目 录
第一章：机械设备装调与控制技术实训装置简介....... .. .. .. .. .. .. ..................1
第二章：机械设备装调与控制技术实训装置组成及使用说明.......................
2 第三章：电气控制线路的组成与使用...............................................................9
变频器模块的功能与使用..................................................... .. .. .. ....11
伺服驱动器模块的功能与使用..........................................................14
步进驱动器模块的功能与使用..........................................................20
触摸屏模块的功能与使用........................................................ .. .. .. .25
电气模块的描述. .. .. .. .. .. ....................................................... .. .. .. .30
第四章：机械设备装调对象的装配与调整.....................................................33
第五章：机械设备的调试与整机运行.............................................................48

附录一：西门子编程软件（STEP 7-MicroWIN-SMART）使用说明................56

附录二：昆仑通态触摸屏软件使用说明..... ..... ..... ..... ..... ... .......................60

附录三：安装西门子软件总是提示重启电脑的解决方法.. .. .. ....................72

附录四：控制电路图... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......73

第五章 机械设备的调试与整机运行

一、实训设备及工、量具 序 号 名称 型号及规格 数量 备 注 1 机械设备装调与控制技术 实训装置 1 套 2 机械设备整套装配图纸 1 套 3 内六角扳手 1 套 4 紫铜棒 一头φ14 一头φ18 和φ30 各一根 5 活动扳手 150mm、250mm 各一把 6 活动手柄 螺纹为 m8 1 个 45 7 呆扳手 开口为 14 1 把 8 圆头锤 1.5 磅 1 把 9 钳工钳 500g 1 把 10 橡胶锤 1 把 11 塞尺 1 把 12 直角尺 200*130*12.5 1 把 13 铜垫片 1 套 14 防锈油 少许 15 零件盒 405mm*305mm*145mm 1 个 二、机械设备的调试与整机运行 （一）冲头高度的调整及上下模具同心的检验 把实训台右边面板上的“二维平台控制模式”旋钮开关打到“手动”状态，按一下“复 位”按钮，使增压汽缸回到原点。 注：“复位”按钮可以多按几下，可以使 PLC 处在最佳状态。 把调整好的模具旋转到冲头下方，上模总成在自由状态下，气缸在最高点时，冲头到上模 总成打击头的距离为 2mm～5mm，用手推动两个上下模盘定位用电磁铁使上下模盘定位销导 向轴插入上下模盘定位孔内，转动上下模盘无晃动，在上模和下模之间放入 0.3mm 厚的铜 皮，手握 M8 的活动手柄旋转大齿轮，若气缸不能旋转一周，则证明上下模具不同心，应按 上面所说的模具的装配及调整方法重新进行调整，若气缸能旋转一周，则证明上下模具是同心 的。若出现冲头带料及冲头粘连、卸料困难、冲压噪音大等问题，则应按上述解决办法进行解 决。 注：装配好的每组模具都要检验上下模具的同心。出厂时都做过调整，可略过。 （二）下模盘下料孔的装配与调整 装配好的所有模具调整完成符合要求后， 把下模盘下料孔装配在下模盘与铸件底板之 间，下模盘下料孔与铸件底板之间可选择下模盘下料孔垫片（紫铜片有 5 种不同厚度可选 择），用塞尺检验下模盘下料孔到下模盘底边的距离，调整距离为 0.02mm～0.05mm 之间， 调整好后用 4 颗 M6×20 不锈钢内六角螺钉（加不锈钢弹垫、平垫） 固定在铸件底板上。 有机玻璃罩及钣金结构罩子的装配上述所有的装配和调整点装 配、调整完成后，把设备上 的齿轮罩、三角带轮罩、同步带轮罩及冲床上封板、链轮有机玻璃罩装配到设备的相应位置 上。至此完成整台设备的装配与调整。

