1、 自动化生产线安装与调试（西门子 S7-200 SMART系列）项目五、装配单元项目五、装配单元的安装与调试的安装与调试2 2主讲人：XXX所在院系：XX学院XX系0 02 20 0 项目目标：项目目标：掌握Kinco 3S57Q步进电机基本控制原理及电气接线，通过设置步进电机驱动器的DIP开关，能实现步进电机按指定功能运行。掌握S7-200 SMART PLC运动控制向导组态方法，能编制实现步进电机定位控制的PLC程序。能在规定时间内完成装配单元的安装、接线、编程与调试，能解决安装与运行过程中出现的常见问题。项目描述：项目描述：装配单元与原装配单元功能相同，均起着芯件装配的作用。不同之处在于
2、，装配采用了步进电机+减速机驱动旋转运动轴。本项目主要考虑在完成机械安装，电气接线，程序设计基础上，通过机电联调，最终实现设备工作目标：上电回零后，当进料口检测有待装配工件，旋转盘载待装配工件旋转180，由落料机构实现落料装配，然后旋转盘再旋回进料口处，等待下一单元取走已装配好工件。根据实际安装与调试工作过程，本项目设置了2个工作任务。通过完成这2个工作任务，使学习者掌握装配单元的机械安装、步进电机驱动控制、气路的连接与调试、PLC程序的设计与调试等。目标项目五项目五准备知识准备知识任务一任务一 装配单元装配单元的安装和调试的安装和调试任务二任务二 装配单元装配单元的的PLCPLC控制实训控制
3、实训目目 录录CONTENTSCONTENTS010203准备知识准备知识1 1l装配装配单元单元的结构和工作过程的结构和工作过程l步进电机及驱动器简介步进电机及驱动器简介l行星齿轮减速机行星齿轮减速机l运动轴控制功能运动轴控制功能准备知识准备知识一、装配单元的结构和工作过程 装配单元主要由供料机构和旋转装配机构组成。供料机构包括管型料仓和落料机构两部分。旋转装配机构主要由旋转盘、固定盘、行星齿轮减速机-步进电机组件等组成。准备知识准备知识二、步进电机及驱动器简介（1）步进电机的工作原理1.1.步进电动机简介步进电动机简介准备知识准备知识（2）步进电机的使用装配单元所选用的三相步进电机为Kin
4、co 的3S57Q-04056，主要技术参数如表：准备知识准备知识2.2.步进电机的驱动装置步进电机的驱动装置 选 用 驱 动 器 K i n c o 3M458与步进电机Kinco 3S57Q-04056匹配，其外观如图5-6所示。(2)Kinco 3M458三相步进驱动器的使用脉冲信号方向信号开关电源三相步进电机步进驱动器双绞线红、银白蓝、白黄、绿（1）步进电机驱动器主要功能 3S57Q-04056/3M458 与SMART CPU接线图准备知识准备知识 DIP 开关功能说明 在3M458 驱动器的侧面连接端子中间有一个红色的八位DIP功能设定开关，可以用来设定驱动器的工作方式和工作参数，
5、包括细分设置、静态电流设置和运行电流设置。准备知识准备知识3.3.步进电机旋转脉冲数计算步进电机旋转脉冲数计算被控对象旋转的角度、PLC输出的脉冲数，以及步进电机细分数，三者之间关系如下：由式（5-1）和式（5-2）可得：公式中：P1表示PLC输出的脉冲数；R表示步进电机旋转角度；P表示步进细分数；i表示减速机的减速比，R1表示被控对象旋转角度。（式5-1）（式5-2）（式5-3）准备知识准备知识三、行星齿轮减速机 行星齿轮减速机是一种应用广泛的减速机，大多安装在步进电机或伺服电机输出端。它的主要传动结构为：一个太阳轮、若干个行星轮、一个齿轮圈，其中行星轮由行星架的固定轴支撑，允许行星轮在支撑
