1.工作目标
自动生产线的工作目标是：将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，加工完成后，把加工好的工件送往装配单元的装配台，然后把装配单元料仓内的白色和黑色两种不同颜色的小圆柱零件嵌入到装配台上的工件中，完成装配后的成品送往分拣单元分拣输出。已完成加工和装配工作的工件如图8-1所示。
2.工作任务
1）自动生产线设备部件安装
完成YL-335B自动生产线的供料、加工、装配、分拣单元和输送单元的部分装配工作，并把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上。
YL-335B自动生产线各工作单元装置部分的安装位置按照项目七中图7-40所示的要求布局。
图8-1 已完成加工和装配工作的工件
各工作单元装置部分的装配顺序如下：
（1）供料、加工和装配等工作单元的装配工作已经完成。
（2）完成分拣单元装置侧的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位，装配的效果参照项目五的要求（见图5-22）。
（3）输送单元的直线导轨和底板组件已装配好，须将该组件安装在工作台上，并完成其余部件的装配，直至完成整个工作单元的装置侧安装和调整。
2）气路连接及调整
（1）按照前面所介绍的分拣和输送单元气动系统图完成气路连接。
（2）接通气源后检查各工作单元气缸初始位置是否符合要求，如不符合须适当调整。
（3）完成气路调整，确保各气缸运行顺畅平稳。
3）电路设计和电路连接
根据生产线的运行要求完成分拣和输送单元电路设计和电路连接。
（1）设计分拣单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。电路图应包括PLC的I／O端子分配、变频器主电路及控制电路。电路连接完成后应根据运行要求设定变频器有关参数，并现场测试旋转编码器的脉冲当量（测试3次取平均值，有效数字为小数后3位），上述参数应记录在所提供的电路图上。
（2）设计输送单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路；电路图应包括PLC的I／O端子分配、伺服电机及其驱动器控制电路。电路连接完成后应根据运行要求设定伺服电机驱动器有关参数，参数应记录在所提供的电路图上。
4）各站PLC网络连接
系统的控制方式应采用PPI协议通信的分布式网络控制，并指定输送单元作为系统主站。系统主令工作信号由触摸屏人机界面提供，但系统紧急停止信号由输送单元的按钮／指示灯模块的急停按钮提供。安装在工作桌面上的警示灯应能显示整个系统的主要工作状态，如复位、启动、停止、报警等。
5）连接触摸屏并组态用户界面
触摸屏应连接到系统中主站的PLC编程口。
在TPC7062K人机界面上组态画面要求：用户窗口包括主界面和欢迎界面两个窗口，其中，欢迎界面是启动界面，触摸屏上电后运行，屏幕上方的标题文字向右循环移动。
当触摸欢迎界面上任意部位时，都将切换到主窗口界面。主窗口界面组态应具有下列功能：
（1）提供系统工作方式（单站／全线）选择信号和系统复位、启动和停止信号。
（2）在人机界面上设定分拣单元变频器的输入运行频率（40～50Hz）。
（3）在人机界面上动态显示输送单元机械手装置当前位置（以原点位置为参考点，度量单位为毫米）。
（4）指示网络的运行状态（正常或故障）。
（5）指示各工作单元的运行、故障状态，其中故障状态包括：
①供料单元的供料不足状态和缺料状态。
②装配单元的供料不足状态和缺料状态。
③输送单元抓取机械手装置越程故障（左极限或右极限开关动作）。
（6）指示全线运行时系统的紧急停止状态。
欢迎界面和主窗口界面分别如图8-2和图8-3所示。
图8-2 欢迎界面
6）程序编制及调试
系统的工作模式分为单站工作和全线运行两种模式。
从单站工作模式切换到全线运行模式的条件是：各工作站均处于停止状态，各站的按钮／指示灯模块上的工作方式选择开关置于全线模式，此时若人机界面中选择开关切换到全线运行模式，系统进入全线运行状态。
图8-3 主窗口界面
要从全线运行模式切换到单站工作模式，仅限当前工作周期完成后人机界面中选择开关切换到单站运行模式才有效。
在全线运行模式下，各工作站仅通过网络接受来自人机界面的主令信号，除主站急停按钮外，所有本站主令信号无效。
（1）单站运行模式测试。
单站运行模式下，各单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自其PLC旁边的按钮／指示灯模块。并且，按钮／指示灯模块上的工作方式选择开关SA应置于“单站方式”位置。各站的具体控制要求如下所述。
①供料站单站运行工作要求：
●设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸满足初始位置要求，且料仓内有足够的待加工工件，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
●若设备准备好，按下启动按钮，工作单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。启动后，若出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上。出料台上的工件被人工取出后，若没有停止信号，则进行下一次推出工件操作。
●若在运行中按下停止按钮，则在完成本工作周期任务后，各工作单元停止工作，HL2指示灯熄灭。
●若在运行中料仓内工件不足，则工作单元继续工作，但“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁，“设备运行”指示灯HL2保持常亮。若料仓内没有工件，则HL1指示灯和HL2指示灯均以2Hz频率闪烁。工作站在完成本周期任务后停止。除非向料仓补充足够的工件，工作站不能再启动。
②加工站单站运行工作要求：
●上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
●若设备准备好，按下启动按钮，设备启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当待加工工件送到加工台上并被检出后，设备执行将工件夹紧，送往加工区域冲压，完成冲压动作后返回待料位置的工件加工工序。如果没有停止信号输入，当再有待加工工件送到加工台上时，加工单元又开始下一周期工作。
●在工作过程中，若按下停止按钮，加工单元在完成本周期的动作后停止工作。HL2指示灯熄灭。(www.xing528.com)
●当待加工工件被检出而加工过程开始后，如果按下急停按钮，本单元所有机构应立即停止运行，HL2指示灯以1Hz频率闪烁。急停按钮复位后，设备从急停前的断点开始继续运行。
③装配站单站运行工作要求：
●设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，料仓上已有足够的小圆柱零件；工件装配台上没有待装配工件。则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好；否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
●若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。如果回转台上的左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。
●如果回转台上的右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中的控制。
●完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
●若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构应立即停止供料，在装配条件满足的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。
