2012年江苏省高职院校技能大赛自动线装配与调试竞赛项目
3、安装测试界面用以测试生产线设备在安装完成后各工作单元的精确位置，应按照下列功能要求自行设计：
⑴ 本机界面上应提供能切换到欢迎界面和运行界面的按钮，以及能清除各工作单元的安装位置的数据和“测试完成”信号的清零按钮。
⑵ 本界面上应设置复位按钮以及初始状态指示灯。当PLC上电后，需要进行初始状态检查和复位工作时，触摸复位按钮， PLC执行复位程序，使抓取机械手各气缸处于初始位置，然后使装置返回到直线运动机构的参考点位置，此位置称为机构参考点，位于原点开关的中心线处。复位完成后，初始状态指示灯被点亮。
⑶ 仅当复位完成，装置返回初始状态后才能进行装配、加工、分拣等工作单元安装位置的精确测试。本界面上应设置适当的选择和操作开关，选择开关用于选定相应工作单元，点亮输送单元的按钮/指示灯模块上相应指示灯，以提示操作人员对该单元进行测试。如果复位过程尚未完成，初始状态指示灯尚在熄灭状态而触摸选择开关，则动作不予响应并且弹出相应的提示框。操作开关用于在低速搜索测试单元的位置时，控制机械手臂伸出/缩回、左转/右转以进行精确寻找定位点。
⑶ 界面中应设置装配、加工、分拣等工作单元安装位置数据的显示构件、显示以脉冲数表示的的绝对坐标数据（以机构参考点为坐标原点）；此外尚应设置显示抓取机械手当前位置和当前速度的显示构件供调试用。（当前速度的显示单位为每秒毫米，用正负号指示运动的方向）
⑷ 接收到PLC发送的测试完成信号后，本界面的测试完成指示灯被点亮，同时弹出提示框，提示“各单元安装位置数据测试完毕！”。触摸提示框内“确定”按钮，提示框消失。
⑸ 如果系统本次运行并非设备安装后的首次运行，则PLC的掉电保持存储器中已保存了装配、加工、分拣等单元的安装数据和“测试完成”信号的置位状态。人机界面应读取上述安装数据并显示在触摸屏上。即使测
11
2012年江苏省高职院校技能大赛自动线装配与调试竞赛项目
试完成，点动移动机械手装置的操作仍可进行，触摸屏上也应显示机械手当前位置的绝对坐标，然而安装数据不能再存储刷新。除非使用清零按钮清除安装数据和“测试完成”信号，才可以再次进行安装数据的测试存储。
4、运行界面窗口组态应按下列功能自行设计：
⑴ 在人机界面上可设定计划生产套件总数，并生产过程中显示尚须完成的套件总数。
⑵ 在人机界面上设定分拣单元变频器的运行频率（15Hz～30Hz）。实时显示电机转速（单位:转速/分钟）。
⑶ 提供系统启动信号。
⑷ 提供能切换到欢迎界面和测试界面的按钮，只有系统停止中，切换按钮才有效。
⑸ 指示网络中各从站的通信状况（正常、故障）。
⑹ 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（左或右极限开关动作），以及工作单元运行中的紧急停止状态。发生上述故障时，有关的报警指示灯以闪烁方式报警。
⑺ 当计划生产任务完成，系统将停止全线运行，触摸屏应自动返回到欢迎界面。
(六)程序编制及调试
系统的工作模式分为安装数据测试模式和运行模式。设备每次上电前应人工清除各工作单元工作台上剩余的工件。
1、安装数据测试模式
安装数据测试模式包括检查设备上电后供料-输送站各气动装置是否处于初始位置和进行抓取机械手装置的复位操作，测试装配、加工、分拣
12
2012年江苏省高职院校技能大赛自动线装配与调试竞赛项目
等工作单元的安装数据。
① 初始位置检查和复位操作的主令信号来自HMI界面，其功能是执行使抓取机械手的摆动气缸和气动手指置于初始位置的操作，然后使装置返回到机构参考点位置。触摸安装测试界面上的复位按钮后，开始复位操作，返回机构参考点的速度可自行设定。复位过程中，输送单元按钮/指示灯模块中指示灯HL1以每秒1次的频率闪烁，复位完成后HL1保持常亮，直到进入安装数据测试操作或进入运行模式。
② 安装数据测试操作用于设备安装完成后的首次运行，精确测定各工作单元绝对坐标数据（用脉冲数表示），测试结果存于PLC的掉电保持单元内，并显示在人机界面上。
进行安装数据测试操作时，人机界面发出测试操作开始信号，并依次指定待测试单元为装配单元、加工单元、分拣单元。当待测试单元指定为装配单元时，指示灯HL3点亮；指定为加工单元时，指示灯HL2点亮；指定为分拣单元时，指示灯HL2和HL3同时以2HZ频率闪烁。
