间的间距如图6.2所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试1.所需的工具、所需工具见表6.1。实践操作任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试2.西门子PPI1)按图6.3所示组建P

PI网络。利用网络接头和网络线把各工作站PLC中的PPI通信的端口0连接在一起。2#～5#从站用的是标准网络连接器(引脚分配如表6.2所示)。1#主站用的是带编程接口的连接器，该连接器在不影响现有网络连接的情况下，通过RS-232/PPI多主站电缆将编程站连接到网络中。任务6电气

系统联机调试任务6电气系统联机调试2）确定通信数据。①规划网络读写数据。规划的数据应根据系统工作要求，信息交换量等统一规划。a.主站向各从站发送数据的长度(字节数)。b.发送的数据位于主站何处。c.数据发送到从站的何处。d.主站从各从站接收数据的长度(字节数)。e.

主站从从站的何处读取数据。f.接收到的数据放在主站何处。根据工作任务所规划的数据如表6.3所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试②根据系统工作要求定义数据。a.定义搬运站(主站1)的数据的意义

，如表6.4所示。任务6电气系统联机调试b.定义搬运站(主站1)接收供料工作站(从站2)的数据的意义，如表6.5所示。任务6电气系统联机调试c.定义搬运站(主站1)接收加工工作站(从站3)的数据的意义，如表6.6所示。任务6电气系统联机调试d.定义搬运

站(主站1)接收装配工作站(从站4)的数据的意义，如表6.7所示。任务6电气系统联机调试3)设置每一个站PLC系统块中的通信端口参数，对用作PPI通信的端口(PORT0或PORT1)指定其地址(站号)和波特率,设置后把系统块下载到该PLC,运行STEP7V4.0(SP5)程序，打开“设置端口”界面

，如图6.4所示任务6电气系统联机调试利用PPI/RS485编程电缆单独地把搬运工作站CPU系统块里设置端口0为1号站，波特率为了19.2Kbps，如图6.5所示。设置完成后把系统块下载到相应的CPU中。任

务6电气系统联机调试同样方法设置供料工作站CPU端口0为2号站，波特率为了19.2Kbps；加工工作站CPU端口0为3号站，波特率为了19.2Kbps；装配工作站CPU端口0为4号站，波特率为了19.2Kbps；最后设置成品检测工作站CPU端口0为5号站，

波特率为了19.2Kbps。注意：1.PLC的CPU类型相应与各站PLC是相同的。2.主站与从站的波特率相同。4）检查网络通信。按照图6.3将网络连接好，然后利用STEP7V4.0软件和PPI/RS485编程电缆搜索出PPI网络的5个站。双击“通信”，如果出现如图6.6所示的界面数据，表明

5个站PPI网络连接成功；如果没有出现如图6.6所示的界面数据，重复上述步骤，检查核对通信参数设置以及网络接线。任务6电气系统联机调试5）利用“指令向导”编制主站的网络读写程序，方法如下：①打开STEP7V4.0编程软件，点击“工具”菜

单栏，选择“指令导向”，并且在指令向导窗口中选择NETR/NETW(网络读写)，单击【下一步】后，就会出现NETR/NETW指令向导界面，填入数据“8”，如图6.7所示。②进行网络写操作。1～4项填写的数据都是相同的，仅站号不一样。以供料工作站的网络写操作为例

,选择NETW操作，将表6.3规划的数据填入对话框中，如图6.8所示。③进行网络读操作。完成前4项数据填写后，进入5～8项网络读操作。以供料工作站的网络读操作为例，选择“NETR”操作，将表6.3规划的数据填入对话框中，如图6.9所示。任务6

电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试④分配存储区。8项配置完成后，单击【下一步】，导向程序将要求指定一个V存储区的起始地址，以便将此配置放入V存储区。这时若在选择框中填入

一个VB值(例如VB1000)，单击【建议地址】，程序自动建议一个大小合适且未使用的V存储区地址范围，如图6.10所示。⑤生成项目组件。单击【下一步】，全部配置完成，向导将为所选的配置生成项目组件，如图6.11所示。修改或确认图中各栏目后，点击【完成】。此时，出现“完成向导配置吗？”的界面，如图

6.12所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试点击【是】，借助网络读写向导程序配置网络读写操作的工作结束。这时，指令向导界面将消失，程序编辑器窗口将自动增加一个NET_

EXE子程序标记，如图6.13所示。要在程序中使用上面所完成的配置，必须在主程序块中加入对子程序NET_EXE。使用SM0.0在每个扫描周期内调用此子程序，这样在程序运行时才能执行配置的网络读/写操作。子程序的调用如图6.14所示。6）根据工艺控制要求设计

