機電一體化三菱系統(tǒng)實驗指導書

1、機電一體化柔性實訓教學系統(tǒng)44天津市龍洲科技儀器有限公司TEL23673598 E-mail:longzhou目 錄第一章 機電一體化柔性實訓系統(tǒng)說明1機電一體化柔性加工系統(tǒng)的功能1開創(chuàng)任意的組合與開發(fā)理念1同一任務，不同方法的綜合分析（畢業(yè)設(shè)計）2項目設(shè)計目標與任務2項目的技術(shù)內(nèi)容2項目可以提供的工位和實訓內(nèi)容4第二章 機電一體化系統(tǒng)具體說明6第一節(jié) ME093399型機電一體化系統(tǒng)總體概括6第二節(jié) 控制系統(tǒng)的組成6第三節(jié) 系統(tǒng)整體選型概況8第四節(jié) CC-Link技術(shù)特性9第五節(jié) 總控電氣部分12一、 主控平臺12二、 總控編程要求13三、 問 題14第三章 機電

2、柔性自動循環(huán)部分16第一節(jié) 上 料 單 元16一、 實驗目的16二、 實驗材料16三、 實驗內(nèi)容16四、 上料單元硬件名稱及型號17五、 上料單元硬件線路連接原理圖17六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況17七、 編程要求18八、 問 題19第二節(jié) 下料單元20一、 實驗目的20二、 實驗材料20三、 實驗內(nèi)容20四、 下料單元硬件名稱及型號21五、 下料單元硬件線路連接原理圖21六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況21七、 編程要求22八、 問 題23第三節(jié) 加 蓋 單 元24一、 實驗目的24二、 實驗材料24三、 實驗內(nèi)容24四、 加蓋單元硬件名稱及型號25五、 加蓋單元硬件線路連接原理圖25六、

3、系統(tǒng)連接的I/O分配情況25七、 編程步驟26八、 問 題27第四節(jié) 穿 銷 釘 單 元28一、 實驗目的28二、 實驗材料28三、 實驗內(nèi)容28四、 穿銷單元硬件名稱及型號29五、 穿銷單元硬件線路連接原理圖30六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況30七、 編程步驟30八、 問 題31第五節(jié) 模 擬 單 元32一、 實驗目的32二、 實驗材料32三、 實驗步聚32四、 檢測單元硬件名稱及型號32五、 檢測單元硬件線路連接原理圖33六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況33七、 編程要求34八、 問 題35第六節(jié) 檢測單元36一、 實驗目的36二、 實驗材料36三、 實驗基本知識介紹36四、 實驗內(nèi)容37五

4、、 檢測單元硬件名稱及型號37六、 檢測單元硬件線路連接原理圖38七、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況38八、 編程要求38九、 問 題38第七節(jié) 氣動機械手分揀單元40一、 實驗目的40二、 實驗材料40三、 實驗內(nèi)容40四、 氣動機械手分揀單元硬件名稱及型號41五、 氣動機械手分揀單元硬件線路連接原理圖42六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況42七、 編程要求43八、 問 題44第八節(jié) 升降梯與高架疊層立體倉庫單元45一、 疊層立體倉庫單元設(shè)計的思路及目的45二、 實驗目的46三、 實驗材料46四、 實驗內(nèi)容46五、 升降梯及疊層立體倉庫單元的系統(tǒng)運行過程簡圖46六、 升降梯及疊層立體倉庫單元中各硬件

5、名稱及型號47七、 升降梯及疊層立體倉庫單元中硬件設(shè)備的說明47八、 升降梯及疊層立體倉庫單元中硬件線路連接原理圖53九、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況53十、 編程要求54十一、 問 題55第九節(jié) 廢料處理單元57一、 實驗目的57二、 實驗材料57三、 實驗內(nèi)容57四、 編程要求57第十節(jié) 各站移動配電平臺操作面板說明58一、 控制面板的組成：58二、 控制面板詳細說明：58第一章 機電一體化柔性實訓系統(tǒng)說明現(xiàn)代工業(yè)是計算機、信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、先進工藝技術(shù)的綜合與集成，涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)準備、制造執(zhí)行等多方面，是國家建設(shè)和社會發(fā)展的重要支柱之一。為了加強學生面向新世紀的挑戰(zhàn)能力，提高機

6、、光、電一體化的理論水平與實踐能力刻不容緩，重點建設(shè)機電類工程，柔性加工綜合實驗平臺，更具有迫切性和現(xiàn)實意義。機、電一體化柔性系統(tǒng)是一套完整，靈活、模塊化，易擴展的教學系統(tǒng)，根據(jù)學生的實際水平研發(fā)并制造，從簡單到復雜，從零部件到整機。采用鋁合金結(jié)構(gòu)件為主體，利用多種機械傳動方式模擬完成現(xiàn)代化裝配過程的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，把實際工業(yè)生產(chǎn)中的典型部分：電氣控制部分、各種傳感器的應用、組態(tài)控制，工業(yè)總線，充分展示在該系統(tǒng)中。目的就是使不同層次的學生在校期間就了解現(xiàn)代化生產(chǎn)過程的實際情況，學習并實際組裝，開發(fā)設(shè)計，包括機械、電氣、測量等多方面在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應用技術(shù)，學生可以學到更多的實踐知識，拓展思維，

7、提高動手和實際操作的能力，以便使學生畢業(yè)后就可直接進行生產(chǎn)實踐，縮短傳統(tǒng)畢業(yè)生動手能力差的缺點，以適應現(xiàn)代機電一體化技術(shù)的要求。 機電一體化柔性加工系統(tǒng)的功能涵蓋課程：微機、組態(tài)編程、工業(yè)總線、測試與控制技術(shù)、氣動、機械制動、傳感器、氣動機器人等課程特 點：以自動化物料傳輸和加工裝置為對象體現(xiàn)常用的控制，機械傳動原理的應用，裝置的選擇、調(diào)試和系統(tǒng)的總調(diào)。 開創(chuàng)任意的組合與開發(fā)理念涵蓋課程：機械原理、裝配設(shè)計、質(zhì)量控制、加工技術(shù)等課程特 點：展示制造過程的本質(zhì)，包含裝置的優(yōu)化、不同的組合、位置的檢測等內(nèi)容。 同一任務，不同方法的綜合分析（畢業(yè)設(shè)計）涵蓋課程：機、光、電全課程的綜合特 點：根據(jù)不同

