51单片机实训指导书

51单片机自动生产线控制技术

一. 课内学时: 60

二. 适用专业：

电子通讯及工业自动化

三. 预修课程：

《51单片机原理与接口技术》

四. 教学目的

《51单片机原理与接口技术》是“电子通讯及自动化”专业的基础课之一。其主要目的是通过51单片机自动控制生产线的现场教学，使学生在电子技术及现代制造的大学科背景下，不但学习到工业自动化系统的理论知识，同时也提高学生们在实际工作中处理问题的能力。

五. 课程主要内容

① C 语言程序设计复习；

② 高训单片机相关设备熟悉及应用；

③ 单机控制自动化生产线的多个项目编程及接线调试；

④ 单片机高级应用的仿真实验验证；

⑤ 每完成一个实训项目，老师要对学生完成的结果进行评姑；

⑥ 最后实训任务完成之后，要进行一次综合考核。

预备知识：利用KEIL 编程与STC 单片机程序下载

利用keil c51集成开发环境建立一个工程，再编写一段对端口进行传送立即数的c 语言源程序，并将该源程序添加到工程中，然后生产目标程序。最后通过STC_ISP 下载软件将该目标程序固化到STC 单片机中，下载完毕后单片机自动进入运行状态，这时观察下载板传送立即数的端口输出为低电平的P 口线对应的LED 灯被点亮。

深圳市高技能人才公共实训管理服务中心

Shenzhen Public Training Base for Hi-skilled Workers 实 训（验）项 目 单

Training Item

项目一、推料计数显示

实训任务：

利用直流（1#）传输带前的推料台推出工件，直流传输带传载工件流过固定机架上的光电传感器，进行工件计数并加以显示。当工件计数显示到5则系统停机。

请思考： 1、应该选用什么传感器？

2、如何显示工件计数值？

项目二、推料、分拣、计数显示

实训任务：

利用直流（1#）传输带前的推料台推出金属工件或非金属工件，直流传输带传载工件流过固定机架上的传感器并利用传感器进行工件属性检测，分别进行金属工件及非金属工件计数并加以显示。当非金属工件计数显示到3或者金属工件计数显示到5则系统停机。

请思考：1、应该选用什么传感器进行工件属性判别？

2、如何让计数值到达目标值系统停机？

项目三、属性检测并拣取

实训任务：

利用直流（2#）传输带前的推料台推出金属工件或非金属工件，直流传输带传载工件流过固定机架上的传感器并利用传感器进行工件属性检测，分别进行金属工件及非金属工件计数并加以显示。若为金属工件，并启动滑台气缸上的机械手将金属工件拣取放入交流（1#）传输带上，启动1#传输带。当为非金属工件时，档料伸出，直接流入2#传输带末端，如此循环。

请思考：1、如何控制滑台吸取工件到1#传输带上？

项目四、变频调速计数显示

实训任务：

利用交流（3#）传输带前的推料台推出金属工件或非金属工件，在推料过程中传输带需要减速运行，当工件平稳进入传输带后加速运行，交流传输带传载工件流过固定机架上的传感器并利用传感器进行工件属性检测，当任一传感器检测到工件后则传输带减速运行。并分别进行金属工件及非金属工件计数并加以显示。当非金属工件计数显示到3或者金属工件计数显示到5则系统停机，运行时绿灯亮，红灯灭，停止时红灯亮，绿灯灭。

请思考：1、如何控制交流电机运行？

2、如何控制传输带调速？

项目五、变频调速与分拣

实训任务：

利用交流（3#）传输带前的推料台推出金属工件或非金属工件，在工件进入传输带时需要低速运行，进入传输带后加速运行，交流传输带传载工件流过固定机架上的传感器并利用传感器进行工件属性检测，分别进行金属工件及非金属工件计数并加以显示。若为金属工件，传输带低速运行并启动挡料，并利用丝杠气缸上的机械手将金属工件拣

取放入中间传输带上；若为非金属工件则不理会让其流入尾端接料盒，如此循环。运行时绿灯亮，红灯灭，停止时红灯亮，绿灯灭。

请思考：1、如何控制丝杠气缸机械手吸取工件到1#传输

带上？

项目六、产品目标设定自动生产

实训任务：

默认生产金属工件与非金属工件目标值是各10个、跟据产品订单生产需要，可以通过加一按键与减一按键来设定目标。利用交流（3#）传输带前的推料台推出金属工件或非金属工件，在工件进入传输带时需要低速运行，进入传输带后加速运行，交流传输带传载工件流过固定机架上的传感器并利用传感器进行工件属性检测，分别进行金属工件及非金属工件计数并加以显示。若为金属工件，传输带低速运行并启动档料，并利用丝杠气缸上的机械手将金属工件拣取放入中间传输带上；若为非金属工件则不理会让其流入尾端接料盒。当实际生产值到达目标值时，系统停机。运行时绿灯亮，红灯灭，停止时红灯亮，绿灯灭。