程序，参照前面任务1～5的方法。因各工作站是一个按步骤进行工作的，可用步进指令编程，这样可以简化程序步。①设计主站程序，并下载到主站中。②设计各从站程序，并分别下载到各从站中。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试3.三菱N∶N1)按图6.15组建N∶N网络。FX系列PLC支持建立在N∶N

的基础上的用FX2N、FX2NC、FX1N、FX0N等PLC进行的数据传输的网络，能链接小规模系统中的数据。网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，最多能链接8台FX系列PLC。系统中使用的RS485通信模块为FX2N-485

-BD和FX1N-485-BD，最大延伸距离50m，网络的站点数为5个。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试①安装485-BD通信模块。断开各站PLC电源，把485-BD通信a模块安装在各站PLC上，安装位置如图6.16所示。485-BD

的LED显示/端子排列如图6.17所示。任务6电气系统联机调试②连接网络。按图6.18所示，用屏蔽双绞线把各站通信模块连接一起。任务6电气系统联机调试2)确定通信数据。①规划网络数据。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)和存储网络参数及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6.8所示。相关特殊数据寄存器如表6.9所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试②根据系统工作要求定义数据。a.定义搬运站(站0

)数据的意义，如表6.10所示。任务6电气系统联机调试b.定义供料工作站(站1)数据的意义，如表6.11所示。c.定义加工工作站(站2)的数据的意义，如表6.12所示。任务6电气系统联机调试d.定义装配工

作站(站3)的数据的意义，如表6.13所示。3)根据工艺控制要求设计程序,参照前面任务1～5的方法，因各工作站是按步骤进行工作的，可用步进指令编程，这样可以简化程序步。①设计主站程序，并下载到主站中。对于主站，在程序开始的第0步(LDM8038)首先设置网络参数，如图6.19

所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试②设计各从站程序，并分别下载到各从站中。对于从站点，在程序开始的第0步(LDM8038)首先设置网络参数，网络参数设置只需设定站点号即可，例如供料工作站(1号站)的设置为K1，如图6

.20所示。任务6电气系统联机调试4)检查网络通信。已完成网络上各站点PLC网络参数的设置，则在完成网络连接后接通各PLC工作电源，看到各站通信模块上的SDLED和RDLED指示灯均亮，说明N∶N网络已经组建成功;如果不亮，重复上述方法和步骤，检查通信参数设置以及网络接线。4.1)将

按钮站中的工作方式选择转换开关SA1置于“手动工作”模式。在“手动工作”模式下，分别对各工作站进行手动调试，达到本任务中各站的工艺要求。调试方法参照任务1～5的调试方法。2)将按钮站中的工作方式选择转换开关SA1置于“自动工作”模式。①检查通信网络系统。通信网络连接成功，相对应的PLC模块的LE

D能够正常发光,否则检查通信参数设置以及网络接线。任务6电气系统联机调试②原点校正调试。将搬运工作站放置在中间位置，系统供电后搬运工作站应自动回到原点位置，此时绿色警示灯闪烁。回到原点后，绿色警示灯停止闪烁常亮，表示系统可以启动工作,否则检

查接线和程序。③按下系统启动按钮，绿色、黄色警示灯常亮。系统应按以下顺序工作，否则检查程序。a.供料工作站顶料气缸顶住次下层工件，推料气缸将最下层工件推到物料台上。b.搬运工作站移动到供料工作站正前方，然后抓取供料工作站物料台上的工件，抓取工件后搬运工作站的机械手手臂缩回。c.搬运工作站移动到加

工工作站正前方，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，将工件放置在加工工作站的物料台上。任务6电气系统联机调试d.加工工作站的气动手指将本站物料台上的工件夹持住，然后物料台回缩到加工区域冲压气缸的正下方，对工件进行冲压

加工。冲压加工完成后，物料台伸出，手指松开工件。e.搬运工作站的机械手按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪抓取工件→手臂缩回的顺序，将加工好的工件抓取。f.搬运工作站移动到装配工作站正前方，然后按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，将工件放置在装配工作站的物料台

上。g.装配工作站的顶料气缸把次下层的物料顶住，挡料气缸活塞杆缩回，物料掉入回转物料台的料盘中,然后挡料气缸复位伸出，顶料气缸缩回，次下层物料下落，为下一次分料做好准备。h.装配工作站的回转物料台右旋180°，装配工作站的机械手按

