1、操作手单元安装与调试操作手单元安装与调试 任务3.2 任务任务3.2 操作手单元安装与调试操作手单元安装与调试 熟悉操作手单元机械结构与功能熟悉操作手单元机械结构与功能 1 正确安装与调整操作手单元机械及气动元件正确安装与调整操作手单元机械及气动元件 2 正确分析操作手单元气动回路，并对其进行安装与调试正确分析操作手单元气动回路，并对其进行安装与调试 3 熟练掌握电感式传感器的安装与调试方法熟练掌握电感式传感器的安装与调试方法 4 掌握采用置位掌握采用置位/复位指令设计控制程序的方法复位指令设计控制程序的方法 5 知识与能力目标知识与能力目标 任务任务3.2 操作手单元安装与调试操作手单元安装
2、与调试 3.2.1 操作手单元结构与功能分析操作手单元结构与功能分析 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 3.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 3.2.4 操作手单元电气系统分析、安装与调试操作手单元电气系统分析、安装与调试 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 操作手单元配置柔性操作手单元配置柔性3-自由度的运动装置，通过转动、伸缩、气动抓取自由度的运动装置，通过转动、伸缩、气动抓取 等动作，在整个自动化生产线中承担着将上一单元已准备就绪的工件转移搬等动作，在整个
3、自动化生产线中承担着将上一单元已准备就绪的工件转移搬 运到下一执行单元的任务。模拟实际生产线中的产品的搬运转移工件的过程。运到下一执行单元的任务。模拟实际生产线中的产品的搬运转移工件的过程。 转动模块转动模块 提取模块提取模块 操作手单元整体结构操作手单元整体结构 I/O转接端口模块转接端口模块 操作面板操作面板 电气控制板电气控制板 CPCP阀岛阀岛 气源处理装置气源处理装置 3.2.1 操作手单元结构与功能分析操作手单元结构与功能分析 提取模块提取模块 气动手爪气动手爪 用于夹取工件的执行机构，并在气动手爪用于夹取工件的执行机构，并在气动手爪 上安装磁感应接近开关实现其张开的限位检测。上安
4、装磁感应接近开关实现其张开的限位检测。 3.2.1 操作手单元结构与功能分析操作手单元结构与功能分析 直线防转气缸直线防转气缸 气动手爪气动手爪 直线防转气缸直线防转气缸 活塞杆限位型直线气缸，它的活塞杆呈六边形，活塞杆限位型直线气缸，它的活塞杆呈六边形， 能有效避免直线圆柱形气缸活塞的周向转动。直线能有效避免直线圆柱形气缸活塞的周向转动。直线 防转气缸垂直安装在双活塞杆气缸的气缸杆防转气缸垂直安装在双活塞杆气缸的气缸杆 前端，用于实现气动手爪垂直方向的升降运动。前端，用于实现气动手爪垂直方向的升降运动。 双活塞杆气缸双活塞杆气缸 转动气缸转动气缸 转动模块转动模块 摆动气缸摆动气缸 叶片式的
5、摆动气缸，用于实现气动机械手的左叶片式的摆动气缸，用于实现气动机械手的左 右转动，其转动角度为右转动，其转动角度为0-180。转动模块的安装。转动模块的安装 支架上分别安装有两个阻尼器，用于缓冲转动模块支架上分别安装有两个阻尼器，用于缓冲转动模块 的冲击和限制摆动范围。的冲击和限制摆动范围。 用于实现水平方向上的伸出、缩用于实现水平方向上的伸出、缩 回动作回动作,拥有两个压力腔和两个活塞杆拥有两个压力腔和两个活塞杆 的双联气缸。的双联气缸。 双活塞双活塞 杆气缸杆气缸 3.2.1 操作手单元结构与功能分析操作手单元结构与功能分析 提升与下降提升与下降 选用直线防转气缸：选用直线防转气缸： 保证
6、了气动手爪在保证了气动手爪在 抓取工件时定位准抓取工件时定位准 确，不会发生偏移确，不会发生偏移 或转动。或转动。 水平伸缩水平伸缩 选用双杆活塞气缸：选用双杆活塞气缸： 因为其运动过程比因为其运动过程比 较平稳、驱动力大、较平稳、驱动力大、 抗扭能力强。抗扭能力强。 左右转动左右转动 选用摆动气缸：选用摆动气缸： 因为转动气缸与双杆因为转动气缸与双杆 活塞气缸配合，具有活塞气缸配合，具有 较大的运动范围，能较大的运动范围，能 方便的承担工件前后方便的承担工件前后 单元之间中转任务。单元之间中转任务。 操作手单元气动元件的选择操作手单元气动元件的选择 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与
7、调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤一步骤一 1.将将I/O转接端口模块和转接端口模块和CP电磁阀岛等安装于标准电磁阀岛等安装于标准DIN导导 轨上；轨上； 2.用内六角螺钉和用内六角螺钉和T形螺母将标准形螺母将标准DIN导轨安装到铝合金面板导轨安装到铝合金面板 的下方位置；的下方位置； 3.把气源处理装置固定在安装支架上；把气源处理装置固定在安装支架上； 4.将安装支架固定在铝合金面板的右上角位置。将安装支架固定在铝合金面板的右上角位置。 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 注意：
