加工单元的安装与调试
加工单元的原理安装与调试课件
机械制造业 电子信息产业 五金加工业
其他领域
加工单元广泛应用于机械制造业 的各个领域，如汽车制造、航空 航天、轨道交通等。
五金加工业是加工单元的重要应 用领域之一，涉及各种金属制品 的制造和加工。
02
加工单元的原理
Chapter
加工单元的工作原理
01
加工单元通过电机驱动，将动力 传递给工作台或刀具，实现工件 的切削、磨削、钻孔等加工操作 。
加工单元的作用
加工单元是实现产品制造过程中的重要组成部分， 能够高效地完成各种加工任务，提高生产效率和产 品质量。
加工单元的类型与特点
加工单元类型
根据不同的分类标准，加工单元可以分为多种类型，如按加 工方式可分为切削加工单元、磨削加工单元、电火花加工单 元等；按自动化程度可分为手动加工单元、半自动加工单元 和全自动加工单元。
Chapter
实例一：某机械制造企业的加工单元应用
总结词：高效稳定
详细描述：某机械制造企业通过引入加工单元，实现了高效稳定的自动化生产。 加工单元在生产线上扮演着重要角色，能够快速准确地完成各种加工任务，提高 了生产效率和产品质量。
实例二：某汽车制造企业的加工单元应用
总结词：高精度
详细描述：某汽车制造企业为了提高产品质量和竞争力，采用了高精度的加工单元。通过先进的加工技术和设备，加工单元 能够实现高精度的加工和装配，从而提高了汽车的性能和外观质量。
组装框架
按照说明书指示，组装加工单 元的框架，确保框架稳固。
安装刀具和夹具
根据加工需要，安装合适的刀 具和夹具。
拆开包装
将加工单元的包装拆开，取出 所有部件。
安装电机与传动装置
将电机和传动装置安装在指定 位置，连接电源和传动线路。
数控设备的安装调试及验收步骤
数控设备的安装调试及验收步骤数控设备的安装、调试和验收是设备前期管理的重要环节。
当机床运到后，首先要进行安装、调试、并进行试运行，精度验收合格后才能交付使用。
多数数控机床都是分解为部件装箱运输，到位后再进行组装和重新调试。
一、数控设备的安装一般数控设备的安装可按以下步骤进行。
1. 开箱核查数控设备到位后，设备管理部门要及时组织设备管理人员、设备安装人员、以及各采购员等开箱检查，如果是进口设备，还须有进口商务代理海关商检人员等。
检验的主要内容是：1）装箱单；2）校对应有的随机操作、维修说明书、图样资料、合格证等技术文件；3）按合同规定，对照装箱单清点附件、备件、工具的数量、规格及完好状况；4）检查主机、数控柜、操作台等有无明显碰撞损伤、变形、受潮、锈蚀等，并填写“设备开箱验收登记卡”存档。
开箱验收如果发现货物损坏或遗漏，应及时与有关部门或外商联系解决。
尤其是进口设备，应注意索赔期限。
2. 安装前的准备工作认真阅读理解设备安装方面资料，了解生产厂家对机床基础的具体要求和组装要求，做好安装前的准备工作。
3. 部件组装机床组装前要把导轨和各滑动面、接触面的防绣涂料清洗干净，把机床各部件，如数控柜、电气柜、立柱、刀库、机械手等组装成整机。
组装时必须使用原来的定位销、定位块等定位元件，以便保证调整精度。
4. 油管、气管的连接根据机床说明书中的电气接线图和气、液压管路图，将有关电缆和管道按标记一一对号接好。
连接时特别要注意可靠的接触及密封，否则试机时，漏油、漏水，给试机带来麻烦。
油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压、气压系统故障。
电缆和管路连接完毕后，做好各管线的固定，安装防护罩壳，保证整齐的外观。
5. 数控系统的连接1）外部电缆的连接主要指数控装置与MDI/CRT单元、强电控制柜、机床操作面板、进给伺服电动机和主轴电动机动力线、反馈信号线的连接等，这些连接必须符合随机提供的连接手册的规定。
自动生产线安装与调试3-2项目单站篇-加工单元
4. 气路系统的调试方法
加工单元气路系统的调试主要是针对气动执行元件的运行 情况进行的，其调试方法是通过手动控制单向换向阀，观 察气动执行元件的动作情况：气动执行元件运行过程中检 查各管路的连接处是否有漏气现象，是否存在气管不畅通 现象。同时通过各单向节流阀的调整来获得稳定的气动执 行元件运行速度。