机械手下降→手爪抓取工件→手爪上升→机械手臂伸出→机械手下降→手爪松开放下工件→机械手回复初始位置的顺序，装配好工件。在机械手回复初始位置的同时回转物料台左旋180°回复原位。任务6电气系统联机调试i.搬运工作站的机械手

抓取装配工作站物料台上已经装配好的工件，抓取工件后，机械手逆时针旋转90°,然后向成品检测工作站行进。j.搬运工作站到达成品检测工作站后，按机械手臂伸出→机械手臂下降→手爪松开放下工件→手臂缩回的顺序，

将工件放置在成品检测工作站的传送带上(工件导向件位置)。放置工件后，搬运工作站返回原点，返回到原点后机械手顺时针旋转90°。k.当成品检测工作站的工件导向物料检测传感器检测到工件时，变频器启动并驱动电动机以10Hz的速度带动传送

带运转。传送带把工件送入分拣区。l.当光纤传感器检测到工件是合格品(白色)时，被送入料槽1;当检测到工件是废品(黑色)时，被送入料槽2。如果搬运工作站不能准确到达相应的位置，应检查程序或脉冲量计算是否正确。相应脉冲量参

考数据如表6.14所示。任务6电气系统联机调试④工作周期调试。在成品检测工作站检测完成和搬运工作站回到原点位置后，系统即完成一个工作周期。在工作周期内，如果按下过停止按钮，则在本工作周期结束后系统停止工

作，警示灯黄色灯熄灭，绿色仍保持常亮;在工作周期内，如果没有按下过停止按钮，则在本工作周期结束后，系统延时1s后开始下一周期工作。任务6电气系统联机调试⑤异常状态调试。a.供料工作站和装配工作站发出物料不足

的预警信号后，警示灯红灯应以1Hz的频率闪烁，黄灯和绿灯保持常亮。b.供料工作站和装配工作站发出没有物料的报警信号后，警示灯红灯应以1Hz的频率闪烁，黄灯熄灭,绿灯保持常亮。c.供料工作站物料不足或没有物料时，系统完成一个周期工作后回复到系统初始状态,不再工作。d

.装配工作站物料不足或没有物料时，系统完成一个周期工作后回复到系统初始状态,不再工作。e.没有装配的工件认定为废品。f.按下紧急停止按钮时，正在加工工作站冲压加工的工件被视为废品,系统复位后，由搬运工作站直接送到成品检测工作站。任务6电气系统联机调试g.按下紧急停止按钮时，正在向某

一工作站移动的搬运工作站应停止。系统复位后，搬运工作站首先回到原点，再向原工作站移动。如果达不到上述要求，检查程序。⑥经过上述调试，系统应反复工作3～4个周期准确无误后才视为调试工作完成。任务6电气系统联机调试1.1)根据图6.3、表6.2或图6.15、图6.18正确

组建网络。2)正确设置通信网络参数。3)根据系统的工作任务要求编程，并正确调试。4)检修调试过程中出现的故障。2.1)网络接线时，一定要连接终端电阻。2)系统中的每一个工作站都应当加有独立的启动/停止按钮。3)调试时，应先独立调试每一个工作站，使每个工作能分别正常工作后再总体运行调试。

4)调试搬运工作站时，应先将搬运工作站放置在系统中间位置，让其自动回到原点。巩固训练任务6电气系统联机调试5)注意PLC的工作电源的电压等级和I/O的电压等级不要混淆，接线务必正确。6)金属机架应保护接地。7)通电调试、调试及检修时，在指导教师的监护和允许下进行。8)要做到安全操作和文明生产。

3.时间额定工时420min。4.评分评分细则见评分表。任务6电气系统联机调试学习检测任务6电气系统联机调试知识探究：其他相关知识任务6电气系统联机调试1)通信协议：是传递和管理信息的规范，也就是设备与设备之间如何理解接收或发送数

据的含义，如何要求对方传送数据。2)波特率：是指数据信号通过网络传送的速率，它每秒钟传送二进制位数，其单位为bps。国际规定了一个标准波特率(bps)系列：110,300,600,1200,1800,2400,9600,144K,192K,28

8K,366K,56K。3)PPI通信协议：PPI(PointtoPoint)通信协议是专为西门子S7200开发的通信协议,是一种点对点接口主/从串行通信协议。主站发送要求到从站，从站响应，从站不发信息，只是等待主站的要求并对要求作出响应。4)N∶N通信协议：令牌总线通信方式称为N∶N通信。