8、層次，提出一個課題讓學生分別設(shè)計，最后全體進行集體論證、分析，達到共同受益的目的。 項目設(shè)計目標與任務解決學生的三方面能力：i. 掌握工科設(shè)計制造基本知識和基本技能問題（動手能力）。ii. 具備設(shè)計制造機、光、電一體化中的設(shè)計與創(chuàng)新能力問題（創(chuàng)新能力）。iii. 使學生擁有解決實際問題，排除故障和整套系統(tǒng)的分析能力（故障排除能力）。解決工程中的實際問題是目前國內(nèi)一個難點，在校期間沒有建立整套生產(chǎn)過程的概念，本項目的建成和使用將起到現(xiàn)代化生產(chǎn)過程和現(xiàn)代化教學手段的示范性和實訓性，也是目前國內(nèi)唯一綜合機、光、電一體化的實訓系統(tǒng)。 項目的技術(shù)內(nèi)容基本機械傳動原理包括： “O”型皮帶傳動 齒輪齒條差動

9、升降機構(gòu) 絲杠絲母機構(gòu) 螺桿調(diào)節(jié)機構(gòu) 間歇機構(gòu) 鏈輪鏈條差動機構(gòu) 同步齒型帶動機構(gòu) 滾珠絲杠傳動機構(gòu) 鏈條長度補償機構(gòu) 蝸輪蝸桿減速機構(gòu)電氣技術(shù)包括: 機電一體化柔性實訓教學系統(tǒng) 總線技術(shù) 變頻調(diào)速技術(shù) 可編程控制器的應用 電機傳動 各種傳感器的應用 步進電機控制 氣動控制 伺服電機控制 繼電器控制 計算機組態(tài)、計算機控制的技術(shù) 項目可以提供的工位和實訓內(nèi)容系統(tǒng)平臺由鋁合金、T型槽拼裝而成，可以單獨使用，也可以四面相互連成一體作為實驗平臺，整套生產(chǎn)線以此鋁合金為基礎(chǔ)平臺進行各種實驗，采用集中、分散兩種不同的控制方式，并設(shè)置控制方式選擇開關(guān)。也可自行組合，先進行機械連接，再編程、調(diào)試。整套裝置

10、可提供18位學生（兩人一組）同時分組進行機械零件的組裝，編程。利用plc來完成整個系統(tǒng)的全程運行。該PLC支持總線功能。此類控制方式主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)的全程演示。獨立組 可提供16位學生（兩人一組）同時分組進行機械零件的組裝，編程。將plc分別與各個分站設(shè)置的探測器和執(zhí)行器接口連接便可對相應設(shè)備實現(xiàn)單獨控制。自行選定方案 工業(yè)自動化、機電一體化專業(yè)的學生可進行畢業(yè)設(shè)計，重新設(shè)計方案。例：直線型 “L”型、“U”型u 工業(yè)電氣自動化工業(yè)電氣自動化學生可進行編程外還可以進行組態(tài)畫面的編程，通過觸摸屏進行控制，真正把計算機與控制對象連接，還可進行總線控制（CANBUS、PROFIBUS、CC-LINK

11、），總線連接。u 機械自動化機械自動化的學生可以進行自行設(shè)計新方案，在自動生產(chǎn)線上按照自己想象設(shè)計制造、加工、裝配等新的制造工藝，創(chuàng)新自己的設(shè)想，實現(xiàn)整體的設(shè)計方案，同時教師可在機械傳動中、電氣傳動中設(shè)置故障，讓學生排查，鍛煉和培養(yǎng)學生解決問題的能力和與同學合作能力，達到培養(yǎng)21世紀實際高級技能型的人才。高級人才的目標：堅實的基礎(chǔ)理論知識；創(chuàng)新開發(fā)的進取理念；具有定性和定量的檢測與分析能力；具備動手和排除故障的判斷能力；能與他人合作共創(chuàng)共建的交往能力。第二章 機電一體化系統(tǒng)具體說明第一節(jié) ME093399型機電一體化系統(tǒng)總體概括該自動化模擬生產(chǎn)線，較好地解決了在學校期間，只接觸到以單元實驗或校

12、外參觀實習為主，一些大型的自動化控制站只能看不能操作，達不到理想的教學效果的這個實際接觸問題。在設(shè)計該模擬生產(chǎn)線時，為了能反映計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展及在控制系統(tǒng)中的應用，采用了MITSUBISHI公司的CC-LINK現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，選用了MITSUBISHI的Q系列PLC作主站、Fx-2n系列作從站，配備了相應的編程軟件和監(jiān)控軟件?？刂葡到y(tǒng)中包括8個從站點：上料單元、送料單元、加蓋單元、穿銷單元、模擬單元（溫度控制系統(tǒng)）、檢測單元、分檢單元（氣動機械手）、疊層立體倉庫。該套控制系統(tǒng)，建立了以工業(yè)現(xiàn)場控制為對象的實物模擬仿真系統(tǒng)，可很好地解決自動化及相關(guān)專業(yè)的在動手實踐中所遇到的難題。第二節(jié)

13、 控制系統(tǒng)的組成這條多站點連續(xù)生產(chǎn)線上的工藝過程如下：上料單元（站點1）：將工件主體送入下料單元入口。下料單元（站點2）：托盤是整個模擬生產(chǎn)過程的載體，托盤經(jīng)傳送帶從此站前端開始進入下料倉出口，先得到工件主體，沿傳送帶向下站運行。加蓋單元（站點3）：托盤帶裝配主體進入本站后，通過擺臂機構(gòu)擺動將上蓋裝在主體中，放行，托盤帶裝配主體沿傳送帶向下站運行。穿銷單元（站點4）：托盤帶裝配主體進入本站后，經(jīng)直線推動機構(gòu)，將銷釘準確裝配到上蓋與工作主體中，使三者成為整體，成為工件。銷釘分為金屬和非金屬兩種。模擬單元（站點5）：工件進入本站檢測到位后，進行加熱和溫度控制，完成后，工件沿傳送帶向下站運行。檢測單