8、两垂直支撑架要相互两垂直支撑架要相互 平行，为后续的转动模块安平行，为后续的转动模块安 装提供可靠定位。还有两支装提供可靠定位。还有两支 撑架与铝合金面板左右两边撑架与铝合金面板左右两边 距尽量对称相等。距尽量对称相等。 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤二步骤二 在铝合金面板的中上方位置处用在铝合金面板的中上方位置处用 直角外铰链固定好垂直和水平支撑架。直角外铰链固定好垂直和水平支撑架。 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 注意：由于其摆动范围为由于其摆动范围为 0180，所以安装时要调，所以安装时要调 整好摆动范围所
9、对应的工作区整好摆动范围所对应的工作区 域。限位与阻尼装置要对称定域。限位与阻尼装置要对称定 位，保证转动模块的转动行程位，保证转动模块的转动行程 对称。对称。 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤三步骤三 将摆动气缸用两连接块连接安装于将摆动气缸用两连接块连接安装于 两垂直支撑架的顶端。两垂直支撑架的顶端。 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 摆动气缸摆动气缸 阻尼器阻尼器 限位防护板限位防护板 检测装置检测装置 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤四步骤四 双活塞杆气缸双活塞杆气缸 细长连接板
10、细长连接板 L L型连接安装板型连接安装板 气动手爪气动手爪 直线防转气缸直线防转气缸 1.把两个夹具手指固定到手指气缸把两个夹具手指固定到手指气缸 上，两夹具手指应平行安装、不出现上，两夹具手指应平行安装、不出现 相对摇动；相对摇动； 2.将手指气缸与连接块连接固定；将手指气缸与连接块连接固定； 3.装入一“装入一“L”形连接安装板于直线形连接安装板于直线 防转气缸的端部；防转气缸的端部； 4.将手指气缸整体安装到直将手指气缸整体安装到直 线防转气缸的活塞杆上，并用线防转气缸的活塞杆上，并用 活塞杆上的螺母锁紧；活塞杆上的螺母锁紧； 5.将双活塞杆气缸杆端部与“将双活塞杆气缸杆端部与“L”
11、形连接安装板连接。形连接安装板连接。 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 注意：由于提取模块和双活塞杆气缸自重由于提取模块和双活塞杆气缸自重 的作用，摆动气缸输出轴此时会受较大的的作用，摆动气缸输出轴此时会受较大的 横向力矩作用。因此在安装时，尽量不要横向力矩作用。因此在安装时，尽量不要 在提取模块端再加上其他的力作用，避免在提取模块端再加上其他的力作用，避免 摆动气缸损坏。摆动气缸损坏。 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤五步骤五 将上步安装好的部件通过一将上步安装好的部件通过一 细长连接板安装于摆动气缸的输细长连接板
12、安装于摆动气缸的输 出轴上。出轴上。 转动模块转动模块 支架支架 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安装与调整 机械及气动元件安装与调整步骤机械及气动元件安装与调整步骤 步骤六步骤六 1.在整体结构安装完成之后，根据各运动机构之间的在整体结构安装完成之后，根据各运动机构之间的 运动空间要求，进行局部的位置调整与加固；运动空间要求，进行局部的位置调整与加固； 2.调整好各模块之间的相对位置，保证各模块安装稳调整好各模块之间的相对位置，保证各模块安装稳 固，防止发生干涉。固，防止发生干涉。 3.2.2 操作手单元机械及气动元件安装与调整操作手单元机械及气动元件安
13、装与调整 操作手单元气动控制回路操作手单元气动控制回路 3.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 摆动气缸摆动气缸 双活塞杆气缸双活塞杆气缸 平行气爪平行气爪 直线防转气缸直线防转气缸 1Y1和和1Y2均失电，电磁阀处于中位工作，摆动气缸停止摆动；均失电，电磁阀处于中位工作，摆动气缸停止摆动； 1Y1得电得电1Y2失电，电磁阀切换到左位工作，摆动气缸左摆；失电，电磁阀切换到左位工作，摆动气缸左摆； 1Y1失电失电1Y2得电，电磁阀切换到右位工作，摆动气缸右摆。得电，电磁阀切换到右位工作，摆动气缸右摆。 摆动气缸气动控制回路摆动气缸气动控制回路 3