在总线结构上的PLC子网上有N个站，它们地位平等,没有主站与从站之分，也可以说N个站都是主站，所以称之为N∶N通信方式。一、PLC的有关术语任务6电气系统联机调试在西门子S7.200系统中，除利用STEP.7MicroWIN-V4.0软件提供的网络导向功能，由软

件的导向编写网络程序外，还可以用网络读写指令进行编程。1.网络读/写指令网络读写指令如图6.21(a,b)所示。二、西门子的网络读写指令任务6电气系统联机调试网络读指令(NETR)：初始化一个通信操作，根据缓冲区(TBL)的定义，通过指定端口从远程设备上

采集数据，网络读指令可以从远程站点读取最多16个字节的信息。网络写指令(NETW)：初始化一个通信操作，根据缓冲区(TBL)的定义，通过指定端口向远程设备写数据，网络写指令可以向远程站点写最多16个字节的信息。在程序中，可以使用任意条网络读写指令，但是在同一时间最多只能有8

条网络读写指令被激活。缓冲区TBL的定义如图6.22所示。任务6电气系统联机调试使用网络读写指令时，首先要通信初始化，即定义端口控制寄存器。端口控制寄存器SMB30控制通信端口0的通信方式，端口控制寄存器SMB130控制通信端口1的通信方式。对SMB3

0和SMB130进行数据定义，可以设置端口通信的操作方式，并提供端口或者系统所支持的协议之间的选择，其数据意义如表6.15所示。任务6电气系统联机调试任务6电气系统联机调试2.网络读/写指令应用举例。一条生产线正在灌装黄油桶并

将其送到四台打包机中的一台上,打包机把8个黄油桶包装到一个纸板箱中。一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机。4个CPU222模块用于控制打包机，一个CPU226模块安装了TD200操作器接口，用来控制分流机。系统组成示意图如图6.23所示。任务6电气系统联机调试分流机对打

包机的控制主要是负责将纸箱、粘结剂和黄油桶分配给不同的打包机，而分配的依据是各个打包机的工作状态，因此各个打包机的工作状态和完成的数量应上传到分流机，以便数据统计和TD200查阅。下面介绍分流机(6#站)对1#

打包机(2#站)的通信程序编写，其他控制程序可根据控制要求编写。1)设定打包机工作状态。假设1#打包机(其他站打包机一样)的工作状态存储在CPU的VB100中，V100.0V100.1V100.2V100.4～V1006V100.7为打包机检测到错误。任务6电气系统联机调试2)定义分流机对

1#打包机(其他站打包机一样)缓冲区TBL的起始地址，如图6.24所示。任务6电气系统联机调试3)编写网络读/写程序，如图6.25所示。对其他站的读/写操作程序只需要将站地址与缓冲区指针作相应改变即可。任务6电气系统联机调试任

务6电气系统联机调试1.利用西门子网络读写指令对本任务进行网络通信编程。2.查阅《S7200可编程序控制器系统手册》,西门子系统PLC是否还有其他通信方式？3.查阅《FX系列可编程序控制器编程手册》，三菱系

统PLC是否还有其他通信方式？思考与练习任务6电气系统联机调试1.兰建设.2002.液压与气压传动.北京:高等教育出版社.2.王化祥,张淑英.2004.传感器原理及应用.天津：天津大学出版社.3.廖常初.2002.PLC编程及应用.北

京：机械工业出版社.4.王国海.2007.可编程序控制器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.5.三菱电机自动化(上海)有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.6.三菱电机自动化(上海)有限公司.2007E740变频器使用手册.7.西门子(中国)有限公司.2005.S7200

可编程序控制器系统手册.8.西门子(中国)有限公司.2003.M4420变频器使用手册.9.亚龙科技集团有限公司.2008.YL335A实训指导书.知识链接任务6电气系统联机调试兰建设.2002.液压与气压传动.

北京:高等教育出版社.廖常初.2002.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社.三菱电机自动化（上海）有限公司.2001.FX系列可编程序控制器编程手册.三菱电机自动化（上海）有限公司.2007.E740变频器使用手册.王国海.2007.可编程序控制

器及其应用.北京：中国劳动社会保障出版社.王化祥，张淑英.2004.传感器原理及应用.天津:天津大学出版社.西门子（中国）有限公司.2005.M4420变频器使用手册.西门子（中国）有限公司.2005.S7-200可编程序控制器系统手册.亚龙科技集团有限公司.2008.YL-335

A实训指导书.主要参考文献任务6电气系统联机调试谢谢观赏THANKS