14、元（站點6）：工件進入本單元，進行銷釘材質(zhì)的檢測（金屬、塑料）和工件標簽的檢測以確定工件是否合格，其中，貼標簽為合格品，其余為不合格品。本站的檢測結(jié)果作為下兩站動作的依據(jù)。分檢單元（站點7）工件進入本站后，首先由短程氣缸下落，皮碗壓緊工件，真空泵開關(guān)動作，排除皮碗內(nèi)的空氣，短程氣缸上升，吸起工件讓托盤繼續(xù)前進，工件由擺動缸轉(zhuǎn)動90°，若是合格品則工件下落到傳送帶繼續(xù)沿傳送帶向下站運行；若是廢品，則無杠缸橫移將其投入廢品槽。疊層立體倉庫（站點8）由升降梯與立體疊層倉庫兩部分組成，升降梯由升降臺和鏈條提升部分組成，由步進電機做驅(qū)動?？筛鶕?jù)檢測單元檢測結(jié)果（金屬、塑料），按類將工件傳送到立

15、體疊層倉庫中。連續(xù)生產(chǎn)線示意圖如圖1所示。疊層立體倉庫站點8分檢單元站點7檢測單元站點6模擬單元站點5穿銷單元站點4加蓋單元站點3廢品道備料單元站點1下料單元站點2圖1 連續(xù)生產(chǎn)線示意圖由上邊的工藝過程知，整條生產(chǎn)線共有8個站點，站點1、2、3、4主要完成順序邏輯控制，站點5實現(xiàn)對溫度的調(diào)節(jié)，站點7為氣動機械手的控制，站點8則實現(xiàn)光電編碼的檢測和步進電機的控制。每個站點都獨立地完成一套動作，彼此又有一定的關(guān)聯(lián)。為此，采用了CC-LINK總線技術(shù)，通過1個主站Q系列PLC和8個從站Fx-2n系列PLC，并通過MCGS監(jiān)控軟件實現(xiàn)對整個模擬生產(chǎn)線的控制。第三節(jié) 系統(tǒng)整體選型概況根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計與三菱工

16、控產(chǎn)品的特點，主站采用Q系列PLC擴展16個輸入、16個輸出構(gòu)成。Q00J最大可支持256個IO。從站采用FX2N系列FX2N-48MR PLC構(gòu)成，該系列產(chǎn)品可支持24輸入、24輸出。主、從站間通過三菱的開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)CC-LINK聯(lián)網(wǎng)，因此主、從各站擴充CC-LINK接口模塊。變頻調(diào)速器采用三菱FR-E520S+FR-PA02-02產(chǎn)品，通過RS-485總線與從站7 PLC連通。系統(tǒng)組成如下：機電一體化柔性實訓教學系統(tǒng)主站 基本單元Q00JCPU+Q6BAT電池+輸入模塊QX40-S1+輸出模塊QY40P+CC-LINK模塊+GPPW編程軟件CC-LINK開放式現(xiàn)場總線從站1 基本單元

17、 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL從站2 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL從站3 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL從站5 基本單元FX2N-48MR+CC-LINK模塊FX2N-32CCL+溫度調(diào)節(jié)模塊 FX2N-2LC從站 6 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL 從站 7 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL終端電阻終端電阻從站 8 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL +脈沖-發(fā)生器F

18、X2N-1PG從站4 基本單元 FX2N-48MR +CC-LINK模塊FX2N-32CCL系統(tǒng)組成框圖第四節(jié) CC-Link技術(shù)特性開放式現(xiàn)場總線CC-Link特性：1996年，三菱電機以“多廠家設(shè)備環(huán)境、高性能、省配線”理念開發(fā)、公布和開放了現(xiàn)場總線CC-Link。CC-Link是Control&Communication Link (控制與通信鏈路系統(tǒng))的簡稱。具有性能卓越、應用廣泛使用簡單節(jié)省成本等突出優(yōu)點。一般而言，我們將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為3至4個層次：管理層、控制器層、部件層，部件層也就是指裝置層和傳感器層。由于CC-Link的數(shù)據(jù)容量大，通信速度多級可選擇，CC-Link是一個

19、復合的、開放的、適應性強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠適應于較高的管理層網(wǎng)絡(luò)到較低的傳感器層網(wǎng)絡(luò)的不同范圍。由于它的數(shù)據(jù)容量大，通訊速度廣泛。一、CC-Link的卓越性能：CC-Link是一種高可靠性、高性能的網(wǎng)絡(luò)。CC-Link的優(yōu)勢如下：1） 高速度大容量的數(shù)據(jù)傳送可設(shè)定介于156Kbps到10Mbps間可選擇的5種通信速度之一。² 總長度由最大通信速度決定。² 每個循環(huán)傳送數(shù)據(jù)為24字節(jié)，有150字節(jié)用于通信傳送。² 8字節(jié)（64位）用于位數(shù)據(jù)傳送，16字節(jié)（4點RWr、4點RWw）用于字傳送，（L=>M 34字節(jié)）。² 每次鏈接掃描的最大容量是2048位

20、和512字。² 在64個遠程I/O站的情況下，鏈接掃描時間為3.7毫秒。² 穩(wěn)定快速的通信速度是CC-Link的最大優(yōu)勢。² CC-Link有足夠卓越的性能應用于大范圍的系統(tǒng)。² 當應用10Mbps的通信速度時，最大通信距離是100米；當通信速度為156Kbps時，最大通信距離為1200米。² 如果應用中繼器，還可以擴展網(wǎng)絡(luò)的總長度。通信電纜的長度可以延長到13.2KM。2） 拓撲結(jié)構(gòu)有多點接入、T型分支、星型結(jié)構(gòu) 3種型號的電纜及連接器可以支持將CC-Link元件接入任何機器和系統(tǒng)。3） CC-Link使分布控制成為現(xiàn)實CC-Link同樣用于