14、.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 双活塞杆气缸气动控制回路双活塞杆气缸气动控制回路 3.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 2Y1得电得电2Y2失电，电磁阀失电，电磁阀 处于左位工作，双活塞杆气缸处处于左位工作，双活塞杆气缸处 于缩回状态于缩回状态 2Y2得电得电2Y1失电，电磁阀失电，电磁阀 处于右位工作，双活塞杆气缸处处于右位工作，双活塞杆气缸处 于伸出状态于伸出状态 3.将汇流板上的直线防转气缸、气动手爪将汇流板上的直线防转气缸、气动手爪 、双活塞杆气缸、转动气缸电磁阀、双活塞杆气缸、
15、转动气缸电磁阀 上的快速接头分别用气管连接到这些气缸节流阀的快速接头上。上的快速接头分别用气管连接到这些气缸节流阀的快速接头上。 1.按照操作手单元气动控制回路安装连接图连接关系，依次用气管将气泵气按照操作手单元气动控制回路安装连接图连接关系，依次用气管将气泵气 源输出快速接头与过滤减压阀的气源输入快速接头连接源输出快速接头与过滤减压阀的气源输入快速接头连接； 2.过滤减压阀的气源输出快速接头与过滤减压阀的气源输出快速接头与CP阀岛上汇流板气源输入的快速接头阀岛上汇流板气源输入的快速接头 连接；连接； 操作手单元气动回路的安装操作手单元气动回路的安装 3.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安
16、装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 3.2.3 操作手单元气动控制回路分析、安装与调试操作手单元气动控制回路分析、安装与调试 操作手单元的操作手单元的I/O地址分配地址分配 序号 地址 设备符号 设备名称 设备功能 1 1 I0.0I0.0 B1B1 电感式接近开关电感式接近开关 摆动气缸左转限位摆动气缸左转限位 2 2 I0.1I0.1 B2B2 电感式接近开关电感式接近开关 摆动气缸右转限位摆动气缸右转限位 3 3 I0.2I0.2 2B12B1 磁感应式接近开关磁感应式接近开关 双活塞杆气缸缩回限位双活塞杆气缸缩回限位 4 4 I0.3I0.3 2B22B2 磁感应式接近开关
17、磁感应式接近开关 双活塞杆气缸伸出限位双活塞杆气缸伸出限位 5 5 I0.4I0.4 3B13B1 磁感应式接近开关磁感应式接近开关 气动手爪松开限位气动手爪松开限位 6 6 I0.5I0.5 4B14B1 磁感应式接近开关磁感应式接近开关 直线防转气缸上升限位直线防转气缸上升限位 7 7 I0.6I0.6 4B24B2 磁感应式接近开关磁感应式接近开关 直线防转气缸下降限位直线防转气缸下降限位 8 8 I2.0I2.0 SB1SB1 按钮按钮 开始开始 9 9 I2.1I2.1 SB2SB2 按钮按钮 复位复位 1010 I2.2I2.2 SB3SB3 按钮按钮 特殊（手动单步控制）特殊（手
18、动单步控制） 1111 I2.3I2.3 SA1SA1 切换开关切换开关 手动（手动（0 0）/ /自动（自动（1 1）切换）切换 1212 I2.4I2.4 SA2SA2 切换开关切换开关 单站（单站（0 0）/ /联网（联网（1 1）切换）切换 1313 I2.5I2.5 SB4SB4 按钮按钮 停止停止 1414 I2.6I2.6 KAKA 继电器触头继电器触头 上电信号上电信号 1515 Q0.0Q0.0 1Y11Y1 电磁阀电磁阀 控制摆动气缸左转控制摆动气缸左转 1616 Q0.1Q0.1 1Y21Y2 电磁阀电磁阀 控制摆动气缸右转控制摆动气缸右转 1717 Q0.2Q0.2 2
19、Y12Y1 电磁阀电磁阀 控制双活塞杆气缸缩回控制双活塞杆气缸缩回 1818 Q0.3Q0.3 2Y22Y2 电磁阀电磁阀 控制双活塞杆气缸伸出控制双活塞杆气缸伸出 1919 Q0.4Q0.4 3Y13Y1 电磁阀电磁阀 控制气动手爪松开控制气动手爪松开 2020 Q0.5Q0.5 3Y23Y2 电磁阀电磁阀 控制气动手爪夹紧控制气动手爪夹紧 2121 Q0.6Q0.6 4Y14Y1 电磁阀电磁阀 控制直线防转气缸下降动作控制直线防转气缸下降动作 2222 Q1.6Q1.6 HL1HL1 绿色指示灯绿色指示灯 开始指示开始指示 2323 Q1.7Q1.7 HL2HL2 蓝色指示灯蓝色指示灯 复