（三）整机运行 检查设备控制柜和实训台接线无误，各运动元件或部件且确认能正常工作后，插上三相四线电 源线后上电，进行调试程序的下载（机器出厂时已下载好）。开始自动前，将实训台左边面板上旋转 开关“二维平台控制模式”打向“手动”模式、这时设备处在“手动”控制方式，然后按“起动”按 钮使机器处在等待状态，此时可以分别按 X+、X-、Y+、Y-和 A 键，确定工作台各轴能正确运行。然后 可进行回“原点”操作，执行原点完成后，再把“二维平台控制模式”打向“自动”模式，开始运行 冲孔加工与转塔转位工序。

本机器支持“单模冲压”和“四模冲压”两种模式。切换方法按下面的第 6 点介绍的触摸屏中 “冲孔布局路线界面”中的切换按钮操作实现，在单模冲压模式下还可操作“单模状态：回零后再 选择”按钮，对四副模具进行选择性操作。

、 设备运行 在设备处于初始位置时，旋转开关“二维平台控制模式”打向“手动”模式，按“起动”按钮使 机器处在等待状态，此时可以分别按 X+、X-、Y+、Y-和 A 键，各坐标轴就会跟着运动，仓储机构可以 按触摸屏上的仓储调试界面下实现运动。按下实训左边面板上“原点”按钮，机器按 X 轴、Y 轴、A 轴，仓储顺序完成回原点动作。 2、 机器回原点 开机通电开始后，旋转开关“二维平台控制模式”打向“手动”模式，按“起动”按钮使机器 处在等待状态，按“原点”按钮后，首先执行 X 轴回原点：X 轴向正方向快速运动，感应铁片 到达 X 轴原点开关时， 感应开关灯亮，X 轴减速继续向负方向运动，运动一定距离再反向向 正方向运动，铁片过感应开关时，感应开关灯灭，再运行一定距离，向负方向运动到达感应开 关上方，感应开关灯亮，X 轴停止运动，此时 X 轴已回到原点;同时 Y 轴开始回原点，它运动方 向及步骤与 X 轴相同;Y 轴回到原点后;A 轴模盘开始回原点，模盘回原点它向正方向旋转，直到 感应螺丝到达感应开关时，感应开关灯亮，模盘开始模盘减速向负向旋转一定距离，然后再次 反方向向正方向运行，过感应开关一定距离后，再次反向向负方向运行到达感应开关时，感应 开关灯亮，模盘停止旋转；仓储开始起动回原点，电机开始反转拖板向上运行，当拖板侧边铁