21、低價的中間控制層網(wǎng)絡(luò)。所有的本地站和智能站可以訪問循環(huán)數(shù)據(jù)，如到達從站或來自從站的RX、RY、RWr、RWw。（但不可改變這些數(shù)據(jù)）如果使用這些循環(huán)數(shù)據(jù)，可以保證高速的應答和穩(wěn)定的刷新時間，使中間控制通信、中央控制系統(tǒng)變成現(xiàn)實。有些應用中要求有控制層和元件層2種網(wǎng)絡(luò)，這樣的系統(tǒng)可以僅僅只用CC-Link。由于CC-Link每個站有固定的循環(huán)數(shù)據(jù)的范圍，可能使循環(huán)數(shù)據(jù)受到限制，但，它畢竟是一個低價的網(wǎng)絡(luò)。4） 自動刷新功能、預約站功能 以PLC作為CC-Link的主站為例，由主站模塊管理整個網(wǎng)絡(luò)的運行和數(shù)據(jù)刷新，主站模塊與PLC的CPU的數(shù)據(jù)刷新可在主站參數(shù)中設(shè)置刷新參數(shù)，便可以將所有的網(wǎng)絡(luò)通信

22、數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)自動刷新到PLC的CPU中，不需要編寫刷新程序，這樣，也不必要考慮CC-Link主站模塊緩沖寄存區(qū)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型與緩沖區(qū)的對應關(guān)系，簡化編程指令，減少程序運行步驟，縮短掃描周期，保證系統(tǒng)運行實時性。預約站功能在系統(tǒng)的可擴展性上顯示出極大的優(yōu)越性，也給我們系統(tǒng)開發(fā)提供很大的方便。預約站功能指CC-Link在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時，可以將現(xiàn)在不掛上網(wǎng)絡(luò)而計劃將來掛接到CC-Link的設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時事先將這些設(shè)備的系統(tǒng)信息（站類型、占用數(shù)據(jù)量、站號等）在主站中登錄，而且可以將相關(guān)程序編寫好，這些預約站掛接到網(wǎng)絡(luò)中后，便可以自動投入運行，不需要重新進行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。而且在預約站沒有掛接到網(wǎng)

23、絡(luò)中時CC-Link同樣可以正常運行。5） 完善的RAS功能 RAS是Reliability（可靠性）、Availability（有效性）、Serviceability（可維護性）的縮寫。備用主站功能、在線更換功能、通信自動恢復功能、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能、網(wǎng)絡(luò)診斷功能提供了一個可以信賴的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，幫助用戶在最短時間內(nèi)恢復網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。6） 優(yōu)異抗噪性能和兼容性為了保證多廠家網(wǎng)絡(luò)的良好的兼容性，一致性測試是非常重要的。通常只是對接口部分進行測試。而且，CC-Link的一致性測試程序包含了噪音測試。因此，所有CC-Link兼容產(chǎn)品具有高水平的抗噪性能。正如我們所知，能做到這一點的只有CC-Link。除了產(chǎn)品本

24、身具有卓越的抗噪性能以外，光纜中繼器給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了更加可靠、更加穩(wěn)定的抗噪能力。至今還未收到過關(guān)于噪音引起系統(tǒng)工作不正常的報告。7） 互操作性和即插即用CC-Link提供給合作廠商描述每種類型產(chǎn)品的數(shù)據(jù)配置文檔。這種文檔稱為內(nèi)存映射表，用來定義控制信號和數(shù)據(jù)的存儲單元（地址）。然后，合作廠商按照這種映射表的規(guī)定，進行CC-Link兼容性產(chǎn)品的開發(fā)工作。以模擬量I/O映射表為例，在映射表中位數(shù)據(jù)RX0被定義為“讀準備好信號”，字數(shù)據(jù)RWr0被定義為模擬量數(shù)據(jù)。由不同的A公司和B公司生產(chǎn)的同樣類型的產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)的配置上是完全一樣的，用戶根本不需要考慮在編程和使用上A公司與B公司的不同，另外，如果

25、用戶換用同類型的不同公司的產(chǎn)品，程序基本不用修改?？蓪崿F(xiàn)“即插即用”連接設(shè)備8） 瞬時傳送功能CC-Link的通信形式可分為2種方式：循環(huán)通訊和瞬時傳送。循環(huán)通訊意味著不停地進行數(shù)據(jù)交換。各種類型的數(shù)據(jù)交換即遠程輸入RX，遠程輸出RY和遠程寄存器RWr、RWw。一個子站可傳遞的數(shù)據(jù)容量依賴于所占據(jù)的虛擬站數(shù)。占據(jù)一個子站意味著適合32位RX和/或RY，并以每四個字進行重定向。如果一個裝置占據(jù)兩個虛擬站，那么它的數(shù)據(jù)容量就擴大了一倍。除了循環(huán)通信，CC-Link還提供主站、本地站及智能裝置站之間傳遞信息的瞬時傳送功能。信息從主站傳遞到子站，信息數(shù)據(jù)將以150字節(jié)為單位分割，并以每批150字節(jié)傳遞

26、。若從子站傳遞到主站或其他子站，每批信息數(shù)據(jù)最大為34字節(jié)。瞬時傳送需要由專用指令來完成。瞬時傳送不會影響循環(huán)通信的時間。第五節(jié) 總控電氣部分一、 主控平臺主控平臺由鋁合金、T型槽拼裝而成，可以單獨使用，也可以四面相互連成一體，作為實驗平臺，整套生產(chǎn)線以此鋁合金為基礎(chǔ)平臺進行各種實驗。1、 總電源箱1.1 單相斷電路器： 電壓 220V 電流 30A1.2 漏電保護開關(guān)： 30mA 0.1S1.3 單相國產(chǎn)插座： 220V 5A1.4 急停按鈕：1.5 24V直流電源： 24V直流 棕為正；黑為負2、 總控制器采用三菱Q系列可編程控制器基本單元Q00JCPU電池Q6BATCC-LINK模塊輸入

