亚龙YL235A型光机电一体化实训技能实训.docx
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亚龙YL235A型光机电一体化实训技能实训
、、、1
冃前言'、、、
、亚龙YL-235A型光机电一体化实训装置简介、
、八4
、八4
配置、、八
技术参数、、
配置清单、、
、亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置机构说明、
1、
整机工作流程、、
2、
工作原理、、
送料机构、、
、八7
机械手搬运机构、
、物料传送和分拣机构、
、气动原理、、、、
、八10
、传感器应用说明、
、八11
、磁性开关的使用说明、
、八11
三、电气电路组成、、
、、、12
1、电气组成模块、、
、八12
2、端子接线图、、
、八13
3、三菱变频器操作、
、八14
3.1变频器的接线图、、
、八14
3.2变频器操作面版说明、
、八15
3.3参数设置方法、、
、八16
3.4三菱变频器参数设置、
、八17
四、课程设计、八、
、、、18
1、
要求:
设备的工作情况、
、八18
2、
I/O分配表、、八
、、、19
I/O分配图、、八
、、、20
状态转移图、、
、八21
梯形图、、八
、八22
指令表、、、、
、八29
五、实训总结、、、、
、、、32
六、附表一:
工件分拣设备组装图、
、、、33
、亚龙YL-235A型光机电一体化实训装置简介
1、概述
亚龙YL-235A型光机电一体化实训装置,由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块单元、触摸屏模块单元、变频器模块单元、按钮模块单元、电源模块单元、
模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。
整体结构采用开放式和拆装式,实训装置用于机械部件组装,可根据现有的机械部件组装生产实训设备,也可添加机械部件组装其他生产实训设备,使整个装置能够灵活的按教学要求组装成具有模拟生产功能的机电一体化设备。
本次实训项目主要包含了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、
触摸屏控制、可编程控制器、传感器,变频调速等多项技术,为学生提供了一个典型的综合实训环境,使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识,在这里能得到全面的认识与巩固、综合的训练和实际运用。
整机的结构如下图所示:
|・|・■
Lt
2、实训项目
通过设计和实作,使学生能够掌握以下几个项目的安装、调试和应用:
自动检测技术使用实训
气动技术应用实训
可编程控制器编程实训
电气控制电路实训
变频器应用实训
触摸屏应用实训
自动控制技术教学与实训
机械系统安装和调试实训
系统维护与故障检测实训
3、配置
该装置配置了触摸屏模块、可编程控制器(PLC)、变频器装置、气动装置、传感器、气动机
械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。
整个系统为模块化结构提供开放式实训平
台,实训模块可根据不同的实训要求进行组合;同时学校还可以根据教学需要,配置不同品牌的
(PLC)模块和变频器模块以及触摸屏模块,也可以增加其它实训模块。
系统的控制部分采用触摸屏模块和可编程控制器(PLC),执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装
置,实现了整个系统自动运行,并完成物料的分拣。
整个实训考核装置的模块之间连接方式采用安全导线连接,
以确保实训和考核的安全。
4、技术参数
交流电源:
三相AC380V±10%50Hz;
温度:
-10C~40C;环境湿度:
W90%(25C);
实训桌外形尺寸:
长X宽X高=1200mmX800mmX840mm;整机消耗:
1.5kVA;
安全保护措施:
具有接地保护、漏电保护功能,安全性符合相关的国家标准。
采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
5、配置清单
序号
名称
型号及规格
数量
单位
备注
1
实训桌
1190X800X840mm
1
张
2
触摸屏模块单元
1
块
3
PLC模块单元
1
台
用户可自行选择
4
变频器模块单元
1
台
5
电源模块单元
三相电源总开关(带漏电和短路保护)1个,熔断器
3只,单相电源插座2个,安全插座5个;
1
块
6
按钮模块单元
24V/6A、12V/2A各一组;急停按钮1只,转换开关2只,蜂鸣器1只,复位按钮黄、绿、红各1