片到达原点开关上方后，感应开关灯高，此时电机开始反转，当感应开关灯灭时，电机停止运 行。此时回原点工作结束。机器停止运转，等待下一步加工指示。 注：在回零时，如果按下“暂停”按钮，此时运动将停止，直至松开按钮，运行再继续进 行。 3、仓储机构调试 本实训台的仓储机构调试需要配合触摸屏实现，打开触摸屏进入“仓储调试界面”，调试 时，请先把“二维平台控制模式”拨向“手动”模式，再按触摸屏“仓储调试界面”下的“起动调 试”按钮，使它右边的指示灯亮起。说明此时进入调试模式。 ●按下“上升”键，仓储平台向上运动，按下“停止键”，停止上升。 ●按下“下降”键，仓储平台向下运动，按下“停止键”，停止下降。 ●按下“停止”键，使处在上升或下降的运动，停止运动。 ●按下“原点”键，仓储平台向上运动，到达原点开关后，反向向下动动，当感应开关灯灭时停止 运动。 ●按下“吸料”键，仓储平台向下运动，直到吸到料物后，物料上方的检测传感器检测到物料后停 止向下运动，延时 5 毫秒后，起动向上运动，回到原点，停止运动，同时关闭吸气阀开关，物料自 由落下，吸料过程完毕。 注:在吸料到达原点后，如果物料检测传感器没有检测到物料，仓储平台会继续向下执行“吸料” 动作。 ●按下“接料位置”键，仓储平台向下运动，工作台侧面的接料位置传感器感应到挡块后，停止运 行。 通过以上的调试，如果发现上下限位开关位置问题、吸料位置问题等可以通过调整传感器 安装位置实现微调。 在触摸屏“仓储调试界面”的右边部分是检测传感器信号界面，与仓储机构相关的传感器信 号都会在这里检测到， 方便维修和检测用。 4、转塔机构调试 本实训台的转塔机构调试需要配合触摸屏实现，打开触摸屏进入“转塔调试界面”，调试 时，请先把“二维平台控制模式”拨向“手动”模式，再按触摸屏“转塔调试界面”里的各种按 钮，实现机械调试。 在这幅画面可以实现转塔正反转运动、回原点运动、90 度转动运动、冲压运动、定位气缸运 动、推料运动、夹料运动等，调试时，请按把“二维平台控制模式”打向“手动”模式下，再按功 能键按钮。 ●按一下“正转”键，A 轴转塔向正方向运动，再按一下“正转”键运动停止运动。 ●按一下“反转”键，A 轴转塔向负方向运动，再按一下“反转”键运动停止运动。 ●按一下“回原点”键，A 轴单独实现回原点运动，找到原点开关位置后“转塔原点”指示灯亮起 （变绿色），停止运动。说明工作台已回到原点。 ●按一下“90 度旋转”键，工作台实现 90 度旋转运动，旋转 90 度后，运行停止，再按一次工作 台再次旋转 90 度，循环动作。 ●按一下“定位推杆”键，电动推杆伸出定位，“推杆到位”指示灯亮起时（变绿色），说明定位 完成。延时 200 毫秒后，电动推杆自动恢复。 ●按下“手动冲压”键，增压缸向下运动，“冲压到位”指示灯亮起时（变绿色），说明冲压到 位，松开按钮，增压缸恢复，“汽缸原点”灯亮起。 ●按下“推料机构”键，电动推料机构伸出，“推料到位”指示灯亮起时（变绿色），说明推料到 位完成，松开按钮，电动推料机构恢复。

●按下“工件夹紧”键，电磁铁机构伸出，“夹紧动作”指示灯亮起时（变绿色），说明电磁铁已 工作。延时 200 毫秒后，电磁铁机构依靠弹簧力恢复原位。 5、 加工毛坯 当设备运行一切正常后，可以进行自动加工。当机器回过原点后，把“二维平台控制模式”打向 “自动”模式，按下“开始”运行冲孔加工与转塔换刀工序。 注：如果仓储没有料，那么按下开始开关，电器柜就会出现闪烁报警提示，自动就不会执行，当 无法启动时，可以在触摸屏的报警页来查询不能启动的原因，此时就会发现报警画面的“缺料”两 字在交替闪烁。 （1） 按下 “开始”后，机器启动 X\Y\A 三轴回零，然后仓储上下料机构从上向下移动，直到 光感检测到仓库有料，真空吸盘吸起物料（如仓库为空，则自动不会启动）交流电机 向上移动，到达原点后停止。 注：如果到达原点后，物料没有吸起来，上下料机构还会再次进行吸料动作，直到吸 起物料。 （2） 当物料到达原点后，送料机构（十字滑台）的两轴（X 轴、Y 轴）交流伺服电机开始 运行,使送料机构（十字滑台）到达至取料点处，物料夹紧电磁铁得电，真空吸盘松 开，送料机构先后退到 A 点，两从 A 点移动至 B 点，然后再移至 C 点， （3） 当到达 C 点后，定位气缸动作定位销导向轴插入上下模盘定位槽内，待两步动作均完 成后，冲压气缸动作，气缸伸出，压下上模冲头。2 秒后复位。完成第一次冲孔。 （4）完成第一次冲孔后，待气缸到达原点后， 送料机构移动到”D”点，模盘定位气缸电磁铁断开， 定位气缸释放对模盘的定位，八角模盘转动 90°（由第一个定位槽与感觉铁片之间的夹角确定）到 第二副模具处。定位气缸电磁铁得电，定位销导向轴插入上下模盘定位槽内，待定位完成后，冲 压气缸动作，气缸伸出，压下上模冲头。2 秒后复位。完成第二次冲孔。