●在运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以亮1s、灭0.5s的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。
④分拣站单站运行工作要求：
●初始状态：设备上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸满足初始位置要求，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好；否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
●若设备准备好，按下启动按钮，系统启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器即启动，驱动传动电动机以频率为30Hz的速度，把工件带往分拣区。
●如果金属工件上的小圆柱工件为白色，则该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果塑料工件上的小圆柱工件为白色，则该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件上的小圆柱工件为黑色，则该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料。
如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。
⑤输送站单站运行工作要求：
单站运行的目标是测试设备传送工件的功能。要求其他各工作单元已经就位，并且在供料单元的出料台上放置了工件。具体测试过程要求如下所述。
●输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。
当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。
●抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出→手爪夹紧抓取工件→提升台上升→手臂缩回。
●抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm／s。
●机械手装置移动到加工站物料台的正前方后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出→提升台下降→手爪松开放下工件→手臂缩回。
●放下工件动作完成2s后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
●抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
●放下工件动作完成2s后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。
●机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。
●放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm／s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90°，然后以100mm／s的速度低速返回原点停止。
当抓取机械手装置返回原点后，一个测试周期结束。当供料单元的出料台上放置了工件时，再按一次启动按钮SB2，开始新一轮的测试。
（2）系统正常的全线运行模式测试。
全线运行模式下各工作站部件的工作顺序以及对输送站机械手装置运行速度的要求，与单站运行模式一致。全线运行步骤如下所述。
①系统在上电，PPI网络正常后开始工作。触摸人机界面上的复位按钮，执行复位操作，在复位过程中，绿色警示灯以2Hz的频率闪烁，红色和黄色灯均熄灭。
复位过程包括：使输送站机械手装置回到原点位置和检查各工作站是否处于初始状态。各工作站初始状态是指：各工作单元气动执行元件均处于初始位置；供料单元料仓内有足够的待加工工件；装配单元料仓内有足够的小圆柱零件；输送站的紧急停止按钮未按下。
当输送站机械手装置回到原点位置，且各工作站均处于初始状态，则复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。这时若触摸人机界面上的启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。
②供料站的运行。
系统启动后，若供料站的出料台上没有工件，则应把工件推到出料台上，并向系统发出出料台上有工件的信号；若供料站的料仓内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。出料台上的工件被输送站机械手取出后，若系统仍然需要推出工件进行加工，则进行下一次推出工件操作。
③输送站运行1。
当工件推到供料站出料台后，输送站抓取机械手装置应执行抓取供料站工件的操作。动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到加工站加工物料台的正前方，把工件放到加工站的加工台上。
④加工站运行。
加工站加工台的工件被检出后，执行加工过程。当加工好的工件重新送回待料位置时，向系统发出冲压加工完成的信号。
⑤输送站运行2。
系统接收到加工完成信号后，输送站机械手应执行抓取已加工工件的操作。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方，然后把工件放到装配站物料台上。
⑥装配站运行。
装配站物料台的传感器检测到工件到来后，开始执行装配过程。装入动作完成后，向系统发出装配完成的信号。如果装配站的料仓或料槽内没有小圆柱工件或工件不足，应向系统发出报警或预警信号。
⑦输送站运行3。
系统接收到装配完成信号后，输送站机械手应抓取已装配的工件，然后从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，然后执行返回原点的操作。
⑧分拣站运行。
输送站机械手装置放下工件、缩回到位后，分拣站的变频器即启动，驱动传动电动机以80%最高运行频率（由人机界面指定）的速度，把工件带入分拣区进行分拣，工件分拣原则与单站运行相同。当分拣气缸活塞杆推出工件并返回后，应向系统发出分拣完成信号。
⑨仅当分拣站分拣工作完成，并且输送站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。如果在工作周期期间没有触摸过停止按钮，系统在延时1s后开始下一周期工作。如果在工作周期期间曾经触摸过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。系统工作结束后若再按下启动按钮，则系统又重新工作。
（3）异常工作状态测试。
①工件供给状态的信号警示。
如果发生来自供料站或装配站的“工件不足够”的预报警信号或“工件没有”的报警信号，则系统动作如下所述。
●如果发生“工件不足够”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。系统继续工作。
●如果发生“工件没有”的报警信号，警示灯中红色灯以亮1s、灭0.5s的方式闪烁；黄色灯熄灭，绿色灯保持常亮。
●若“工件没有”的报警信号来自供料站，且供料站物料台上已推出工件，系统继续运行，直至完成该工作周期尚未完成的工作。当该工作周期工作结束，系统将停止工作，除非“工件没有”的报警信号消失，系统不能再启动。
●若“工件没有”的报警信号来自装配站，且装配站回转台上已落下小圆柱工件，系统继续运行，直至完成该工作周期尚未完成的工作。当该工作周期工作结束，系统将停止工作，除非“工件没有”的报警信号消失，系统不能再启动。
②急停与复位。
系统工作过程中按下输送站的急停按钮，则输送站立即停车。在急停复位后，应从急停前的断点开始继续运行。但若急停按钮按下时，机械手装置正在向某一目标点移动，则急停复位后输送站机械手装置应首先返回原点位置，然后再向原目标点运动。
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