1. 工作任务
装配单元各气缸的初始位置为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态；装配机械手的升降气缸处于提升（缩回）状态，伸缩气缸处于缩回状态，气动手指处于松开状态。
设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，料仓上已经有足够的小圆柱芯体，工件装配台上没有待装配工件，则“正常工作”指示灯HL1 常亮，表示设备已准备好。否则，该指示灯以1 Hz 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芯体，就执行下料操作；如果左料盘内有芯体，而右料盘内没有芯体，执行回转台回转操作。
如果回转台上的右料盘内有小圆柱芯体且装配台上有待装配工件，执行装配机械手抓取小圆柱芯体，放入待装配工件中的操作。
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，则落料机构应立即停止落料，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。
（1）在运行中发生“芯体不足”报警时，指示灯HL3 以1 Hz 的频率闪烁，HL1 和HL2灯常亮；在运行中发生“芯体没有”报警时，指示灯HL3 以亮1 s，灭0.5 s 的方式闪烁，HL2熄灭，HL1 常亮。
（2）如果回转台上的右料盘内有小圆柱芯体且装配台上有待装配工件，则执行装配机械手抓取小圆柱芯体，放入待装配工件中的操作。
（3）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。
（4）若在运行过程中按下停止按钮，则落料机构应立即停止落料，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。
（5）在运行中发生“芯体不足”报警时，指示灯HL3 以1 Hz 的频率闪烁，HL1 和HL2灯常亮；在运行中发生“芯体没有”报警时，指示灯HL3 以亮1 s，灭0.5 s 的方式闪烁，HL2熄灭，HL1 常亮。
要求完成的任务：
（1）规划PLC 的I/O 分配及接线图。
（2）进行系统安装接线。
（3）按控制要求编制PLC 程序。
（4）进行调试与运行。
2. PLC 的I/O 分配与接线图
I/O 分配表如表4-3 所示。
表4-3 装配单元PLC 的I/O 信号分配
注：警示灯用来指示YL-335B 整体运行时的工作状态，本工作任务是装配单元单独运行，没有要求使用警示灯，可以不连接到PLC 上。
根据装配单元I/O 信号点数及工作任务的要求，该单元选用三菱FX3U-48MR 型PLC，为24 点输入和24 点输出继电器输出型。该单元I/O 如图4-19 所示。
图4-19 装配单元PLC 的I/O 接线图
3. PLC 的安装与接线
首先将PLC 安装在导轨上，然后进行PLC 侧接线，包括电源接线和PLC 输入/输出端子的接线，以及按钮指示灯模块的接线3 个部分。
根据图4-19，将PLC 输入端的L、N 端与交流电源的相线和中性线连接，S/S、0 V 端与直流电源+24 V 和0 V 连接，在进行PLC 输入/输出端子接线时，PLC 侧部分接线端子排为双层两列端子，左边较窄的一列主要接PLC 的输出端口，右边较宽的一列接PLC 的输入端口。两列中的下层分别接直流电源+24 V 和0 V。左列上层接PLC 的输出信号端子，右列上层接PLC 的输入信号端子。按钮指示灯模块中的按钮、选择开关、急停开关接线端子分别连接至PLC 的输入端子，信号指示灯端子接至PLC 的输出端子。
一定要参照表4-2 和图4-19 进行PLC 接线。PLC 侧输入、输出端口的上层端子与装置侧输入、输出端口的中间层端子的编号是一一对应的。接线完成后，用多芯信号电缆将装配单元装置侧输入、输出端口与该单元PLC 侧输入、输出端口互连。
PLC 接线时应注意以下几点：
（1）PLC 接线应使用合适的导线及接线护套。
（2）PLC 的I/O 接线要与动力线可靠隔离。
（3）PLC 的每个电气连接点上的连线应不超过2 根。
（4）PLC 的I/O 点与外部器件连接时要使用接线端子过渡。(www.xing528.com)
（5）PLC 输出点连接感性负载时要配备浪涌保护器。
4. PLC 程序的编制
1）上电初始化及初始状态检查
装配单元上电初始化及初始状态检查部分的程序如图4-20 所示。
图4-20 上电初始化及初始状态检查部分程序
2）主程序
在主程序中，当初始状态检查结束，确认单元准备就绪，按下启动按钮系统即进入运行状态。装配单元单站运行的起动梯形图如图4-21 所示。
图4-21 装配单元单站运行的启动操作梯形图程序
系统进入运行状态后，应在每一扫描周期都监测有无停止按钮按下，一旦按下，即置位停止信号M11，并立即停止摆台转动（见图4.22）。此后，当落料机构和装配机械手均返回到初始位置，才能退出步进顺控过程，然后复位运行状态标。
图4-22 装配单元单站运行的停止操作梯形图程序
进入运行状态后，装配单元的工作过程包括两个相互独立的子过程，一个是供料过程，另一个是装配过程。
（1）供料过程就是通过供料机构按顺序操作，使料仓中的小圆柱芯体落下到摆台左边料盘上的落料控制；然后摆台转动，使装有芯体的料盘转移到右边，以便装配机械手抓取芯体。
装配过程是当装配台上有待装配工件，且装配机械手下方有小圆柱芯体时，进行的装配操作。
供料控制过程包含两个互相联锁的过程，即落料过程和摆台转动、料盘转移的过程。在小圆柱芯体从料仓下落到左料盘的过程中，禁止摆台转动；反之，在摆台转动过程中，禁止打开料仓（挡料气缸缩回）落料。
实现联锁的方法是：当摆台的左限位或右限位磁性开关动作并且左料盘没有芯体，经延时确认后，开始落料过程，这是一个单循环的步进顺序控制过程，这里只给出其初始步梯形图（见图4-23），以着重说明互锁的实现。
图4-23 落料控制初始步梯形图程序
（2）落料过程顺序功能图如图4-24 所示。
图4-24 落料过程顺序功能图
当挡料气缸伸出到位使料仓关闭、左料盘有料而右料盘无料时，经延时确认后，开始摆台转动，直到达到限位位置。回转物料台转动控制梯形图如图4-25 所示。
图4-25 回转物料台转动控制梯形图程序
机械手装配工件的过程是一典型的步进顺序控制，其顺序功能图如图4-26 所示。
图4-26 机械手装配工件过程顺序功能图
3）停止运行
停止运行有两种情况：一是在运行中按下停止按钮，停止信号被置位；另一种情况是当料仓中最后一个芯体落下时，检测物料有无的传感器动作（X001 OFF），将发出芯体没有报警。
对于供料过程的落料控制，上述两种情况均应在料仓关闭，顶料气缸复位到位即返回到初始步后停止下次落料，并复位落料初始步。但对于摆台转动控制，一旦停止信号发出，则应立即停止摆台转动。
对于装配控制，上述两种情况也应在一次装配完成，装配机械手返回到初始位置后停止。
仅当落料机构和装配机械手均返回到初始位置，才能复位运行状态标志和停止信号。停止运行的操作应在主程序中编制。
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