20、位指示复位指示 操作手单元的操作手单元的PLC I/O接线原理图接线原理图 3.2.4 操作手单元电气系统分析、安装与调试操作手单元电气系统分析、安装与调试 电感应式接近开关的安装电感应式接近开关的安装 电感式接近开关电感式接近开关 （三线制传感器）（三线制传感器） 蓝色接地线蓝色接地线 棕色电源线棕色电源线 I/O转接端口转接端口 模块输入端的模块输入端的 24V电源接口电源接口 I/O转接端口转接端口 模块输入端模块输入端 0V接口接口 黑色的信号线黑色的信号线 I/O转接端口转接端口 模块输入端对模块输入端对 应的信号接口应的信号接口 若将黑色信号线直接连接到若将黑色信号线直接连接到+2
21、4V上，则会使电感式接近开关烧毁。上，则会使电感式接近开关烧毁。 3.2.4 操作手单元电气系统分析、安装与调试操作手单元电气系统分析、安装与调试 电感应式接近开关的调试电感应式接近开关的调试 当转动模块转动到行程位置时：当转动模块转动到行程位置时： 1.若接近开关后部的若接近开关后部的LED指示灯指示灯 亮，则电感式接近开关安装的亮，则电感式接近开关安装的 位置合适；位置合适； 2.若电感式接近开关若电感式接近开关LED指示灯指示灯 不亮，可能是气缸的金属侧壁不亮，可能是气缸的金属侧壁 不在接近开关的检测范围之内。不在接近开关的检测范围之内。 缩小电感式接近开关与双活塞缩小电感式接近开关与双
22、活塞 杆气缸侧壁的间距；重新检查杆气缸侧壁的间距；重新检查 接线并更正接好即可。接线并更正接好即可。 调整距离时：调整距离时： 1.在检测到稳定有效信号之后，在检测到稳定有效信号之后， 要保证距离不能太小。要保证距离不能太小。 2.不能通过调整阻尼器来实现。不能通过调整阻尼器来实现。 3.2.4 操作手单元电气系统分析、安装与调试操作手单元电气系统分析、安装与调试 操作手单元的控制工艺流程图操作手单元的控制工艺流程图 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 置位置位/复位指令复位指令 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 2、转换条
23、件满足、转换条件满足 （如（如I0.0为为ON）。）。 1、转换的前、转换的前 级步（位元件）级步（位元件） 为活动步。为活动步。 用置位用置位/复位指令的顺序控制梯形复位指令的顺序控制梯形 图编程，称为以转换为中心的编图编程，称为以转换为中心的编 程方法。程方法。 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 2、将已转换的所有前级、将已转换的所有前级 步变为不活动步，即将步变为不活动步，即将 前级步的存储器位置为前级步的存储器位置为O FF的状态，并保持，因的状态，并保持，因 此用具有保持功能的复此用具有保持功能的复 位（位（R）指令来完成。）指令来完成。 1、将需
24、转换的所有后续、将需转换的所有后续 步变为活动步，即将后续步变为活动步，即将后续 步的存储器位置为步的存储器位置为ON的的 状态，并保持，因此用具状态，并保持，因此用具 有保持功能的置位（有保持功能的置位（S） 指令来完成。指令来完成。 采用置位采用置位/复位指令复位指令 来实现记忆功能，转来实现记忆功能，转 换电路接通时，应执换电路接通时，应执 行以下两个操作：行以下两个操作： 控制程序的设计控制程序的设计 系统初始化、复位灯闪烁系统初始化、复位灯闪烁 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 复位操作、系统启动、双活塞杆气缸伸出复位操作、系统启动、双活塞杆气缸伸
25、出 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 直线防转气缸下降、气动手爪夹取工件直线防转气缸下降、气动手爪夹取工件 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 直线防转气缸上升、双活塞杆气缸缩回直线防转气缸上升、双活塞杆气缸缩回 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 摆动气缸右转、双活塞杆气缸伸出摆动气缸右转、双活塞杆气缸伸出 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 直线防转气缸下降、气爪松开直线防转气缸下降、气爪松开 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 直线防转气缸上升、双活塞杆气缸缩回直线防转气缸上升、双活塞杆气缸缩回 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试 摆动气缸左转、循环判断摆动气缸左转、循环判断 3.2.5 操作手单元控制程序设计与调试操作手单元控制程序设计与调试