5）完成第二次冲孔后，送料机构从”D”点移动到”E”点，模盘定位气缸电磁铁断开，定位气缸释放 对模盘的定位，八角模盘转动 90°到第三副模具处。定位气缸电磁铁得电，定位销导向轴插入上下 模盘定位槽内，待定位完成后，冲压气缸动作，气缸伸出，压下上模冲头。2 秒后复位。完成第 三次冲孔。 （6）完成第三次冲孔后，送料机构从”E”点移动到”F”点，模盘定位气缸电磁铁断开，定位气缸释放 对模盘的定位，八角模盘转动 90°到第四副模具处。定位气缸电磁铁得电，定位销导向轴插入上下 模盘定位槽内，待定位完成后，冲压气缸动作，气缸伸出，压下上模冲头。2 秒后复位。完成第 四次冲孔。

6、加工完成 四孔冲压加工完成后，送料机构（十字滑台）的两轴交流伺服电机开始运行使得送料机构（十 字滑台）先退到 G 点，再到达至取料点 A 处，上下料机构向下运行移动到放料点，送料机构 X 轴 移动到放料点。送料机构（十字滑台）上固定夹手电磁铁松开加工物料，物料推出电动杆推出。然 后 X 轴回退到安全位置。 7.设备暂停 在设备运行状态下，按下实训台右边面板上的“暂停”按钮，程序便处于暂停状态，此时可切 换到“手动”状态下，如移动工作，转动转塔部件等。然后切换到“自动”状态下，再松开 “暂 停”按钮，程序将自动接着往下执行。注意操作时，必须先切回到“自动”状态再松开 “暂停” 按钮。 说明：如果在自动运行中，工作台 X 或 Y 轴正在运行时按下“暂停”按钮，程序将停止，松 开暂停按钮程序将继续接着运行。如果不能运行，只能按“复位”后，再“启动”，在“手动” 状态下，实训台先回“原点”，然后再执行自动。 操作技巧:按“原点”起动回零点还没有结束过程中，也可直接切换 “二维平台控制模式”到 自动状态下，然后按起动和开始键，系统回完零点后，直接进入自动加工。 8、触摸屏系统：

●以上是初始画面，右上角显示当前日期和北京时间及星期，点击“点击进入系统”按钮，就可进 入另一副画面。 9、冲孔布局路线界面： 本机器支持“单模冲压”和“四模冲压”两种模式，默认状态下是单模冲压模式， 如果要切换时请在触摸屏上进行操作，按一下增量编程按钮下方的方形开关按钮，使开 关右边的指示灯亮时，开关上边就会出现“四模冲压”或“单模冲压”等四个字样。

●X 轴伺服电机：在这副画面左边可显示 X 轴运行时的当前位置和当前速度状态。如果有错误还会 出代码提示。数字代表的含义可以在西门子 SMART 软件的帮助中找到。 ●Y 轴伺服电机：在这副画面右边可显示 Y 轴运行时的当前位置和当前速度状态。如果有错误还会 出代码提示。数字代表的含义可以在西门子 SMART 软件的帮助中找到。 ●在 Y1 段、X1 段及每段旁边的长方框内可以输入数值，那么自动运行时运行轨迹就会按输入的数 值进行加工。 编程格式是按绝对值编程方式，下图中 H 点是仓储中心位置，a 点是 Y 轴零点。 比如从 A 点运行到 b(Y1 段)点(注从图看从 a 点运行到 b 点需要经过 Y 零点位置)，那么 Y 方向应该 输入-245.0（此距离是只计算 Y 零点到 b 距离，而不计算 a 点到 Y 零点计算，这就是绝对值编 程），默认单位是毫米；再从 b 点运行到 C(X1 段)点，X 方向输入-100.0；从 c 点运行到 d(X2 段) 点，X 方向输入-(100+20)=-120.0; 从 d 点运行到 e(Y2 段)点，Y 方向输入-(245+20)=-265.0; 从 e 点运行到 f(X3 段)点，X 方向输入-(120-20)=-100.0; 从 f 点运行到 g(X4 段)点，X 方向应该输 入 0.0(刚好 X 零点位置); 从 g 点运行到 h(Y3 段)点，Y 方向应该输入 18.0 注:1）、由于是绝对值编程，仓储平台中心位置 h 大约离 Y 零点（红色原点）位置大约 18mm，因此 计算 g 点到 H 点的距离时不计算 g、b、a 两段距离。 2）、由于采用绝对值编程，所以在自动运行时，设备都先进行回零点操作。