只,自锁按钮黄、绿、红各1只,24V指示灯黄、
绿、红各2只;
1
套
7
物料传送机部件
直流减速电机(24V,输出转速6r/min)1台,送料盘1个,光电开关1只,送料盘支架1组;
1
套
8
气动机械手部件
单出双杆气缸1只,单出杆气缸1只,气手爪1只,旋转气缸1只,电感式接近开关2只,磁性开关5只,缓冲阀2只,非标螺丝2只,双控电磁换向阀
4只;
1
套
9
皮带输送机部件
三相减速电机(380V,输出转速40r/min)1台,平皮带1355X49X2mm1条,输送机构1套;
1
套
10
物件分拣部件
单出杆气缸3只,金属传感器1只,光纤传感器2只,光电传感器1只,磁性开关6只,物件导槽3个,单控电磁换向阀3只
1
套
11
接线端子模块
接线端子和安全插座
1
块
12
物料
金属5个,尼龙黑白各5个
15
个
13
安全插线
1
套
14
气管
①①6
1
套
15
PLC编程线缆
亚龙
1
条
16
PLC编程软件
1
套
拷贝版
17
触摸屏与计算机通信
1
条
18
线
触摸屏与PLC通信线
1
条
19
配套工具
1
套
20
产品配套光盘
程序及相关资料
1
套
21
线架
1
个
22
实训指导书
1
套
23
电脑推车
亚龙
1
台
24
计算机
品牌机
1
台
可选
25
空气压缩机
1
台
可选
26
塑料泡沫盒
1
套
亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置机
构说明
1、整机工作流程
可编程控制器(PLC)
叶绫拧「即JU•
PLC启动送料电机驱动放料盘旋
2、工作原理
在触摸屏上按启动按扭后,装置进行复位过程,当装置复位到位后,由转,物料由送料盘滑到物料检测位置,物料检测光电传感器检测;如果送料电机运行若干秒钟后,物料检测光
电传感器仍未检测到物料,则说明送料机构已经无物料或故障,这时要停机并报警;当物料检测光电传感器检测到有物料,将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物,然后手爪提升臂缩回,手臂向右旋
转到右限位,手臂伸出,手爪下降,将物料放到传送带上,落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料,同时机械手按原来位置返回,进行下一个流程;传感器则根据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别,分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作,对物料进行分拣。
3、送料机构
出料口传感器:
物料检测为光电漫反射型传感器,主要为PLC提供一个输入信号,如果运行中,光电传感器
没有检测到物料并保持若干秒钟,则应让系统停机然后报警。
4、机械手搬运机构
整个搬运机构能完成四个自由度动作,手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。
手爪提升气缸:
提升气缸采用双向电控气阀控制。
磁性传感器:
用于气缸的位置检测。
检测气缸伸出和缩回是否到位,为此在前点和后点上各一个,当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个信号;(在应用过程中棕色接PLC主机输入端,蓝色接输入的公共端)
手爪:
抓取和松开物料由双电控气阀控制,手爪夹紧磁性传感器有信号输出,指示灯亮,在控制过程中不允许两个线圈同时得电。
旋转气缸:
机械手臂的正反转,由双电控气阀控制。
接近传感器:
机械手臂正转和反转到位后,接近传感器信号输出。
(在应用过程中棕色线接直流24V电源“+”、蓝色线接直流24V电源“-”、黑色线接PLC主机的输入端)伸缩气缸:
机械手臂伸出、缩回,由电控气阀控制。
气缸上装有两个磁性传感器,检测气缸伸出或缩回位置。
缓冲器:
旋转气缸高速正转和反转时,起缓冲减速作用。
5、物料传送和分拣机构
落料口传感器:
检测是否有物料到传送带上,并给PLC—个输入信号。
落料孔:
物料落料位置定位。
料槽:
放置物料。
电感式传感器:
检测金属材料,检测距离为3~5mm。
光纤传感器:
用于检测不同颜色的物料,可通过调节光纤放大器来区分不同颜色的灵敏度。
三相异步电机:
驱动传送带转动,由变频器控制。
推料气缸:
将物料推入料槽,由电控气阀控制。
6、气动原理
本装置气动主要分为两部分:
1、气动执行元件部分有双作用单出杆气缸、双作用单出双杆
气缸、旋转气缸、气动手爪。
2、气动控制元件部分有单控电磁换向阀、双控电磁换向阀、节流阀、磁性限位传感器。
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II
