自动转面串线机机构设计与调试
摘 要本文针对“自动转面串线机”开展设计、组装调试和实际应用。针对由大量的气缸与伺服构成自动转面串线机，通过三菱PLC实现程序控制，通过由A、B、C三个工站和两部分之间的流道组，分别对产品实现检测底部；反转并检测上顶面，侧面及大面；摆放入料盘。整条自动转面串线生产线通过一系列的伺服气缸组合对产品实现平移翻转，达到外观检测的要求。并设计简单易懂的操作界面，使得操作员更加容易，实现对整条生产线的控制和监控。 1
目 录
声明 1
引 言 1
一、自动串线机生产线总体设计 1
（一）生产线工艺流程设计和设备应用前景 1
（二）设备模块设计 2
二、生产线设备模块设计 4
（一）设备A机构设计 4
（二）设备B机构设计 5
（三）设备C机构设计 6
（四）输送带设计 7
三、系统电气控制程序设计 8
（一）运动逻辑顺序的判定 8
（二）运动逻辑顺序的判定 9
（三）程序I/O点的配置与工作站逻辑的连接 9
（1）I/O点的配置 9
（2）工作站逻辑连接 9
四、组装调试及过程中出现的问题和解决办法 10
（一）组装 10
（二）调试 10
（三）联动 10
（四）组装调试过程中常见问题解决办法和注意事项 11
总 结 12
谢 辞 13
参考文献 14
引 言
随着工业化的普及，自动化生产线的优势也更快凸显。高精度，持续性，重复性等人工难以解决的问题在它身上都能够有效的得到改善，与人工相比，自动化生产线有着巨大的优势，轻而易举的胜任纺织，加工，食品等多个领域的多种类的工作。我国近年来大力发展科技，并应用于各领域。自动化生产线在工业化中有着举足轻重的地位，自然也是蓬勃发展。现在越来越多的工厂开始走向自动化，种类繁多，功能各异的生产线制造种类繁多的产品并为人们所用，自动化正在浸润我们生活的各个角落。
但是与国外相比，国内自动化起步较晚，同时，自动化水平仍然存在较大差距。但是工业化的道路并不是一
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
片坦途，自动化生产的重要组成部分自动化生产线的设计和调试工作需要大量的现场经验，自动化生产线的最优生产状态需要设计师对其机械和电气设计进行重复优化修改，并对通过工人组装的模块化零部件进行一次次的调试验证过程。
通过实习期间对自动转面串线机的机械结构了解，自己对自动化的组装设计过程有了全新的认知和一些自己的看法。生产线不管怎么变化，始终是为了促进人类生活而被制造的。所以设计师一定要本着有利于人的原则去设计，机器完工后也是由人来操作，将控制界面分于各个地方过于繁琐，自动化是为了节省生产力存在的，分散的控制并不能很好的实现这一点。 一、自动串线机生产线总体设计
（一）生产线工艺流程设计和设备应用前景
本产线根据客户提出要求，达到特定功能而设计的非标准自动化生产线，适用于对小型产品的检测搬运和集中包装工作，通过振动盘供料，夹爪夹取，伺服定位，气缸搬运等联合动作，达到翻转搬运的功能，实现摆放排列产品的目的。自动转面串线机主要由大量的气缸、伺服、夹爪、各式电路和整体机架构成，通过三菱PLC实现对程序控制和对整体流程的控制，分别由A,B,C三个工站和两部分之间的流道组成，可以对产品实现检测底部；反转并检测上顶面，侧面及大面；摆放入料盘得到一系列功能。整条生产线通过一系列的伺服气缸组对产品实现平移翻转搬运的功能，从而达到外观检测的要求。并且简单易懂的用户操作界面，可以使得操作员更加容易通过界面监视整体流程，实现对整条生产线的监控和控制。
非标准机不像标准机那样制造简单，而是以灵活的量身定制、操作方便及功能多样为基础发展的。在过去，中国制造业的蓬勃发展依靠了大量廉价劳动力，然而时过境迁，随着近年来新增劳动人口的减少，人民生活水平的不断提高，劳动力不再是廉价资源，一工难求已经变得越来越普遍，而非标设备作为自动化的重要组成部分，10年来也越来越普及。目前，企业采用自动化设备的需求日益增加。且非标设备的支出是可以提前预算的。这大大方便了企业的资金流动，虽然对比国外，国内的起步较晚，存在着一定的差距，但是并不影响非标行业在我国的发展前景。以本机器为例，它所实现的的功能是对微型产品的搬运检测，可以使用于多种场合和工作环境。且结构简单，便于操作，实用性强。在电子行业具有相当的前景。可应用于各种小型电子产品的生产搬运和检测，也可适用于各微型产品的搬运，具有方便快捷，高效的特点。并且可以通过将产线规模扩大，形成一整条完整的检验产品的生产线，高效环保。也可通过在各流道口放置相机检测来达到无人机的效果，节省人工且高效率运行。