●运行时间： 在本画面右上角有运行时间提示，这时记录机器启动自动运行的时间，具备累加作用。 ●当前模具：是显示八角转盘上四套模具的位置，当八角转盘回零后，最前面（模具前面是二坐标 工作台）的模具为 1 号模具，在八角转盘正转 90 度后，就为 2 号模具，转动 180 度后为 3 号模 具，转动 270 度为 4 号模具。 ●单模/四模切换开关：默认状态下是单模冲压模式，方形按钮开关上方显示单模冲压字 样，按钮右边指示灯为绿色，当点击方形按钮后，指示灯变红色，按钮上方就会出现 四模冲压四个闪烁字样，此时为四模工作方式。 ●“单模状态：回零后再选择”按钮：此按钮在单模冲压状态下有效，在默认状态下单模工作时， 本机器都是 1 号模具工作，如果想换 2 号或 3 号、4 号工作冲压演示，那么就可利用此按钮实现。 但是使用前提是，必须让自动开始八角盘回零结束后再按“单模状态：回零后再选择”按钮，这样 才能把模具调换过来，比如调换 2 号模具，按一次“单模状态：回零后再选择”按钮；如果调换 3 号模具，需要按一次让工作先回到 2 号，再按一次按钮让模具回到 3 号。以此类推，如果要 4 号模 具，需要按三次按钮。需注意的是，需在八角盘回零后及送料工作台未送料到模具前方之前完成选 择模具。

●画面切换：当把操作台上的旋转开关“二维平台控制模式”打向“自动”模式，本界面自动跟着 切换显示。 10、仓储调试界面：

在这幅画面可以调试仓储上下料运动，调试时，请先把“二维平台控制模式”打向“手动”模 式下，再按“起动调试”按钮，使它右边的指示灯亮起（变绿色）。 ●在这副画面可以检测到上下料机构的各种信号开关状态。 ●按下“上升”键，拖板向上运动，按下“停止键”，停止上升。 ●按下“下降”键，拖板向下运动，按下“停止键”，停止下降。 ●按下“停止”键，使处在上升或下降的运动，停止运动。 ●按下“原点”键，拖板向上运动，到达原点开关后，反向向下动动，当感应开关灯灭时停止运 动。 ●按下“吸料”键，拖板向下运动，直到吸到料物后，物料上方的检测传感器检测到物料后停止向 下运动，延时 5 毫秒后，起动向上运动，回到原点，停止运动。 ●按下“接料位置”键，拖板向下运动，工作台侧面的接料位置传感器感应到挡块后，停止运行。 在触摸屏“仓储调试界面”的右边部分是检测传感器信号界面，与仓储机构相关的传感器信 号都会在这里检测到，方便维修和检测用。当红灯变成绿灯时，说明信号被触发。 提示：如果发现调试过程中某按钮不起使用，可以按操作台上的复位键多次，再按起动调试按 钮键，有时候当仓储平台处在上下限位无法启动回退时，就可前面的方法。 11、转塔调试界面