27、/輸出模塊3、 總電控按鈕組合1）復位按鈕2）啟動按鈕3）停止按鈕4）急停按鈕4、 總氣源開關(guān)及氣泵氣泵電源插入總電源箱單相220V插座，上電（合閘）氣泵開始工作，通過氣泵上的總的氣門開關(guān)調(diào)節(jié)氣體通斷，當氣壓達到6Mpa時，可以使用，打開電源總氣源開關(guān)，紅色旋鈕，氣壓達到4Mpa時，可以正常工作。5、 總報警指示燈當黃燈亮時表示運行故障、緊急停車當紅燈亮時表示停止運行當綠燈亮時表示正常運行注：出現(xiàn)故障顯示時應檢查每個分站的情況，是否出現(xiàn)故障，有則排除，排除后應再重新運行。二、 總控編程要求按照總控制屏的接線圖，電路圖，檢查電路連接是否正確，并再一次檢查各分站的總線通訊地址是否正確，根據(jù)前面實驗

28、的結(jié)果，編寫整個生產(chǎn)線的程序。PC機通過CC-LINK總線實現(xiàn)Q系列PLC與FX2N系列PLC的直接通訊。本系統(tǒng)為單主多從型系統(tǒng)，由Q系列PLC作為系統(tǒng)主站，在工作時間內(nèi)一直占有總線的控制權(quán)，與網(wǎng)中的從站進行通訊，為主、從式通訊。首先編寫總站開關(guān)盒的控制功能：“復位按鈕”：對各個分站進行初始化復位，所有標志位或計數(shù)器都將清零，從新計算?！皢影粹o”：首先啟動本套柔性生產(chǎn)線的底層傳送電機，此時所有單元都處于工作狀態(tài)，然后根據(jù)托盤的位置，按順序和各種傳感器的檢測情況，進行相應的動作。當按下此按鈕時總站的三色指示燈的綠燈亮?！巴Ｖ拱粹o”：當按下此按鈕時所有站的動作均處于停止狀態(tài)，總站的三色指示燈的紅

29、燈亮，按啟動按鈕可繼續(xù)工作?！凹蓖０粹o”：當遇到緊急情況，按下此按鈕強制性的將各種設(shè)備處于停止工作狀態(tài)，總站的三色指示燈的黃燈亮，此時按其它按鈕均不起作用，只有當急停按鈕旋起時，各種設(shè)備才能正常工作。三、 問 題本系統(tǒng)是否存在不足？答：實際使用中本系統(tǒng)也存在一些不足，如：若向整套生產(chǎn)線中增加或刪除部分站點是就要重新初始化整套系統(tǒng)，這一過程相對來說比較麻煩。機電一體化柔性實訓教學系統(tǒng)MITSUBISHI Q系列PLC通訊演示程序第三章 機電柔性自動循環(huán)部分第一節(jié) 上 料 單 元一、 實驗目的1. 了解本站的裝配過程2. 機械傳動的全過程3. 光電傳感器的功能和在此站的作用4. 繼電器在本站中的應

30、用5. 微動開關(guān)對電機進行控制的原理6. 用PLC控制整站過程并編程7. 熟悉電器接線過程二、 實驗材料一、 整套備料單元機械設(shè)備、移動配電平臺二、 萬用表三、 電工工具四、 備料單元接線圖，電氣原理圖三、 實驗內(nèi)容1. 檢查機械傳動部分及PLC上輸入輸出點是否與圖紙完全一致。檢測本站中FX-2N PLC的通訊地址是否與Q系列PLC中硬件通訊中設(shè)置的地址相同，以便使用總線控制。2. 進行工件手動測試。3. 將電控手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)：撥到“手動”。4. 按下電控按鈕，將工件放在工件槽中，光電傳感器檢測到有工件，啟動氣缸，氣缸終端連接電磁吸鐵，將工件吸起。5. 電機帶動擺臂旋轉(zhuǎn)90度將工件與下料單

31、元的工件入口同方向，通過調(diào)節(jié)擺臂兩側(cè)的微動開關(guān)控制擺臂的旋轉(zhuǎn)角度。6. 控制擺臂上下動作的電機將擺臂抬起使其工件高于下料單元的工件入口，同樣可通過調(diào)節(jié)擺臂中間的微動開關(guān)調(diào)節(jié)擺臂的揚程。7. 擺臂的高度和方向都對準后底層電機將通過齒條將工件前送到下料單元工件入口的正上方，將工件放下，然后進行復位，通過調(diào)節(jié)下放微動開關(guān)調(diào)節(jié)擺臂送件的前后位置。8. 工件進入下料單元，啟動下料電機使工件進入，傳感器檢測到有工件時，下料電機停。9. 按輸入/輸出分配表檢查接線（或自行接線）10. 根據(jù)以上功能的全過程，編寫PLC程序。（附原程序）序號名 稱型 號數(shù)量廠商1直流減速電機70ZYNJ 55r/min3無錫紅

32、湖2繼電器MY2N-DC24V7歐姆龍3雙作用氣缸19203 DSNU-16-100-PA1費斯托4單向截流閥197578 GRLA-M5-QS-6-D2費斯托5舌簧開關(guān)164595 SMEO-4-K-LED-24-B2費斯托6行程開關(guān)安裝附件19275 SMBR-162費斯托7截止閥162807 HE-1/4-D-MINI1費斯托8單電控電磁閥173127 MEH-5/2-1/8-B1費斯托9"1"型螺紋接頭153002 QS-1/8-63費斯托10"1"型螺紋接頭153005 QS-1/4-81費斯托11"1"型螺紋接頭15300