请思考：1、如何用按键来设置目标值？

项目七、产品自动包装生产控制

实训任务：

①将大料和中料工件分别放入1、3号皮带料仓；

②丝杠回原点，按下启动按钮，两个料仓同时分别将工件推出，1、3号皮带运行，

延时2秒后推料气缸缩回，工件运行到各挡料气缸时档料伸出进行档料1、3号

皮带停止；

③丝杠运行到1号皮带上方，吸取大料到组装推料台上方，组装推料台半程推出，

丝杠将大料放入组装台料洞中，再到3号皮带上吸取小料放入组装台料洞里的大料中，然后组装台推出，把工件推入2号皮带上流入尾端接料盒；

④当丝杠气缸下行吸工件时，真空开关动作，需要延时丝杠吸盘才上升；

项目八、产品自动拆包装、分类存储生产控制

实训任务：

①将金属大料中套入金属小料（均凹口向上）作为产品A，将非金属大料套非金

属小料（均凹口向上）作为产品B；将A与B全部凹口向上以任意顺序放入2

号料筒中；

②按下启动按钮；

③组装推料台将产品A（也可能是B）进行半程推出，然后利用组装推料台平台上

的传感器进行检测工件是否为金属，0.5秒后全程推出使工件进入2号传输带；

④如为非金属则延时5秒后组装台后退完毕从第3步开始；

⑤如为金属则等待2号传输带的金属传感器检测到工件后2号传输带档料立即伸

出进行档料，滑台气缸分拆小工件放入3号传输带运送至尾端接料盒、大工件放入1号传输带运送至尾端接料盒；

⑥分拆完毕2号传输带档料缩回，从第3步开始；

在运行过程中按下急停按钮后系统停止运行，再按下启动按钮后接着从暂停处运行。

项目九、产品选择性包装、分拣自动生产控制

实训任务：

①将中料和大料工件分别放入3皮带和1号皮带料管，全部凹口向上，金属、非

金属顺序任意；三条传输带上电后立即运行；

②按下启动按钮，丝杠回原点，丝杠进一步运行至组装推料台上方；

③3、1号皮带料仓将工件推出，工件先经过金属传感器检测，再进行光电传感器

检测，光电传感器感应到工件后推料气缸缩回，同时挡料气缸伸出挡料；

④丝杠运行到1号皮带上方，吸取大料运行到组装台上方，然后组装台半程推出，

大料放入组装台，然后再把3号皮带的中料放入组装台的大料中，组装台把组装好的工件推到2号皮带上，2号皮带运行；

⑤当组装的产品材质相同时（大料和中料同是金属或非金属），2号皮带不挡料，

将产品送到2号皮带末端料仓；

⑥当组装的产品材质不一样时，挡料气缸挡住，利用滑台对产品分解，把大料放

到1号皮带上送到末端料仓，把中料放到3号皮带上，进行下一次的循环运用，直到大料的材质跟中料一样时，做成产品送到2号皮带末端料仓。

项目十、拆包、组包自动生产控制

实训任务：

①当按下“自动运行”按钮后，丝杆回零位，到零位后自动运行至组装推料台上

方。

②组装台推料将包装盒推入2号传输带。

③当2号传输带金属传感器检测到该包装盒时档料动作，滑台拣取金属中料放入

3号传输带流入到尾端被3号传输带档料档住。

④滑台拣取金属大料放入1号传输带流入尾端被1号传输带档料档住。

⑤丝杠运行至1号传输带尾端金属大料上方吸取大料并运行至组装推料台上方，

组装推料台半程后退。

⑥丝杠将金属大料放入组装推料台料洞。

⑦丝杠运行至小料推料台上方，小料推料台推料。

⑧丝杠拣取小料，完毕后小料推料台后退复位并放入组装推料台料洞中的金属大

料里。

⑨丝杠运行至3号传输带尾端的金属中料上方，拣取金属中料并运行至组装推料

台上方，将金属中料盖上。

组装推料台前进将包装完毕的套件推入2号传输带流入尾端接料盒，延时约5秒后组装推料台后退，延时约3秒后跳第2步运行。如此循环不止。具有设备运行急停及组装套数显示功能。