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辻肯调压阀〔串动》朮)
„DESS冗慷A
气路原理图
7、传感器应用说明
电感式接近传感器由高频震荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。
震荡器在传感器检测
面产生一个交变电磁场,当金属物料接近传感器检测面时,金属中产生的涡流吸收了震荡器的能量。
使震荡减弱以至停滞。
震荡器的震荡及停振这两种状态,转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号,经功率放大后输出。
光电传感器是一种红外调制型无损检测光电传感器。
采用高效果红外发光二极管光敏三极管作为光电转换元件。
工作方式有同轴反射和对射型。
在本实训装置中均采用同轴反射型光电传感器,它们具有体积小,使用简单,性能稳定,寿命长,响应速度快,抗冲击,耐震动,接受不受外界干扰等优点。
8、磁性开关的使用说明
磁性开关是用来检测气缸活塞位置的,即检测活塞的运动行程的。
它可分为有触点式和无触点式两种。
本装置上用的磁性开关均为有触点式的。
它是通过机械触点的动作进行开关的通(ON)
断(OFF)。
方式简单、省时。
触点接触电阻小,一般为
50〜200mQ,但可通过电流小,过载能力较差,只
适合低压电路。
响应快,动作时间为1.2ms。
耐冲击,
冲击加速度可达300,无漏电流存在。
使用注意事项:
1)安装时,不得让开关受过大的冲击力,如将开关打入、抛扔等;
2)不要把控制信号线与电力线(如电动机供电线等)平行并排在一起,以防止磁性开关的控制电路由于干扰造成误动作;
3)磁性开关的连接线不能直接接到电源上,必须串接负载,且负载绝不能短路,以免开关烧坏;
4)带指示灯的有触点磁性开关,当电流超过最大允许电流时,发光二极管会损坏;若电流在规定范围以下,发光二极管会变暗或不亮。
5)安装时,开关的导线不要随气缸运动,不仅仅是导线易断,而且应力加在开关内部,开
关内部元件可能破坏;
6)磁性开关不要用于有磁场的场合,这会造成开关的误动作,或者使内部磁环减磁;
7)DC24V带指示灯的开关是有极性的,茶色线为“+”蓝色线为“-”;本实训装置中所用到的均为DC24V
带指示灯有触点开关;
、电气电路组成
1、
本装置电气部分主要有电源模块、按钮模块、可编程控制器(
PLC)模块、变频器模块、三相异步电动机、
接线端子排等组成。
所有的电气元件均连接到接线端子排上,通过接线端子排连接到安全插孔,由安全接插孔
连接到各个模块,提高实训考核装置安全性。
结构为拼装式,各个模块均为通用模块,
可以互换,能完成不同
的实训项目扩展性较强。
三菱PLC主机、变频器
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Greece
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电源模块:
三相电源总开关(带漏电和短路保护)、熔断器。
单相电源插座用于模块电源连接和
给外部设备提供电源,模块之间电源连接采用安全导线方式连接。
按钮模块:
提供了多种不同功能的按钮和指示灯(DC24V),急停按钮、转换开关、蜂鸣器。
所
有接口采用安全插连接。
内置开关电源(24V/6A—组,12V/2A—组,)为外部设
备工作提供电源。
PLC模块:
采用三菱FX2N-48MR继电器输出,所有接口采用安全插连接。
变频器模块:
三菱E540-0.75KW控制传送带电机转动,所有接口采用安全插连接。
警示灯:
共有绿色和红色两种颜色。
引出线五根,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”),其余三根是信号控制线(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,则红灯闪烁,将控制信号线中的绿色线和棕色线接通,则绿灯闪烁)。
2、端子接线图
:
注
头接个两的圈线个一示表”2“”1“中图。
圈线个两向双圈线个一向单,向双和向单分阀控电、2”出输“一靈色黑”负“示表色蓝”正“一靈色棕线出引器咸簷、1
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光纤传感器二输出
光纤传感器二负
光纤传感器二正
光纤传感器一输出
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驱动推料一伸出单
驱动手臂右转双
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物料检测光电传感器输出