。
二、 加工单元气动元件的安装与调试 1. 气动系统的组成
加工单元的气动系统主要包括气源、气动汇流板、气缸、 气动手指、单电控5/2换向阀、单项节流阀、消声器、快 插接头、气管等，主要作用是完成工件的夹紧和放松、加 工台伸出和缩回与气缸的冲压和抬起。
2. 气路控制原理图
3. 气路的连接方法
单向节流阀应安装在气缸的工作口上，并缠绕好密封带， 以免运行时漏气。 单电控5/2换向阀的进气口和工作口应安装好快插接头， 并缠绕好密封带，以免运行时漏气。 气动汇流板的排气口应安装好消声器，并缠绕好密封带， 以免漏气。 气动元件对应气口之间用塑料气管进行连接，做好安装美 观、气管不交叉并保持气路畅通。
1. 加工台及滑动机构
加工台用于固定被加工件，并把工件移到加工（冲压）机构正下方 进行冲压加工。它主要由手爪气动、手指、加工台伸缩气缸、线性 导轨及滑块、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。
2. 加工（冲压）机构
加工机构用于对工件进行冲压加工。它主要由冲压气缸、 冲压头、安装板等组成。
学习任务二 加工单元的安装与调试
三、 确定方案
1.小组初步任务方案，并进行成员分工。 2.汇报并修正方案。 3.小组进行分工并领取实训工具。
四、 安装与调试工作计划
五、 实施
任务1：设计
按照工作要求，设计电气原理图、气动原理图。
自动化生产线安装与调试项目三 加工单元安装与调试
加工单元相关的知识点
（二） 加工单元的气动元件
2、气动手指（ 气爪）
电气自动化技术
电气自动化技术专业教学资源库
图3-7 气动手指实物和工作原理
加工单元相关的知识点
（二） 加工单元的气动元件
3、气动控制回路
电气自动化技术
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加工单元的气动控制元件均采用二位五通单电控电磁换向阀，各电磁阀均 带有手动换向和加锁钮。
加工单元相关的知识点
（二） 加工单元的气动元件
2、气动手指（ 气爪）
电气自动化技术
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气爪用于抓取、夹紧工件。气爪通常有滑动导轨型、支点开闭型和回转驱 动型等工作方式。 YL-335B 的加工单元所使用的是滑动导轨型气动手指，如图 3-7 (a)所示。 其工作原理可从其中剖面图(b)和(c)看出。
加工单元的拆装 PLC控制系统设计
加工单元的拆装
（一）安装步骤和方法
电气自动化技术
电气自动化技术专业教学资源库
加工单元的装配过程包括两部分，一是加工机构组件装配，二是滑动加
工台组件装配， 然后进行总装。图3-9是加工机构组件装配图，图3-10是滑动 加工台组件装配图，最后图3-11是整个加工单元的组装。
组件的装配后，首
先将物料夹紧及运 动送料部分和整个 安装底板连接固定， 再将铝合金支撑架 安装在大底板上， 最后将加工组件部 分固定在铝合金支 撑架上，完成该单
图3-11 加工单元组装图
元的装配。
加工单元的拆装
（二）安装时的注意事项
电气自动化技术
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（1）调整两直线导轨的平行时，要一边移动安装在两导轨上的安装板，
自动生产线安装、调试实训指导书
自动生产线安装、调试实训指导书机械工程系机电一体化专业闽西职业技术学院2011-9-16目录第一章模块式柔性自动化生产线实训系统产品简介 (3)一、产品概述 (3)二、产品特点 (3)三、技术性能 (3)四、实训内容 (3)五、系统配置 (5)第二章实训系统各单元功能和组成、工作原理、控制要求及实训项目 (6)一、控制技术 (6)二、工作过程及实训 (6)（一）上料检测单元 (8)（二）搬运单元 (13)（三）加工检测单元 (18)（四）安装单元 (24)（五）安装搬运单元 (28)（六）分类单元 (34)第三章实训系统电气、气动控制及运行操作 (38)一、电气控制电路组成 (38)二、气动原理及气动回路原理图 (38)三、模块式柔性自动生产线实训装置使用 (39)第一章模块式柔性自动化生产线实训系统产品简介一、产品概述模块式柔性自动化生产线实训系统是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，是为职业技术学院、技工学校、职业技术学校、职业教育培训机构等而设计的产品，它适合机械制造及其自动化、机电一体化、机械电子工程、电气工程及自动化、自动化工程、控制工程、测控技术、计算机控制、机械设计与理论、自动控制等相关专业的教学和培训。
它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学进行了专门设计，强化了各种控制技术和工程实践能力。
实训系统由五个单元组成，分别为：上料检测单元、搬运单元、加工与检测单元、搬运分拣单元和分类单元，控制系统选用三菱PLC进行控制，具有较好的柔性，即每单元各有一套PLC控制系统独立控制，在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两个单元、三个单元…直至五个单元连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。
实训系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLC、传感器等多种控制技术，适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。
自动化生产线的安装与调试
自动化生产线的安装与调试随着社会的高速发展和科学技术水平的进步，使得制造行业获得了快速的发展。
我们国家作为全世界的工厂，无论是在生产设备上，还是在生产工艺上都由以往的低效率人工操作逐渐变为较高集约程度的自动化生产。
通过这种转变，是的我国制造行业的生产效率和生产质量得到大幅度的提升，与此同时，也应对自动化生产线的安装过程和调试工作进行充分的完善，以匹配自动化制造业的发展。
1.安装和调试的具体内容所谓自动化生产线，实际上是一种机电一体化的设备，其所涉及到的专业领域内容分别包括机电的一体化和自动化等方面。
自动化生产线利用型材来组成其具体结构，其具体的安装过程主要包括：多位装配、合并供料、加工、切削、机械搬运、模块供电、PLC、传感器检测和按钮模版等等。
自动化生产线使用PLC技术来进行信息的沟通，同时利用这种技术也能够完成各个系统之间的联通。
通过信息沟通能够在某一端集中展现生产线中的装配过程、运输过程、检测过程和搬运过程等等。
工业制造过程与自动化生产线的运行过程相似，并在工业制造技术的前提下增加了培训流程和教学过程，从而对于自动化生产线的安装过程和调试过程进行有效的强化，进而对于工业生产的需求进行满足。
同时，自动化生产线也能够为机电专业的学生提供良好的实习空间。
通过在自动化生产线中进行实践学习，能够同时锻炼操作人员的合作能力和调试能力以及安装能力，并且能够有效提升操作人员的安全意识。
另外，利用自动化生产线进行实习，能够满足相关专业对于学生核心技能进行培养的具体要求，充分凸显出技术的使用。
对于自动化生产线进行安装调试，应与城市的工业要求相符合。
所以说，在进行自动化生产线的安装调试过程中，应能够从工业现场的实际情况角度考虑，按照工业设计要求来进行安装调试过程，并在其中综合应用电器、传感器、机械能多个领域的技术。
自动化生产线大部分所采用的是开放或拆装式的结构，在对其进行拆装的过程中培养相应的培训过程，具体的拆卸能够扩展到各个具体的零件和螺丝，从而对于操作人员和实习学生进行良好的锻炼，帮助他们能够更快的熟悉安装调试工作。
项目二：加工单元的安装与调试
磁性开关的输出为2线（棕色+； 蓝色-），连接时，1B、2B1、2B2、 3B1、3B2的棕色线分别与PLC的I0.1、 I0.2、I0.3、I0.4、I0.5输入点相连， 蓝色线与直流电源的“-”相连。
任务一 加工单元的装配与测试
2. 光电开关的安装与接线