33、3 QS-1/4-61費斯托12消音器2307 U-1/82費斯托13警燈TH-DC24V 1浙江14微動開關(guān)12海源自控四、 上料單元硬件名稱及型號系統(tǒng)中主要硬件設(shè)備的名稱及型號如下表所示：五、 上料單元硬件線路連接原理圖 電路原理圖見附錄一。六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況要實現(xiàn)使用PLC對上料單元運行過程的控制，首先要進行基本的輸入輸出口定義的設(shè)置，然后進行FX2N軟件程序的編制。形式序號名稱地址備注輸入1上限位1X0002下限位1（復位）X0013左限位1X0024右限位1（復位）X0035正轉(zhuǎn)限位1X0046反轉(zhuǎn)限位1（復位）X0057止動氣缸至位1X0068止動氣缸復位1X0079備

34、料檢測1X01010手動/自動按鈕1X02611啟動按鈕1X02412停止按鈕1X02513急停按鈕1X027輸出1上行電機1Y0002下行電機1（復位）Y0013左行電機1Y0024右行電機1（復位）Y0035正行電機1Y0046反行電機1（復位）Y0057止動氣缸1Y0068直流電磁吸鐵1Y0079工作指示燈1Y010七、 編程要求1. 工件槽上的傳感器檢測到有工件，工作指示燈亮，啟動電磁閥，氣缸伸出，同時氣缸終端的電磁閥得電，將工件吸起。2. 擺臂旋轉(zhuǎn)90度3. 擺臂揚起4. 擺臂前進，對準下料單元送料口將工件放下，擺臂復位，工作指示燈滅。5. 由于系統(tǒng)在整體控制過程中要和下料單元配合使

35、用，所以在編程過程中應該注意下料單元料倉內(nèi)的情況，在給出的程序中采用上料單元入一個工件，啟動下料電機帶動工件向下，當料倉外的傳感器檢測到工件后進行3秒延時，下料電機停止。當?shù)讓佑型斜P時工件下落，此時可繼續(xù)放入工件。如果料倉中工件未出，則上料單元吸起工件運動到料倉上方等待。八、 問 題1該站使用了哪些機械傳動機構(gòu)？答：齒輪傳動“O”型帶傳動，齒輪齒條傳動，行星齒輪傳動，電磁吸鐵。第二節(jié) 下料單元一、 實驗目的1. 了解本站的裝配過程2. 間歇機構(gòu)、螺桿調(diào)節(jié)機構(gòu)、同步齒型帶等機械結(jié)構(gòu)傳動的原理及過程3. 每種傳感器的功能和在此站的作用4. 用PLC控制整站過程并編程5. 熟悉電器接線過程二、 實驗

36、材料Ø 整套下料單元機械設(shè)備Ø 整機配套，三菱“FX2N-48MR”可編程序控制器Ø 萬用表Ø 電工工具Ø 下料單元接線圖，電氣原理圖三、 實驗內(nèi)容1. 檢查機械傳動部分及PLC上的輸入輸出點是否與圖紙完全一致。檢測本站中總線模塊 “FX2N-32CCL”通訊中設(shè)置的地址與總站中的相同，以便使用總線控制。2. 進行無工件手動測試。3. 將電控手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)：撥到“手動”。4. 按下啟動按鈕將電機啟動，同步帶同向轉(zhuǎn)動，觀察間歇機構(gòu)，電機每一轉(zhuǎn)，同步帶下降一次每兩轉(zhuǎn)同步帶下降一個工件。5. 如一切正常，先將工件主體裝入下料箱，裝好一個工件后按啟

37、動按鈕，工件下降，按停止鍵裝第二個工件，依次可裝進七個主體模塊即滿。6. 檢測傳感器位置，手動測試，托盤到位時托盤下傳感器是否有輸出信號（看傳感器本身指示燈的情況或用萬能表檢測）。移開托盤，傳感器無輸出信號（燈滅）。7. 托盤到位后，托盤下面?zhèn)鞲衅饔行盘?，檢測直流電磁吸鐵是否豎起處于禁止狀態(tài)。8. 檢測主體的傳感器檢測到托盤上并無主體時，工件下降到托盤，主體被檢測到后，直流電磁吸鐵放行，托盤帶工件下行，工作指示燈滅。9. 按輸入/輸出分配表檢查接線（或自行接線）10. 根據(jù)以上功能的全過程，編寫PLC程序。（附原程序）四、 下料單元硬件名稱及型號系統(tǒng)中主要硬件設(shè)備的名稱及型號如下表所示：序號名

38、 稱型 號數(shù)量廠商1電感式接近開關(guān)NI10-Q25-AP6X1圖爾克2電容式接近開關(guān)BC5-S18-AP4X1圖爾克3光電式接近開關(guān)LZ-FT03181龍洲4直流減速電機70ZYNJ 55r/min2國產(chǎn)5直流減速電機24V DC 180r/min1國產(chǎn)6直流電磁鐵MQ405 24VDC1國產(chǎn)7指示燈AD16-22B1國產(chǎn)8三通接頭QST-81費斯托五、 下料單元硬件線路連接原理圖 電路原理圖見附錄二 。六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況要實現(xiàn)使用PLC對下料單元運行過程的控制，首先要進行基本的輸入輸出口定義的設(shè)置，然后進行FX2N軟件程序的編制。形式序號名稱地址備注輸入1工件檢測2X0002托盤

39、檢測2X0013入料檢測2X0024手動/自動按鈕2X0265啟動按鈕2X0246停止按鈕2X0257急停按鈕2X027輸出1下料電機2Y0002工作指示燈2Y0013直流電磁吸鐵2Y0024傳送電機2Y0035轉(zhuǎn)角單元電機2Y004七、 編程要求工作步驟：首先設(shè)計本站移動配電平臺上每個按鈕的作用，同時總站開關(guān)盒可對各站進行控制（總站開關(guān)盒的詳細說明見總站編程），此要求為每站必須編寫內(nèi)容，以后各站將不在詳述。1. 初始狀態(tài)：下料電機處于停止狀態(tài)；直流電磁限位桿豎起處于禁止狀態(tài)；傳送電機處于停止狀態(tài)，工作指示燈熄滅。2. 系統(tǒng)運行期間：底層傳送電機工作，傳送帶轉(zhuǎn)動，當托盤到達定位口時，底層的電感