6、轴上转动。准备知识准备知识 减速机中：行星轮与太阳轮、齿轮圈总是处于啮合状态，其中，将齿轮圈固定，以太阳轮为主动件，行星架为从动件时，可获得较大减速比。太阳轮作为输入元件，一般与步进电机或伺服电机相联接，而行星架作为输出元件，一般与输出轴相联接。装配单元中采用了SKISIA(欧得克)的圆法兰盘式行星齿轮减速机，型号PLH60-7-S2-P2。该减速机减速比为7。准备知识准备知识四、运动轴控制功能1.1.运动控制向导组态运动控制向导组态YL-335B自动线中，当采用运动轴0，是通过固定组合Q0.0+Q0.2实现电机的运动与方向控制的。其中，Q0.0用于脉冲输出，Q0.2用于方向控制。（1）轴及其
7、基本属性组态单击STEP 7-Micro/WIN SMART“工具”菜单功能区的“向导”区域中的“运动”按钮，打开运动控制向导，按下面步骤设置运动控制的参数。1）组态轴的选择：准备知识准备知识2）测量系统组态3）方向控制组态准备知识准备知识（2）输入组态 输入组态主要包括：正极限LMT+、负极限LMT-、参考点开关输入RPS、零脉冲ZP、以及STP及TRIG输入信号。参考点RPS输入，本项目中选择I0.0，如图5-16所示。同时须选择激活参考点的电平状态，上限为高电平有效，下限为低电平有效。准备知识准备知识（3）输出组态输出组态主要包括：DIS、电机速度、JOG、电机时间、急停时间、反冲补偿等
8、。1）电机速度组态准备知识准备知识2）电机时间组态定义轴的加速时间，默认值为1000ms。定义轴的减速时间，默认值为1000ms。准备知识准备知识（4）参考点（RP）组态1）寻参速度及方向组态准备知识准备知识2）寻参搜索顺序组态模式1：将RP定位在左右极限之间，RPS区域的一侧。模式2：将RP定位在RPS输入有效区的中心。装配中，查找原点时，选择了模式2。准备知识准备知识（5）组件选择及I/O映射向导配置结束后，在指令清单中如果不想选择某项或某几项，可将图5-21中右侧复选框中的勾去掉，最后在生成子程序时就不会出现上述指令，从而可减小向导占用V存储区的空间。准备知识准备知识使用运动控制向导组态
9、完成后，生成的映射I/O表如图5-22所示。用户可以在此查看组态的功能分别对应到哪些输入/输出点，并据此安排程序与实际接线。准备知识准备知识2.2.运动控制指令运动控制指令 运动向导组态完成后，向导会为所选的配置最多生成11个子例程。这些子例程，可以作为指令在程序中被直接调用。准备知识准备知识（1）AXIS0_CTRL(2)AXIS0_RSEEK(2)AXIS0_RSEEK(3)AXIS0_GOT0(3)AXIS0_GOT0(4)(4)调用基本原则调用基本原则 AXIS0_CTRL指令使用SM0.0的常开点调用，且在所有运动指令之前调用。要使用绝对定位功能，必须首先使用AXIS0_RSEEK指
10、令建立零位置。要实现按照指定速度运动到指定位置（绝对运动）或运动指定距离（相对运动），请使用AXIS0_GOT0指令。调用指令块时，除了AXIS0_CTRL需要一直调用，其他指令块不能同时激活，同一个扫描周期只有一个指令块可以激活，如果多个指令块在同一扫描周期激活则会导致报错。要确认一个指令的功能是否完成，可以使用指令块Done位的上升沿来判断。以AXISx_GOTO为例：EN激活后，若START参数未激活，Done位为“1”。若START参数激活，Done位为“0”，直到激活的运动控制功能完成，Done位才由“0”变为“1”。任务一任务一 装配单元装配单元的安装与调试的安装与调试2 2l工作
11、任务工作任务l机械和气路的安装与调整机械和气路的安装与调整任务一、装配单元任务一、装配单元的安装与调试的安装与调试一、工作任务二、机械和气路的安装与调整（1）机械部分安装步骤一、安装工作单元支撑组件步骤二、安装电机组件、原点开关于固定盘上步骤三、电机固定盘组件安装到支撑架上任务一、装配单元任务一、装配单元的安装与调试的安装与调试步骤四、安装落料操作组件步骤五、落料组件安装到支撑架上步骤六、安装供料料仓组件任务一、装配单元任务一、装配单元的安装与调试的安装与调试步骤七、安装旋转盘组件步骤八、安装端子排、驱动器及走线槽等安装过程中，需要注意：预留螺栓的放置一定要足够，以免造成组件之间不能完成安装。