向电控阀1
向电控阀2
物料检测光电传感器负物料检测光电传感器正
驱动推料三伸出单向电控阀2驱动推料三伸出单向电控阀1
驱动推料二伸出单向电控阀2驱动推料二伸出单向电控阀1驱动推料一伸出单向电控阀2
驱动手臂右转双
驱动手臂左转双
驱动手臂左转双
驱动手臂缩回双驱动手臂缩
驱动手臂伸
向电控阀1
向电控阀2
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光纤传感器一负
光纤传感器一正
电感式接近传感器输出电感式接近传感器负电感式接近传感器正光电传感器输出光电传感器负
光电传感器正推料三气缸缩回磁性传感器负推料三气缸缩回磁性传感器正推料三气缸伸出磁性传感器负推料三气缸伸出磁性传感器正
出双向
电控阀2
驱动手臂伸
驱动手爪下降双向
出双向
驱动手爪下降双向
驱动手爪提升双向
向电控阀1
驱动手爪提升双
驱动手爪松开双
向电控阀2
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电控阀2电控阀1
电控阀1
电控阀2
电控阀1电控阀2
向电控阀1
向
向
驱动手爪松开双
驱动手爪抓紧双
向电控阀1
向电控阀2
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推料二气缸缩回磁性传感器负
推料一气缸缩回磁性传感器正
推料一气缸伸出磁性传感器负
手爪提升气缸下限位磁性传感器正
推料二气缸缩回磁性传感器正推料二气缸伸出磁性传感器负
推料二气缸伸出磁性传感器正
推料一气缸缩回磁性传感器负
推料一气缸伸出磁性传感器正手爪磁性传感器负手爪磁性传感器正手爪提升气缸下限位磁性传感器负
驱动手爪抓紧双
向电控阀1触摸屏电源负
触摸屏电源正
转盘电机电负
转盘电机电正警示灯电源负警示灯电源正指示灯信号公共端
驱动停止警示灯绿驱动启动警示灯红
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手爪提升气缸上限位磁性传感器负手爪提升气缸上限位磁性传感器正手臂气缸缩回限位磁性传感器负
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手臂旋转左限位接近传感器输出
手臂旋转左限位接近传感器负手臂旋转左限位接近传感器正
手臂气缸缩回限位磁性传感器正
手臂气缸伸出限位磁性传感器负
手臂气缸伸出限位磁性传感器正手臂旋转右限位接近传感器输出手臂旋转右限位接近传感器负手臂旋转右限位接近传感器正
三菱变频器操作
3.1变频器的接线图
高速Qrh
I低速Qrl
2.
3.
4.
(注)1.设定器操作频率高的情况下,请使用2W1KQ的旋钮电位器.
使端子SD和SE绝缘n
端子SD和端子5是公共端子.请不要接地.
端子PC7D之间作为直流2収的电源使用时,请注意不要让两端子间每路。
一旦短路会造成变频器损坏。
3.2变频器操作面版说明
盖板打开状态
•键表示
按键
说明
画键
正转运行指令键"
[mo词键
可用于选择操作模式或设定模式.
H键
用干确定频率和参数的设定.
Q/0键
・用于连续增加或降低运行频率.按下这个键可改变频率.-在设定模式中按下此键,则可连续设定参数。
键
用干给出正转指令.
画键
用干给出反转指令.
露键
•用于停止运行。
•用于保护功能动作输出停止时复位变频器.
•单位表示,运行状态表示
表示
说明
Hz
表示频率时,灯亮.
CPr.52"操作面板/PU主显示数据选择”为TOO”时,有闪烁/亮灯的动作-参照84页.)
A
表示电流时,灯亮.
RUN
变频器运行时灯亮。
正转时/灯亮,反转时/闪亮
MON
监7F显不模式时灯亮.
PU
PU操作模式时灯亮.
EXT
外部操作模式时灯亮。
3.3参数设置方法
除一部分参数之外.参数的设定仅在用P「79选择PU扌間乍模式时可以实施•一个参数值的设定既可以用数字键设定也可以用l2^键增减
•按下回键1.矗写入设定值井更新
另外,作为与运行模式无关的设定方法.可将设为“2•-蔘照卿页一(注)参数写入不可的情况下.参照157页.
⑴例:
将P「.79“操作模式选择"的设定值,由叨(外部操作模式)变更为叩(PU操作模式)的情况
(Pr.79的详述•谓参照W0页)用画键鋼到埶设定《式
S高位闪烁
回頤50®计
中间位闪烁
最低位闪烁
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L/
⑥“回
或
①回
心2.回
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⑥k9回
或
©xl回
0-9
•现在的设定值回
•设定值的变更
闪烁
—If产严
1RUN显示点亮或闪烁时.按(團键.