40、式傳感器發(fā)出檢測信號，工作指示燈亮；經(jīng)過兩秒時間確認，啟動下料電機執(zhí)行將工件主體下落動作。3. 當工件主體下落到定位口時，工件檢測傳感器發(fā)出信號停止下料電機運行；2秒后直流電磁吸下，放行托盤。4. 放行3秒后，電磁吸鐵釋放處于禁止狀態(tài)，工作指示燈熄滅。5. 根據(jù)上述要求編程、調(diào)試、接線、實現(xiàn)帶負載運行?？刂品绞秸f明：系統(tǒng)具有手動、自動兩種運行方式。當系統(tǒng)處于自動工況時，按下總控按鈕的啟動按鈕，系統(tǒng)按上述步驟運行，在此期間若按下停止按鈕，應完成本次下料動作，即直流電磁得到輸出信號后吸下，在進行釋放，恢復止動狀態(tài)，停止。系統(tǒng)處于手動工況時，采用一對一的控制方式，即分別設(shè)置下料電機，直流電磁吸鐵，傳

41、送電機，工作指示燈的控制；無論在何種工況下，若按下急停按鈕，本單元立即停止運行。若托盤到位后，下料電機啟動，同步帶轉(zhuǎn)動一周，下料箱內(nèi)并無工件，此時裝在電路板上的報警器報警，需加入工件。（報警輸出為Y016、Y017）八、 問 題1該站使用了哪些機械傳動機構(gòu)？答：齒輪傳動“O”型帶傳動，間歇機構(gòu)，同步帶傳動交叉同步傳動。氣缸擺臂限位機構(gòu)、螺桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、螺桿鎖緊結(jié)構(gòu)2本站為什么采用有機玻璃作為主體結(jié)構(gòu)？現(xiàn)實生活中應采用什么材料？答：采用有機玻璃作主體結(jié)構(gòu)，易于觀察主體內(nèi)工件的放置情況。而一般的與本功能相似的生產(chǎn)線中采用鋼材或根據(jù)具體要求選材。機電一體化柔性實訓教學系統(tǒng)第三節(jié) 加 蓋 單 元一、 實

42、驗目的1. 了解翻轉(zhuǎn)定位裝置的工作原理2. 觀察蝸輪蝸桿減速機的運動3. 了解連桿機構(gòu)及連軸器的工作原理4. 用PLC控制該站并學習編程5. 熟悉電器接線二、 實驗材料1. 整套裝配二站機械設(shè)備2. 整機配套，三菱“FX2N-48MR”可編程序控制器3. 萬用表4. 電工工具5. 裝配二站接線圖，電氣原理圖三、 實驗內(nèi)容1、檢查機械傳動部分是否與圖紙完全一致，檢查編程器輸入/輸出點的接線情況，核對總線的通訊地址。2、進行無工件手動測試。3、將手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)：扭向“手動”。4、按下啟動按鈕，電機啟動，帶動渦輪渦桿減速機轉(zhuǎn)動（減速比為1：10），觀察連桿機構(gòu)，主擺臂動作，進行取、放工件。5、如

43、一切正常，開始將工件放在料槽內(nèi)，工件靠本身自重滑行到位。6、檢測傳感器位置，手動測試，托盤帶主體件到位后，傳感器是否有輸出信號。7、托盤到位后，托盤下傳感器有信號，檢測直流電磁閥定位是否到位，若到位，工作指示燈亮。8、當托盤帶主體到達定位口，開始裝配上蓋。將上蓋與主體準確裝配后，定位氣缸放行，托盤帶工件下行，工作指示燈滅。9、 按輸入/輸出分配表，檢查接線（或自行按圖接線）10、 根據(jù)手動功能的全過程。編寫FX2N的程序。（附原程序）四、 加蓋單元硬件名稱及型號系統(tǒng)中主要硬件設(shè)備的名稱及型號如下表所示：序號名 稱型 號數(shù)量廠商1電感式接近開關(guān)LZ-EI03151龍洲2電容式接近開關(guān)BC5-S1

44、8-AP4X1圖爾克3直流減速電機70ZYNJ 55r/min2國產(chǎn)4蝸輪蝸桿減速電機1上海5直流電磁鐵MQ405 24VDC1國產(chǎn)6指示燈AD16-22B1國產(chǎn)7繼電器MY2N-DC24V2歐姆龍8微動開關(guān)4國產(chǎn)五、 加蓋單元硬件線路連接原理圖 電路原理圖見附錄三。六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況要實現(xiàn)使用PLC對加蓋單元運行過程的控制，首先要進行基本的輸入輸出口定義的設(shè)置，然后進行FX2N軟件程序的編制。形式序號名稱地址備注輸入1上蓋檢測 3X0002托盤檢測3X0013外限位3X0024內(nèi)限位3X0035手動/自動按鈕3X0266啟動按鈕3X0247停止按鈕3X0258急停按鈕3X027輸

45、出1下料電機取件3Y0002下料電機放件3Y0013工作指示燈3Y0024直流電磁吸鐵3Y0035傳送電機3Y004七、 編程步驟（一）工作步驟1. 初始狀態(tài)：加蓋單元主擺臂處于原位狀態(tài)；直流電磁閥的限位桿豎起處于止動狀態(tài)；工作指示燈吸滅；直線單元的傳送帶處于靜止狀態(tài)。2. 系統(tǒng)運行期間：直線單元上的電機帶動傳送帶開始工作，當托盤載工作主體到達定位口時，由電感式傳感器檢測托盤，發(fā)出檢測信號；工作指示燈亮；由電容式傳感器檢測上蓋，確認無上蓋信號后，經(jīng)三秒確認后啟動主擺臂執(zhí)行加蓋動作。 3. PLC通過兩個繼電器控制電機正反轉(zhuǎn)，電機帶動減速機使擺臂動作，主擺臂從料槽中取出上蓋，翻轉(zhuǎn)180度，當碰到