1）光电开关的安装 加工单元中的光电开关主要用于加工台物料检 测，光电开关的安装方法与供料单元中光电开关的 安装方法相同。
自动生产线应用技术
项目二 加工单元的安装与调试
加工单元的装配与测设 加工单元的编程与单机调试
项目二 加工单元的安装与调试
一、 项目综述
加工单元是YL-335B自动生产线的第二个工作 站，负责加工原料（或工件）。加工单元除了可以 独立工作外，还可以协同其他工作单元联动，形成 自动生产线的整体运行。本项目的主要工作任务是 对加工单元实施机电安装、编程调试及运行等操作， 其目的是锻炼学生识图、安装、布线、编程及装调 的综合能力。
（3）装配型材支撑架时，注意调整好各条边的平行度及垂直度， 然后再锁紧螺母。
（4）铝合金型材支撑架上的螺栓一般是具有空间对称的结构的成 组螺栓，锁紧螺栓时一定要成组螺栓的“对角线"装配，以免造成局部应 力集中，长时间会影响铝合金型材的形状。
任务一 加工单元的装配与测试
3）推料机组件的安装方法
安装时，需要注意出料口 的方向向前且与挡料板方向一 致；要手动调整推料气缸和挡 料板位置螺栓，若位置不当将 引起工件推偏。
任务一 加工单元工单元通电（接通气源）， 用手按动停止按钮、起动按钮、急停开关、单机/联机转 换开关，观察PLC I1.2、I1.3、I1.4、I1.5的LED是否亮（ 灭），若不亮（灭）应检查对应按钮及连接线。
自动化生产线安装与调试项目任务书
学习领域项目1：供料站安装与调试学习情境传感器、电磁阀、气缸、气动回路、机械安装、电气接线、编程调试班级指导教师学习团队第组工作时间18学时工作目标系统启动后，若供料站的物料台上没有工件，则应把工件推到物料台上，并向系统发出物料台上有工件信号。
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。
物料台上的工件被输送站机械手取出后，若系统启动信号仍然为ON，则进行下一次推出工件操作。
供料站各部件的具体工作顺序，请自行设计，但应保证推料过程的可靠性。
工作过程描述完成供料单元的机械组装（如下图所示）、气路连接、电气接线等工作，并能够按照如下控制要求实现供料单元的的控制。
本项目只考虑供料单元作为独立设备运行时的情况，单元工作的主令信号和工作状态显示信号来自PLC 旁的按钮/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。
控制要求如下：①设备上电和气源接通后，若工作单元的两个气缸均处于缩回位置，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。
②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。
③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。
④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。
教学和学习资源学习资料学习软件实训设备教材、实训手册、任务书、工作单、课程网站Step7-Micro/Win V4.0编程软件自动化生产线安装与调试实训室教学组织教师指导学生分组，下发任务书与工作单，阐述本次任务，并对相关知识进行讲解指导学生制定学习计划、与学生讨论确定最终的学习和制作方案指导学生利用新学指令编程调试考核学生对本项目中指令的掌握情况，并进行归纳总结请学生分组演示自己制作的作品，并进行讲解，学生互评考核要点机械安装牢固可靠、电气接线无松动、电气图纸绘制标准、供料站动作正确无误软件的使用：上传、下载、运行、通讯设置、I/O地址分配、硬件接线、程序的编写、调试考核方式小组的自我评价、教师对小组的评价、教师对个人的评价其他说明所有团队及成员务必严格遵守任务书的时间安排进行，按时完成学习任务学习领域项目2：加工站安装与调试学习情境传感器、电磁阀、气缸、气动回路、机械安装、电气接线、编程调试班级指导教师学习团队第组工作时间12学时工作目标加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的过程。
