亚龙YL-335B型自动化生产线调试与控制
引言 1
一、“亚龙”YL-335B设备概述 2
（一）整体概述 2
（二）供料单元 3
（三）加工单元 3
（四）装配单元 4
（五）分拣单元 5
（六）输送单元 5
二、设备选型 6
（一）选型要求 6
（二）传感器 6
（三）电机 11
（四）选型汇总表 13
三、参数设置 15
（一）MM420变频器参数设置 15
（二）松下A5系列伺服驱动器参数设置 16
四、设备控制 17
(一) 硬件部分 17
（二）软件部分 23
五、设备的调试与运行 33
（一）调试流程图 33
（二）设备的调试案例 34
（三）设备的运行 38
总结 44
参考文献 45
谢辞 46
引言
伴随着社会的高速发展，信息化正一步步地影响着我们的生活，在我们生活的周围我们不难发现好多以前需要大量人力物力的事情正在被我们自动化的设备所替代，而人们更多的则是对其进行控制以确保完成我们想要的结果。
因此，自动化技术正走向越来越重要的地位，而本文正是以“亚龙”YL-335B型自动化生产型设备为分析核心，YL-335B综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、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。利用YL-335B，其具有我们真实工厂自动化生产线所应具备的供料站，加工站，装配站，分拣站，输送站，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，正所谓是麻雀虽小 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
五脏俱全，能够让我们更多地了解自动化生产线 。
在实践过程中，按照既定的生产要求，我们要对设备进行机械安装，接线，编程，调试，对于在校大学生来说，在这实践过程中是一种逻辑思维的锻炼，耐力的考验以及走上工作岗位的一种经验积累。
通过实践与研究充分体现了将课堂应用于实践的理念。
一、“亚龙”YL-335B设备概述
（一）整体概述
亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图1-1所示。
其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。
在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面，YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在工业网络通信中占据相当的份额掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
（二）供料单元
供料单元的基本功能：供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图1-2所示为供料单元实物的全貌。
图1-2 供料单元实物的全貌
（三）加工单元
加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1-3所示为加工单元实物的全貌。
图1-3加工单元实物的全貌
（四）装配单元
完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。装配单元总装实物图如1-4。
图1-4 装配单元总装实物图
（五）分拣单元
完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图1-5所示分拣单元实物的全貌。
图1-5 分拣单元实物的全貌
（六）输送单元
该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。输送单元的外观如图1-6所示。
二、设备选型
（一）选型要求
元器件的选型我们要从多方面去考虑，价格方面，品牌方面，被使用的环境等，通过这些综合的因素觉决定我们需要配什么样的器件。YL-335B设备电气器件主要有传感器类，电机类，电机驱动，气动，PLC。
（二）传感器
1．电感式
电感式接近开关（图2-1）属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图，如图2-2。
（接近开关工作原理图）
在实训装置中用到的电感式接近开关，探测头能检测距离约0-5mm，当检测到有金属物体是时指示灯亮起。
2．电容式
电容式接近开关（图2-3）亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的检测面由两个同轴金属电极构成，该电极串联接在RC振荡回路内。，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,不同的物体介电常数也不一样，因此坚检测到的距离也不相同。在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn（Sn：最大检测距离）的位置动作。工作流程图如图2-4所示。
图2-6磁感应接近开关
5．旋转编码器
旋转编码器（图2-8）是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
一、“亚龙”YL-335B设备概述 2
（一）整体概述 2
（二）供料单元 3
（三）加工单元 3
（四）装配单元 4
（五）分拣单元 5
（六）输送单元 5
二、设备选型 6
（一）选型要求 6
（二）传感器 6
（三）电机 11
（四）选型汇总表 13
三、参数设置 15
（一）MM420变频器参数设置 15
（二）松下A5系列伺服驱动器参数设置 16
四、设备控制 17
(一) 硬件部分 17
（二）软件部分 23
五、设备的调试与运行 33
（一）调试流程图 33
（二）设备的调试案例 34
（三）设备的运行 38
总结 44
参考文献 45
谢辞 46
引言
伴随着社会的高速发展，信息化正一步步地影响着我们的生活，在我们生活的周围我们不难发现好多以前需要大量人力物力的事情正在被我们自动化的设备所替代，而人们更多的则是对其进行控制以确保完成我们想要的结果。
因此，自动化技术正走向越来越重要的地位，而本文正是以“亚龙”YL-335B型自动化生产型设备为分析核心，YL-335B综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、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。利用YL-335B，其具有我们真实工厂自动化生产线所应具备的供料站，加工站，装配站，分拣站，输送站，可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，正所谓是麻雀虽小 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
五脏俱全，能够让我们更多地了解自动化生产线 。
在实践过程中，按照既定的生产要求，我们要对设备进行机械安装，接线，编程，调试，对于在校大学生来说，在这实践过程中是一种逻辑思维的锻炼，耐力的考验以及走上工作岗位的一种经验积累。
通过实践与研究充分体现了将课堂应用于实践的理念。
一、“亚龙”YL-335B设备概述
（一）整体概述
亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图1-1所示。
其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。
在YL-335B设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面，YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在工业网络通信中占据相当的份额掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
（二）供料单元
供料单元的基本功能：供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图1-2所示为供料单元实物的全貌。
图1-2 供料单元实物的全貌
（三）加工单元
加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。如图1-3所示为加工单元实物的全貌。
图1-3加工单元实物的全貌
（四）装配单元
完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。装配单元总装实物图如1-4。
图1-4 装配单元总装实物图
（五）分拣单元
完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。如图1-5所示分拣单元实物的全貌。
图1-5 分拣单元实物的全貌
（六）输送单元
该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。输送单元的外观如图1-6所示。
二、设备选型
（一）选型要求
元器件的选型我们要从多方面去考虑，价格方面，品牌方面，被使用的环境等，通过这些综合的因素觉决定我们需要配什么样的器件。YL-335B设备电气器件主要有传感器类，电机类，电机驱动，气动，PLC。
（二）传感器
1．电感式
电感式接近开关（图2-1）属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。工作流程方框图，如图2-2。
（接近开关工作原理图）
在实训装置中用到的电感式接近开关，探测头能检测距离约0-5mm，当检测到有金属物体是时指示灯亮起。
2．电容式
电容式接近开关（图2-3）亦属于一种具有开关量输出的位置传感器，它的检测面由两个同轴金属电极构成，该电极串联接在RC振荡回路内。，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。这种接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体,不同的物体介电常数也不一样，因此坚检测到的距离也不相同。在检测较低介电常数ε的物体时，可以顺时针调节多圈电位器（位于开关后部）来增加感应灵敏度，一般调节电位器使电容式的接近开关在0.7-0.8Sn（Sn：最大检测距离）的位置动作。工作流程图如图2-4所示。
图2-6磁感应接近开关
5．旋转编码器
旋转编码器（图2-8）是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（REP）。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数（几十个到几千个都有），和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲，通过这两组脉冲不仅可以测量转速，还可以判断旋转的方向。
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