46、放件控制板時復位彈簧松開，此時擺臂碰到外限位開關(guān)后停止，上蓋靠自重落入工件主體內(nèi)。4. 加蓋動作到位后，外限位開關(guān)發(fā)出加蓋至位信號，主擺臂結(jié)束加蓋動作，2秒后啟動擺臂，執(zhí)行返回原位動作。5. 返回原位動作后內(nèi)限位發(fā)出返回至位信號，主擺臂結(jié)束返回動作；此時若上蓋安裝到位后，即上蓋檢測傳感器發(fā)出檢測信號，則同時啟動直流電磁閥動作，電磁閥吸下，將托盤放行，（若上蓋安裝為空操作，即上蓋傳感器無檢測信號，主擺臂應再次執(zhí)行加裝上蓋動作，直到上蓋安裝到位）。6. 放行2秒后，電磁閥釋放，恢復止動狀態(tài)，工作指示燈滅，該站恢復預備工作狀態(tài)。擺臂取往復三次并沒有取到上蓋時，此時報警器發(fā)出警報，示意應在料槽內(nèi)加入上

47、蓋。（報警器焊接在電路板上，輸出點為Y017。）（二）控制方式說明：系統(tǒng)具有手動、自動兩種運行方式，當系統(tǒng)處于自動工況時，按下總控平臺上的啟動按鈕系統(tǒng)按上述步驟運行，若按下停止按鈕，則傳送帶停止工作，按下復位按鈕，所有動作回到初始狀態(tài)；系統(tǒng)處于手動工況時，按下本站的啟動按鈕，則啟動傳送帶，執(zhí)行上述步驟，按下停止按鈕傳送帶停止動作，無論在何種工況，若按下急停按鈕，本單元立即停止運行。八、 問 題1、該站使用了哪些機械傳動原理？答：取件控制板與小臂相互配合抓取零件；大臂與取件控制板間工作中的讓位關(guān)系；料槽的零件自重滑行到位，作好動作前的準備工作2、擺臂兩側(cè)采用限位開關(guān)的作用是什么？答：采用限位開關(guān)

48、作為PLC中控制電機正反轉(zhuǎn)的條件，當擺臂取、放件時只有碰到行程開關(guān)時才認為擺臂到位，（且PLC上有相應的輸入指示燈顯示）方可啟動電機或控制電機正反轉(zhuǎn)。同時也啟到保護電機的作用。第四節(jié) 穿 銷 釘 單 元一、 實驗目的1、 了解旋轉(zhuǎn)裝配的機械傳動結(jié)構(gòu)2、 銷釘?shù)拇娣藕拖陆翟?、 全部電器接線與功能4、 用PLC控制該站全過程并學習編程5、 了解本站氣動控制過程和氣路的原理二、 實驗材料1、 自動裝銷釘單元2、 整機配套，三菱“FX2N-48MR”可編程序控制器3、 萬用表4、 電工工具一套5、 電器接線圖，電氣原理圖、氣動原理圖三、 實驗內(nèi)容過程說明：旋轉(zhuǎn)料倉為特殊機械傳動方式，將差動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)

49、動作，綜合直線推動功能，通過光纖傳感器檢測銷釘，將銷釘準確裝配到上蓋與工作主體中間，使三者成為整體，銷釘分為金屬與非金屬二種。1、 將本站氣源入口處的截止閥旋轉(zhuǎn)至截止狀態(tài)，用于推、拉旋轉(zhuǎn)裝配體，觀察運動過程，與銷釘連動原理。2、 將截止閥旋轉(zhuǎn)至通路狀態(tài)，用手動開關(guān)控制二位三通閥門推動氣缸往返活動。（注意：應在無銷釘時檢測工件主體中孔的位置與本站銷釘穿入的位置是否吻合。）3、 以上步驟進行完后，將“手動/自動”控制按鈕轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動，按“啟動按鈕”，用來控制電磁閥，觀察運動過程。4、 根據(jù)本單元動作過程和傳感器的功能止動氣缸到位 止動氣缸復位銷釘氣缸到位 銷釘氣缸復位托盤檢測 銷釘檢測根據(jù)PL

50、C的I/O分配情況表檢查與FX2N的輸入連接是否連接正確。5、 編寫程序（附原程序）。四、 穿銷單元硬件名稱及型號系統(tǒng)中主要硬件設(shè)備的名稱及型號如下表所示：序號名 稱型 號數(shù)量廠商1電感式接近開關(guān)NI10-Q25-AP6X1圖爾克2電容式接近開關(guān)BC5-S18-AP4X1圖爾克3直流減速電機70ZYNJ 55r/min1國產(chǎn)4指示燈AD16-22B1上海二工5雙作用氣缸19203 DSNU-16-100-PA1費斯托6雙作用氣缸19206 DSNU-16-200-PA1費斯托7單向截流閥197578 GRLA-M5-QS-6-D4費斯托8舌簧開關(guān)164595 SMEO-4-K-LED-24-B

51、4費斯托9行程開關(guān)安裝附件19275 SMBR-164費斯托10截止閥162807 HE-1/4-D-MINI1費斯托11氣路板33408 PRS-ME-1/8-21費斯托12單電控電磁閥173129 MEH-5/2-1/8-P-B2費斯托13直角插座14098 MSSD-E2費斯托14"1"型螺紋接頭153005 QS-1/4-83費斯托15"1"型螺紋接頭153002 QS-1/8-64費斯托16消音器2307 U-1/81費斯托17消聲器2316 U-1/42費斯托18三通接頭153130 QST-81費斯托五、 穿銷單元硬件線路連接原理圖 電路原理圖見附錄四。六、 系統(tǒng)連接的I/O分配情況要實現(xiàn)使用PLC對穿銷釘單元運行過程的控制，首先要進行基本的輸入輸出口定義的設(shè)置，然后進行FX2N軟件程序的編制。形式序號名稱地址備注輸入1銷釘檢測4X0002托盤檢測4X0013銷釘氣缸至位4X0024銷釘氣缸復位4X0035止動氣缸至位4X0046止動氣缸復位4X0057手動/自動按鈕4X0268啟動按鈕4X0249停止按鈕4X02510急停按鈕4