自动线各单元安装与调试
第三篇 项目迎战
本工作单元气动控制回路的工作原理如图所示。1B1和1B2为安装在冲压 气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2 为安装在物料台伸 缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作 位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、物料台伸缩 气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。
第三篇 项目迎战
子任务二 供料单元的控制
招式2：供料单元的PLC控制
供料单元在底座和装料管第4 层工件位置，分别安装漫射式光电开关， 判断料仓中有无储料或储料是否足够。物料台面开有小孔，物料台下
面也设有一个漫射式光电接近开关，向系统提供物料台有无工件的信
号。传感器信号（3 个光电传感器和4 个磁性开关）占用7 个输入点， 留出1 个点提供给启/停按钮作本地主令信号，则所需的PLC I/O 点数 为8 点输入、2 点输出。为此只要选用西门子S7-222 主单元，共8 点 输入和6 点继电器输出。
次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层工件推到 物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使顶料气缸返 回，松开次下层工件。这样料仓中的工件在重力的作用下，就自动 向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。
第三篇 项目迎战
子任务二 供料单元的控制
招式1：气动控制回路
气动控制回路是本工作单元的执行机构，由PLC 控制推料和顶料功能。 气动控制回路的工作原理如下图。图中1A 和2A 分别为推料气缸和顶料 气缸。
电开关均处于常态；若物料台上有工件，则光电接近开关动作，表明物料台上
已有工件。该光电传感器的输出信号送到加工单元PLC的输入端，用以判别物 料台上是否有工件需进行加工；当加工过程结束，物料台伸出到初始位置 。
自动化生产线的安装与调试
及生产工艺的方面，要保持前瞻性和稳定 的特 质，并且需要在一段期间中保持其特质。采 用 自动化生产线的技术就可以在大批量 的工业产 品的生产 中减少工作人员的工作压力，降低 工 厂 占用面积，稳定提高产品质量 并且减少生产 的必要成本。采用 自动化生产可以有 效的缩短 生产周期，并且能够 保证生产 的均衡 性，这样 就 比较 有 效 的 带 来可 观 的经 济 效 益 。
搬运 站 的主 要功 能是 ：搬运 需要 进行 加 工 的各种配件 。搬运站 的组 成部分一般有步进 和 实习学生了解 到 自动化生产 中冲压操作 的流 电机驱动器 、机械零 部件 、直 线导轨，定位 以 程。从中学会 气动手 指的基本 工作 原理与运行 及形成开关 ，在配备方面包括 支架 和四 自由度 方 式，同时熟练安装 以及调试的技术。 的搬运机械手等
电源模块 、Ｐ Ｌ Ｃ模块， 以及按钮模块和 电机驱 ３ ． ２加 工单元 的安装跟调试 动器模块 ，还配备各种传感器 等、最后还 分配 加 工 单 元 的 一般 组 成 部 分 可 分 为 ：手 爪 、 有 电磁 阀以及进 出口的接 口等等。通过这些部
分 ，自动化生产线 既可 以进行 生产 的上料和 加 伸 缩气 缸、磁 感应开 关、气动手指 、漫反射 式 工过程 ，还能够完成分拣 、装 配以及运输 的过 光 电传 感器。加工单元的最为主要 的作用 是把 程。 准 备加 工 的物 件 从物 料 台运 送 到冲 压 气 缸 正 下
简 称 为 自动 线 。 机 械 制 造 业 里 的
自动化 生产 线 最早 是在 二 十世 纪
的二 十年 代 左右 出现 的 ，在 汽 车
ｆ ２ 自动化生产线 的组成部 分与功能介绍