1、第三章 装配单元的安装与调试3.1 装配单元的结构3.1.1 装配单元的元件认知装配单元是将该生产线中分散的两个物料进行装配的过程。主要是通过对自身物料仓库的物料按生产需要进行分配，并使用机械手将其插入来自加工单元的物料中心孔的过程。装配单元总装实物图如 31。图 3-1竖直料仓中的物料在重力作用下自动下落，通过两直线气缸的共同作用，分别对底层相邻两物料夹紧与松开，完成对连续下落的物料的分配，被分配的物料按指定的路径落入由气动摆台构成的物料位置转换装置，由摆台完成 180度位置变换后，由前后移动气缸，上下移动气缸，气动手指所组成的机械手夹持后位移，并插入已定位的半成品工件中。3.1.2 装配单
2、元的结构组成由于装配单元不仅要完成对分散的物料的装配过程，而且配有自身的物料仓库，因此它的结构组成包括：简易物料仓库，物料分配机构，被分配物料位置变换机构，机械手，半成品工件的定位机构，气动系统及其阀组，信号采集及其自动控制系统，以及用于电器连接的端子排组件，整条生产线状态指示的信号灯和用于其他机构安装的铝型材支架及底板，传感器安装支架等其它附件。装配单元总体装配图如图 32 所示：1.简易物料仓库 简易物料仓库是由塑料圆棒加工而成，它直接插装在物料分配机构的底座连接孔中，并在顶端放置加强金属环，用以防止空心塑料圆柱的破损。物料竖直放入料仓的空心圆柱内，由于二者之间有一定的间隙，使其能在重力作
3、用下自由下落。为了能对料仓缺料时即时报警，在料仓的外部安装漫反射光电传感器，并在料仓塑料圆柱上纵向铣槽，以使光电传感器的红外光斑能可靠照射到被检测的物料上。如图 32 所示。图 3-2简易物料仓库中的物料外型一致，颜色分为黑色和白色。2.物料分配机构 它的动作过程是由上下安装水平动作的两直线气缸在PLC 的控制下完成的。当供气压力达到规定气压后，打开气路阀门，此时分配机构底部气缸在单电控电磁阀的作用下，恢复到初始状态-该气缸活塞杆伸出，因重力下落的物料被阻挡，系统上电并正常运行后，当位置变换机构料盘旁的光电传感器检测到位置变换机构需要物料时，物料分配机构中的上部气缸在电磁阀的作用下活塞杆伸出，
4、将与之对应的物料夹紧，使其不能下落，底部气缸活塞杆缩回，物料掉入位置变换机构的料盘中,底部气缸复位伸出，上部的气缸缩回，物料连续下落，为下一次分料作好准备。在两直线气缸上均装有检测活塞杆伸出与缩回到位的磁性开关，用于动作到位检测，当系统正常工作并检测到活塞磁钢的时候，磁性开关的红色指示灯点亮，并将检测到的信号传送给控制系统的 PLC。物料分配机构的底部装有用于检测有无物料的光电传感器，使控制过程更准确可靠。3.物料位置变换机构 该机构由气动摆台和料盘构成，气动摆台驱动料盘旋转 180 度，并将摆动到位信号通过磁性开关传送给 PLC，在 PLC 的控制下，实现有序，往复循环动作。见图 33 所示
5、。图 3-34.机械手 机械手是整个装配单元的核心，变换机构有物料的信号传送至 PLC，在半成品工件定位机构传感器检测到该机构有工件的情况下，机械手从初始状态执行装配操作过程。整体外型如图 34 所示。PLC 驱动与竖直移动气缸相连的电磁换向阀动作，由竖直移动带导杆气缸驱动气动手指向下移动，磁性开关检测到下移到位后，气动手指驱动手爪夹紧物料，并将夹紧信号通过磁性开关传送给 PLC，在 PLC 控制下，竖直移动气缸复位，被夹紧的物料随气动手指一并提起，离开位置变换机构的料盘，提升到最高位后，水平移动气缸在与之对应的换向阀的驱动下，活塞杆伸出，移动到气缸前端位置后，竖直移动气缸再次被驱动下移，移动
6、到最下端位置，气动手指松开，经短暂延时，竖直移动气缸和水平移动气缸缩回，机械手恢复初始状态。在整个机械手动作过程中，除气动手指松开到位无传感器检测外，其余动作的到位信号检测均采用与气缸配套的磁性开关，将采集到的信号输入 PLC，由 PLC 输出信号驱动电磁阀换向，使由气缸及气动手指组成的机械手按程序自动运行。5.半成品工件的定位机构 输送单元运送来的半成品工件直接放置在该机构的料斗定位孔中，由定位孔与工件之间的较小的间隙配合实现定位，从而完成准确的装配动作和定位精度。如图 35。图 3-56.电磁阀组，就是将多个阀集中在一起构成的一组阀，而每个阀的功能是彼此独立的。装配单元的阀组 6 个二位五
7、通单电控电磁换向阀组成，如图 3-6所示。这些阀分别对物料分配，位置变换和装配动作气路进行控制，以改变各自的动作状态。3.2 装配单元的设备安装3.3 装配单元的气路设计与连接警示灯：本工作单元上安装有红、黄、绿三色警示灯，但它是作为整个系统警示用的。警示灯有六根引出线，其中并在一起的两根粗线是电源线（红线接“+24” ，黑红双色线接“GND” ） ，其余四根是信号控制线（棕色线为控制信号公共端，如果将控制信号线中的红色线和棕色线接通，则红灯亮，将控制信号线中的绿色线和棕色线接通，则绿灯亮，将控制信号线中的黄色线和棕色线接通，则黄灯亮） 。气动摆台 它是由直线汽缸驱动齿轮齿条实现回转运动，回转
8、角度能在 0180 度之间任意可调，而且可以安装磁性开关，检测旋转到位信号，多用于方向和位置需要变换的机构。如图 36 所示。图 3-6导杆气缸 该汽缸由直线运动汽缸带双导杆和其它附件组成。外型如图 37 所示。图 37安装支架用于导杆导向件的安装和导杆汽缸整体的固定，连接件安装板用于固定其它需要连接到该导杆汽缸上的物件，并将两导杆和直线汽缸活塞杆的相对位置固定，当直线汽缸的一端接通压缩空气后，活塞被驱动作直线运动，合塞杆也一起移动，被连接件安装板固定到一起的两导杆也随活塞杆伸出或缩回，从而实现导杆汽缸的整体功能。安装在导杆末端的行程调整板用于调整该导杆汽缸的伸出行程。具体调整方法是松开行程调整板上的紧定螺钉，让行程调整板在导杆上移动，当达到理想的伸出距离以后，再完全锁紧紧定螺钉，完成行程的调节。3.4 装配单元的电路设计与接线