或把接在控制喘子的正转(STF)或S转($TR}信号切换到OFF.停止运f元
2设定值不能在蕃数设定范圉帅设定.«芽入S定范園内的值,
一"Pn79=1PUg作模式”被设定、如果设定值和鑫数号[05不闪烁,为可画的情况时.则设罡值写入时+I5FT噬没有按够匕53«
—W先按一次阴・然后搦回1新设定。
3.4三菱变频器参数设置
序号
参数代号
参数值
说明
1
P4
35
高速
2
P5
20
中速
3
P6
11
低速
4
P7
5
加速时间
5
P8
5
减速时间
6
P14
0
7
P79
2
电动机控制模式
8
P80
默认
电动机的额定功率
9
P82
默认
电动机的额定电流
10
P83
默认
电动机的额定电压
11
P84
默认
电动机的额定频率
四、课程设计
1、要求:
设备的工作情况
工件分拣设备能自动完成金属工件、黑色塑料工件与白色塑料工件的传送、分拣与包装任务。
1.初始状态
通电后,红色警示灯闪亮,提示工件分拣设备送电。
此时,设备的相关部件应为初始状态。
相关部件的初始状态为:
⑴供料盘的拨杆停止转动。
⑵机械手停止在左限止位置,气爪松开,手臂气缸和悬臂气缸活塞杆缩回。
⑶传送带停止运行,分拣气缸A、B、C的活塞杆全部缩回复位。
⑷急停按钮处于复位位置(常开触点断开、常闭触点闭合)
2.启动
在设备相关部件为初始状态的情况下,才能按下启动按钮SB5使设备进入运行,红色警示灯
火,绿色警示灯闪亮。
3.送料
按下启动按钮SB5后,若物料盘上的出口传感器检测无物料,则送料电动机开启,驱动物
料盘旋转送料,当出料口传感器检测到物料后停止送料;如果送料电动机运行20秒后,出料口传感器仍没检测到物料,则停止送料,红色警示灯闪亮,报警器报警,直到按下复位按钮才停止报警,并重新开始。
1•机械手搬送工件
当出料口传感器检测到物料且机械手和各气缸活塞杆的位置正确时,按下启动按钮,机械手
开始搬物加工。
机械手悬臂伸出一一下降一一夹紧物料,夹紧1秒后一一上升一一缩回一一右
转一一伸出一一下降一一放物,延时1秒后一一上升一一缩回一一左转至左侧极限位置停止,等待传送带上的工件分拣完成后再进行下一次搬物。
2.工件的分拣
通过皮带输送机位置n的进料口到达传送带上的工件,按下面的方式分拣:
进料口放入工件后,传送带启动。
放入传送带上金属、白色塑料或黑色塑料中每种工件的第一个,由位置m的气缸A推入出料斜槽D;每种工件第二个由位置W的气缸B推入出料斜槽E;
每种工件第二个以后的则由位置V的气缸C推入出料斜槽F。
每次将工件推入斜槽,气缸活塞杆缩回后,机械手再进行搬运下一个工件。
推料时,传送带要先停止。
当出料斜槽D和E中各有1个金属、白色塑料和黑色塑料工件时,设备停止运行,绿色警示灯灭,红色警示灯闪亮,报警器报警2秒,等待下一轮的工作。
6.设备的停止
需要停止工作,按下停止按钮SB6。
按下停止按钮SB6时,所有正在工作的部件,应完成当前工件分拣成功后,设备才能停止运
行,绿色警示灯灭,红色警示灯闪亮。
再次启动时,设备继续运行。
7.工件分拣设备的意外情况处理
本次工作任务中,仅考虑下面意外情况。
机械手在夹持工件时可能会出现意外,请对这种情况作出下述处理与保护:
由于位置I的机械手取件平台的工件相互挤压,使机械手气爪夹持不到工件就提升。
发生此
种情况时,机械手应立刻回到初始状态并停止,同时蜂鸣器发出鸣叫声。
2、I/O分配表
输入继
电器
作用
地址
输出继
电器
作用
地址
正
负
输出
负
X0
启动
SB1
Y0
红灯
1
3
X1
物料复位
SB3
Y1
蜂鸣器
HL
X2
物料检测
34
35
36
Y2
物料旋转
6
7
X3
- 配套讲稿:
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