操作者应根据人机界面指定的待测试单元，通过按钮/指示灯模块的按钮SB1、SB2和开关SA选择一定的速度点动驱动抓取机械手装置沿直线导轨运动，精确寻找待测试单元的位置。
其中，按钮SB1实现正向点动运转功能，按钮SB2实现反向点动运转功能；选择开关SA1指定 2档速度选择，第1档速度要求为50mm/s, 第2档速度要求为200mm/s。在按下SB1或SB2实现点动运转时，应允许切换SA1，改变当前运转速度。（注：在低速搜索测试单元的位置时，可通过人机界面上的相应开关，单步控制机械手夹紧工件、手臂提升/降低、手臂伸出/缩回、手臂左转/右转以便进行精确寻找）
每当寻找一个待测试单元位置的操作完成时，可同时按下SB1、SB2 2秒时间加以确认，测试结果应存入相应的掉电保持存储器，同时发送到人机界面显示该单元的安装数据。
13
2012年江苏省高职院校技能大赛自动线装配与调试竞赛项目
③ 当各工作单元的安装数据测试完成，可再次同时按下SB1、SB2 2秒时间加以确认，抓取机械手装置应以合适的速度返回参考点停止，然后置位“测试完成信号”并传送到人机界面。
2、系统正常的运行模式步骤如下：
⑴ 人机界面切换到运行界面窗口后，供料-输送站PLC程序应首先检查各工作站是否处于初始状态。初始状态是指：
① 各工作单元气动执行元件均处于初始位置。 ② 供料单元料仓内有足够的待加工工件。 ③ 装配单元料仓内有足够的小园柱芯件。 ④ 各工作单元和主站通讯正常。 ⑤“测试完成”信号置1。
⑥ 抓取机械手装置已返回参考点停止。
若上述条件中任一条件不满足，则安装在装配站上的绿色警示灯以0.5Hz的频率闪烁。红色和黄色灯均熄灭。这时系统不能启动。
如果上述各工作站均处于初始状态，绿色警示灯常亮。若人机界面中设定的计划生产套件总数大于零，则允许启动系统。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，并且供料-输送站、装配、加工站和分拣站的指示灯HL3常亮，表示系统在全线方式下运行。
⑵ 计划生产套件总数的设定只能在系统未启动或处于停止状态时进行，套件数量一旦指定且系统进入运行状态后，在该批工作完成前，修改套件数量无效。
⑶ 若系统本次启动是上电后第一次进行全线运行，则系统应检查装配或加工单元的工作台上有无工件，如有则作废品处理，处理过程如下：
①输送单元抓取机械手应快速前进到有残留工件的工作单元处执行抓取工件的操作，前进速度自行确定。
②抓取动作完成后，机械手臂逆时针旋转90°，伺服电机驱动机械手
14
2012年江苏省高职院校技能大赛自动线装配与调试竞赛项目
装置移动以400mm/s的速度运送工件，在传送带进料口上方把工件放下。
③机械手装置完成放下工件的操作并缩回到位后，然后以400mm/s的速度返回参机构考点位置，在返回的过程中手臂应顺时针旋转90°。
④机械手臂缩回到位后，分拣站的变频器即启动，输出35Hz频率驱动传动电动机运行，把废品工件送往3号滑槽处推出。
若装配或加工单元的工作台上没有工件，则进入正常启动过程，供料单元开始供料过程。
⑷ 供料单元的工作流程为：如果其出料台上没有工件，即进行把工件推到出料台上的操作，直到计划生产任务完成。
⑸ 装配单元的工作流程：
① 启动后，如果回转台上的左料盘内没有芯件，就执行下料操作；如果左料盘内有芯件，而右料盘内没有芯件，执行回转台回转操作。
② 如果回转台上的右料盘内有芯件且装配台上有待装配工件，开始执行装配过程。执行装配机械手抓取芯件，放入待装配工件中的操作。装入动作完成后，向系统发出装配完成信号。
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 若计划生产任务已经完成，本站收到来自系统的停止运行指令时，则芯料供料机构应立即停止供料；尚未进行装配时停止装配，但正在进行装配工作的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作，而装配完成信号应予保留。
⑤ 如果装配站的料仓或料槽内没有芯件或芯件不足，应向系统发出报警或预警信号。
⑹ 加工单元的工作流程：启动后，当加工台上有工件且被检出后，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。冲压动作完成且加工台返回待料位置后，向系统发出加工完成信号。
15