在这幅画面可以转塔运动、冲压运动、定位气缸运动、推料运动等，调试时，请按把“二维平 台控制模式”打向“手动”模式下，再按“起动调试”按钮，使它右边的指示灯亮起。 ●按一下“正转”键，A 轴转塔向正方向运动，再按一下“正转”键，运动停止运动。 ●按一下“反转”键，A 轴转塔向负方向运动，再按一下“反转”键，运动停止运动。 ●按一下“回原点”键，A 轴单独实现回原点运动，找到原点开关位置后“转塔原点”指示灯亮起 （变绿色），停止运动。说明工作台已回到原点。 ●按一下“90 度旋转”键，工作台实现 90 度旋转运动，旋转 90 度后，运行停止，再按一次工作 台再次旋转 90 度。 ●按一下“定位推杆”键，电动推杆伸出定位，“推杆到位”指示灯亮起时（变绿色），说明定位 完成。延时 200 毫秒后，电动推杆自动恢复。 ●按下“手动冲压”键，增压缸向下运动，“冲压到位”指示灯亮起时（变绿色），说明冲压到 位，松开按钮，增压缸恢复，“汽缸原点”灯亮起。 ●按下“推料机构”键，电动推料机构伸出，“推料到位”指示灯亮起时（变绿色），说明推料到 位完成，松开按钮，电动推料机构恢复。 ●按下“工件夹紧”键，电磁铁机构伸出，“夹紧动作”指示灯亮起时（变绿色），说明电磁铁已 工作。延时 200 毫秒后，电磁铁机构依靠弹簧力恢复原位。 ●中间部分的当前位置是显示 A 轴步进电机的位置，当前速度是指当转塔运动时的速度，错误代码 是指如果有错误会出现数字提示，数字代表的含义可以在西门子 SMART 软件的帮助中找到。 ●中间最下面一行的当前模具：是显示八角转盘上四套模具的位置，当八角转盘回零后，最前面 （模具前面是二坐标工作台）的模具为 1 号模具，在八角转盘正转 90 度后，就为 2 号模具，转动 180 度后为 3 号模具，转动 270 度为 4 号模具，当角度超过 360 度后，号码将会乱码（不会准确显 示号码）。 12、设备状态显示界面：

在这副画面显示 X 轴、Y 轴及 A 轴运行时的当前位置和当前速度状态。如果有错误还会出代码提 示，数字代表的含义可以在西门子 SMART 软件的帮助中找到。 当前位置是以毫米为单位，当前速度是以每秒多少毫米为单位，A 轴是以角度为单位。 ●画面切换：当把操作台上的旋转开关“二维平台控制模式”打向“手动”模式，本界面自动跟着 切换显示。

13、报警提示界面：

报警画面会提示有报警发生时，相应指示灯会亮起（变绿色），并且在指示灯下方会出现文字闪 烁提示。 如上面的左边第一个灯是提示“起动”按钮，当按下起动后，灯会变成绿色，而且在灯的下方提示 “机器启动中”字样，文字以移动方式出现。 当触摸屏处在报警界面而机器发生报警时，此时报警灯先亮，画面会延时 10 毫秒自动切换到报 警界面，如果报警灯闪烁达不到 10 毫秒时间，画面就会自动切换。这样可大大方便操作者了解机器 使用中发生的问题，及时了解解决。

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目 录
第一章：机械设备装调与控制技术实训装置简介
第二章：机械设备装调与控制技术实训装置组成及使用说明
第三章机械设备装调与控制技术实训装置-电气控制线路的组成与使用
第四章：机械设备装调对象的装配与调整
第五章：机械设备的调试与整机运行

附录一：机械设备装调与控制技术实训装置-西门子编程软件（STEP 7-MicroWIN-SMART）使用说明

附录二：机械设备装调与控制技术实训装置-昆仑通态触摸屏软件使用说明

附录三：机械设备装调与控制技术实训装置-安装西门子软件总是提示重启电脑的解决方法

附录四：机械设备装调与控制技术实训装置-控制电路图