12、建议先进行装配，但不要一次拧紧各固定螺栓，待相互位置基本确定后，再依次进行调整固定。为使芯件准确落料，旋转盘上的定位孔与料仓应满足一定的同轴度要求，所以建议使用校验棒。任务二任务二 装配单元装配单元的的PLCPLC控制实训控制实训3 3l工作任务工作任务lPLCPLC控制电路的设计和电路接线控制电路的设计和电路接线l步进驱动器设置步进驱动器设置l编写和调试编写和调试PLCPLC控制程序控制程序任务二、装配单元任务二、装配单元的的PLCPLC控制实训控制实训一、工作任务 装配单元单站运行时，控制要求为：设备加电和气源接通后，旋转盘首先回原点。在回零过程中，“准备就绪”指示灯HL1以1 Hz 频率
13、闪烁。若各气缸都在初始位置，且旋转盘在原点位置，料仓有足够的小圆柱芯件，旋转盘进料定位孔里没有待装配工件，则系统准备就绪，HL1指示灯常亮。设备准备就绪后，按下起动按钮SB1，则系统进入运行状态，“系统运行”指示灯HL2点亮，“准备就绪”HL1灯熄灭。系统运行时，若前入料口放有待装配工件，则旋转盘逆时针旋转180，载待装配工件于落料机构正下方，然后落料机构实现芯件落料装配。装配完毕后，旋转盘顺时针旋转180，载已装配工件至前入料口。按下停止按钮SB2，系统完成当前工作周期后停止运行，同时“系统运行”HL2熄灭。若在工作过程中按下急停按钮QS，则系统立即停止运行，急停解除后系统从急停前的断点开始
14、继续运行。若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但HL1指示灯以1Hz频率闪烁，HL2指示灯保持常亮；若料仓内没有芯件，则HL1和HL2同时以2 Hz频率闪烁。任务二、装配单元任务二、装配单元的的PLCPLC控制实训控制实训二、PLC控制电路的设计和电路接线2L+ML+SMART 200 ST40 DC/DC/DCL+MFU1M0.00.10.20.30.40.50.60.72.02.12.22.3DIaDIbDIc24VDC InputMAC Address IE(LAN)去交换机4口0.00.10.20.30.40.50.60.73L+1.01.624VDC OutputDQaDQ
15、b1B11B22B12B2BG1BG2BG3BG41Y2YHL1HL2HL3电源进线来自配电箱FUU2N6L1NV+COMPE+24V0VPE0V+24V0V+24V510510510510未接线.1.7脉冲信号方向信号三相步进电机驱动器双绞线1.52M3M.PE任务二、装配单元任务二、装配单元的的PLCPLC控制实训控制实训三、步进驱动器设置四、编写和调试PLC控制程序（1）系统启停控制（2）主顺序控制过程 主要包括上电初始化、检查系统是否准备就绪，以及就绪下系统启停等操作。主要实现外壳工件与芯件的装配，工件装配过程中主要涉及：运动轴的旋转控制、落料控制。小结与思考小结与思考思思1、装配单元装配单元与原装配单元有何异同？与原装配单元有何异同？2、本教材案例中，装配单元本教材案例中，装配单元运动轴控制采用了绝对模运动轴控制采用了绝对模式编程，若采用相对模式编程，该如何实现？式编程，若采用相对模式编程，该如何实现？3、试设计检测装置，安装在旋转盘左或右试设计检测装置，安装在旋转盘左或右9090分度侧分度侧边处，以检测芯件与外壳工件属性。边处，以检测芯件与外壳工件属性。科技文献阅读科技文献阅读译译