以自动转面串线机为例。首先在操作人员在确保工作环境处于安全状态后按下启动按钮，振动盘通过振动使产品进入供料通道，由于振动盘不断供料，推挤着前面的料进入导流槽，而后进入导流块，前方伺服电机带动模具运动，并通过吹起于振动的共同作用，将产品放入模具，随后通过伺服电机运动改变夹爪位置。夹爪动作，夹取产品，随后放置到流水线上的模具里，有流线上的气缸运动，使产品进入流道流向下一工站，并在下一工站完成取料动作后，由另一气缸组件放置进入回流通道，等待产品。第二工站完成夹取产品后，由气缸控制翻转，使产品底部向上，并由另一组悬挂在上方的电机加气缸模组完成夹取，夹取完毕后，气缸缩回，前一步骤的气缸翻转回去，等待产品到来。气缸翻转回之后，给上方气缸信号，随后气缸伸出，将产品放入下一流道的载具内，如上一流道工序相同，由气缸模组运动将载具放入流道，流向下一工站，最后的第三工站感应到载具来临，通过第三伺服模组控制方向的洗盘将产品取出并放入最终白方的料盘内。计数器开始计数，并通过第三工站的气缸模组将载具放入回流通道使载具回流。重复动作，当次数满足设定的值第三工站下方的出料模组将产品流出。生产所需设备：振动盘、型材架、伺服电机、各类型气缸、夹爪、工具支架、检测平台，输送带。
图11自动转面串线机流水线正视图
（二）设备模块设计
整条生产线分为A、B、C，三个工站和两条输送带。如图11所示。A工站负责振动盘供料，夹爪取料并放置入AB流道的载具内，由人工或相机完成对产品底部的检测。B工站负责将AB流道载具内产品取出，并翻转后置入BC流道载具内，由人工完成对产品上顶面以及侧面的检测。C工站将产品从BC流道载具内取出。放入规定位置的料盘内，料盘计数已满，自动切换料盘，已满料盘转移到一流的料盘存储区，当已满料盘达到预设值时将料盘推出，留待人工取料。
在产线工作之前需要先将夹爪安装在气缸模组上，夹爪模型是由三部分组成：夹爪基座、夹爪左夹具、夹爪右夹具。本机夹爪装于气缸之上，由气缸运动带动夹住运动，如图所示，当气缸收到信号收紧夹爪，夹爪收紧夹住产品。
注：本机夹爪安装难点在于位置的校准，夹爪的安装应符合机器运行的规律，且不产生干涉，尤其第二工站的翻转模组需要注意，因为夹爪的翻转位置起到了连接作用，不但夹爪按装需要保持在同一竖直方向，也要注意之前工序与之后的工序的相吻合，建议是按照机器运行流程安装，先将位置示教正确，再将翻转气缸翻转，通过调节下一工序的位置或者微调上一步骤的方法，实现翻转气缸夹爪的安装。装配好的夹爪如图12所示。
目 录
声明 1
引 言 1
一、自动串线机生产线总体设计 1
（一）生产线工艺流程设计和设备应用前景 1
（二）设备模块设计 2
二、生产线设备模块设计 4
（一）设备A机构设计 4
（二）设备B机构设计 5
（三）设备C机构设计 6
（四）输送带设计 7
三、系统电气控制程序设计 8
（一）运动逻辑顺序的判定 8
（二）运动逻辑顺序的判定 9
（三）程序I/O点的配置与工作站逻辑的连接 9
（1）I/O点的配置 9
（2）工作站逻辑连接 9
四、组装调试及过程中出现的问题和解决办法 10
（一）组装 10
（二）调试 10
（三）联动 10
（四）组装调试过程中常见问题解决办法和注意事项 11
总 结 12
谢 辞 13
参考文献 14
引 言
随着工业化的普及，自动化生产线的优势也更快凸显。高精度，持续性，重复性等人工难以解决的问题在它身上都能够有效的得到改善，与人工相比，自动化生产线有着巨大的优势，轻而易举的胜任纺织，加工，食品等多个领域的多种类的工作。我国近年来大力发展科技，并应用于各领域。自动化生产线在工业化中有着举足轻重的地位，自然也是蓬勃发展。现在越来越多的工厂开始走向自动化，种类繁多，功能各异的生产线制造种类繁多的产品并为人们所用，自动化正在浸润我们生活的各个角落。
但是与国外相比，国内自动化起步较晚，同时，自动化水平仍然存在较大差距。但是工业化的道路并不是一
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
片坦途，自动化生产的重要组成部分自动化生产线的设计和调试工作需要大量的现场经验，自动化生产线的最优生产状态需要设计师对其机械和电气设计进行重复优化修改，并对通过工人组装的模块化零部件进行一次次的调试验证过程。
通过实习期间对自动转面串线机的机械结构了解，自己对自动化的组装设计过程有了全新的认知和一些自己的看法。生产线不管怎么变化，始终是为了促进人类生活而被制造的。所以设计师一定要本着有利于人的原则去设计，机器完工后也是由人来操作，将控制界面分于各个地方过于繁琐，自动化是为了节省生产力存在的，分散的控制并不能很好的实现这一点。 一、自动串线机生产线总体设计
（一）生产线工艺流程设计和设备应用前景
本产线根据客户提出要求，达到特定功能而设计的非标准自动化生产线，适用于对小型产品的检测搬运和集中包装工作，通过振动盘供料，夹爪夹取，伺服定位，气缸搬运等联合动作，达到翻转搬运的功能，实现摆放排列产品的目的。自动转面串线机主要由大量的气缸、伺服、夹爪、各式电路和整体机架构成，通过三菱PLC实现对程序控制和对整体流程的控制，分别由A,B,C三个工站和两部分之间的流道组成，可以对产品实现检测底部；反转并检测上顶面，侧面及大面；摆放入料盘得到一系列功能。整条生产线通过一系列的伺服气缸组对产品实现平移翻转搬运的功能，从而达到外观检测的要求。并且简单易懂的用户操作界面，可以使得操作员更加容易通过界面监视整体流程，实现对整条生产线的监控和控制。
非标准机不像标准机那样制造简单，而是以灵活的量身定制、操作方便及功能多样为基础发展的。在过去，中国制造业的蓬勃发展依靠了大量廉价劳动力，然而时过境迁，随着近年来新增劳动人口的减少，人民生活水平的不断提高，劳动力不再是廉价资源，一工难求已经变得越来越普遍，而非标设备作为自动化的重要组成部分，10年来也越来越普及。目前，企业采用自动化设备的需求日益增加。且非标设备的支出是可以提前预算的。这大大方便了企业的资金流动，虽然对比国外，国内的起步较晚，存在着一定的差距，但是并不影响非标行业在我国的发展前景。以本机器为例，它所实现的的功能是对微型产品的搬运检测，可以使用于多种场合和工作环境。且结构简单，便于操作，实用性强。在电子行业具有相当的前景。可应用于各种小型电子产品的生产搬运和检测，也可适用于各微型产品的搬运，具有方便快捷，高效的特点。并且可以通过将产线规模扩大，形成一整条完整的检验产品的生产线，高效环保。也可通过在各流道口放置相机检测来达到无人机的效果，节省人工且高效率运行。
以自动转面串线机为例。首先在操作人员在确保工作环境处于安全状态后按下启动按钮，振动盘通过振动使产品进入供料通道，由于振动盘不断供料，推挤着前面的料进入导流槽，而后进入导流块，前方伺服电机带动模具运动，并通过吹起于振动的共同作用，将产品放入模具，随后通过伺服电机运动改变夹爪位置。夹爪动作，夹取产品，随后放置到流水线上的模具里，有流线上的气缸运动，使产品进入流道流向下一工站，并在下一工站完成取料动作后，由另一气缸组件放置进入回流通道，等待产品。第二工站完成夹取产品后，由气缸控制翻转，使产品底部向上，并由另一组悬挂在上方的电机加气缸模组完成夹取，夹取完毕后，气缸缩回，前一步骤的气缸翻转回去，等待产品到来。气缸翻转回之后，给上方气缸信号，随后气缸伸出，将产品放入下一流道的载具内，如上一流道工序相同，由气缸模组运动将载具放入流道，流向下一工站，最后的第三工站感应到载具来临，通过第三伺服模组控制方向的洗盘将产品取出并放入最终白方的料盘内。计数器开始计数，并通过第三工站的气缸模组将载具放入回流通道使载具回流。重复动作，当次数满足设定的值第三工站下方的出料模组将产品流出。生产所需设备：振动盘、型材架、伺服电机、各类型气缸、夹爪、工具支架、检测平台，输送带。
图11自动转面串线机流水线正视图
（二）设备模块设计
整条生产线分为A、B、C，三个工站和两条输送带。如图11所示。A工站负责振动盘供料，夹爪取料并放置入AB流道的载具内，由人工或相机完成对产品底部的检测。B工站负责将AB流道载具内产品取出，并翻转后置入BC流道载具内，由人工完成对产品上顶面以及侧面的检测。C工站将产品从BC流道载具内取出。放入规定位置的料盘内，料盘计数已满，自动切换料盘，已满料盘转移到一流的料盘存储区，当已满料盘达到预设值时将料盘推出，留待人工取料。
在产线工作之前需要先将夹爪安装在气缸模组上，夹爪模型是由三部分组成：夹爪基座、夹爪左夹具、夹爪右夹具。本机夹爪装于气缸之上，由气缸运动带动夹住运动，如图所示，当气缸收到信号收紧夹爪，夹爪收紧夹住产品。
注：本机夹爪安装难点在于位置的校准，夹爪的安装应符合机器运行的规律，且不产生干涉，尤其第二工站的翻转模组需要注意，因为夹爪的翻转位置起到了连接作用，不但夹爪按装需要保持在同一竖直方向，也要注意之前工序与之后的工序的相吻合，建议是按照机器运行流程安装，先将位置示教正确，再将翻转气缸翻转，通过调节下一工序的位置或者微调上一步骤的方法，实现翻转气缸夹爪的安装。装配好的夹爪如图12所示。
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