亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)技能實訓(xùn)

1、職業(yè)技能實訓(xùn)說明書 2009/2010 學(xué)年 第 二 學(xué)期 課程名稱 電子技術(shù)綜合實訓(xùn) 課 題 亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn) 姓 名 班 級 自動化0802 學(xué) 號 08031402 指導(dǎo)教師 起止時間 第15 周 第16周 電氣電子工程系 2010.6 前言教育部為深入貫徹落實國務(wù)院召開的全國職業(yè)教育工作會議精神，推動中等職業(yè)學(xué)校教育教學(xué)改革，提高教育教學(xué)質(zhì)量和辦學(xué)效益，展示全國中等職業(yè)學(xué)校電工電子類專業(yè)的辦學(xué)成果，交流新知識、新技術(shù)、新方法、新工藝在電工電子類專業(yè)教學(xué)中運用的經(jīng)驗，加強中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生電工電子類專業(yè)技能訓(xùn)練，激勵中職學(xué)校師生愛崗敬業(yè)、自強不息的精神，根據(jù)教育部關(guān)于舉

2、辦“2008年全國職業(yè)院校技能大賽”的通知（教職成函20083號）精神，教育部與信息產(chǎn)業(yè)部決定舉辦2008年全國中等職業(yè)學(xué)校電工電子技術(shù)技能大賽，并由亞龍科技集團協(xié)辦。為了配合此次大賽，亞龍科技集團特精心研制了亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置，供各校和大賽實訓(xùn)與考核使用。亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置既包含了機電一體化專業(yè)所涉及的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和基本的機電技能要求，也體現(xiàn)了當前先進技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。它為學(xué)生提供了一個典型的、可進行綜合訓(xùn)練的工程環(huán)境，為學(xué)生構(gòu)建了一個可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng)造力的實踐平臺。在此平臺上可實現(xiàn)知識的實際應(yīng)用、技能的綜合訓(xùn)練和實踐動手

3、能力的客觀考核。 本實訓(xùn)說明書主要對亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置的一些基本結(jié)構(gòu)、原理、工作過程和典型產(chǎn)品（PLC、變頻器和傳感器）的使用進行簡要說明。除了對這些，最重要的是對此次實訓(xùn)課程設(shè)計作主要介紹。目錄前言、1一、亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)裝置簡介、31、概述、32、實訓(xùn)項目、43、配置、44、技術(shù)參數(shù)、45、配置清單、5二、亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置機構(gòu)說明、61、整機工作流程、62、工作原理、63、送料機構(gòu)、74、機械手搬運機構(gòu)、85 、物料傳送和分揀機構(gòu)、96 、氣動原理、107 、傳感器應(yīng)用說明、118 、磁性開關(guān)的使用說明、11三、電氣

4、電路組成、121、電氣組成模塊、122、端子接線圖、133、三菱變頻器操作、14 3.1 變頻器的接線圖、143 .2 變頻器操作面版說明、153.3 參數(shù)設(shè)置方法、163.4 三菱變頻器參數(shù)設(shè)置、17四、課程設(shè)計、181、要求：設(shè)備的工作情況、182、I/O分配表、193、I/O分配圖、204、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、215、梯形圖、226、指令表、29五、實訓(xùn)總結(jié)、32六、附表一：工件分揀設(shè)備組裝圖、33一、亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)裝置簡介1、概述亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)裝置，由鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺、典型的機電一體化設(shè)備的機械部件、PLC模塊單元、觸摸屏模塊單元、變頻器模塊單元、

5、按鈕模塊單元、電源模塊單元、模擬生產(chǎn)設(shè)備實訓(xùn)模塊、接線端子排和各種傳感器等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，實訓(xùn)裝置用于機械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機械部件組裝生產(chǎn)實訓(xùn)設(shè)備，也可添加機械部件組裝其他生產(chǎn)實訓(xùn)設(shè)備，使整個裝置能夠靈活的按教學(xué)要求組裝成具有模擬生產(chǎn)功能的機電一體化設(shè)備。本次實訓(xùn)項目主要包含了機電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機驅(qū)動、機械傳動、氣動、觸摸屏控制、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項技術(shù)，為學(xué)生提供了一個典型的綜合實訓(xùn)環(huán)境，使學(xué)生對過去學(xué)過的諸多單科的專業(yè)和基礎(chǔ)知識，在這里能得到全面的認識與鞏固、綜合的訓(xùn)練和實際運用。整機的結(jié)構(gòu)如下圖所示：2、實訓(xùn)項目通過設(shè)計和實作，使學(xué)

6、生能夠掌握以下幾個項目的安裝、調(diào)試和應(yīng)用：自動檢測技術(shù)使用實訓(xùn)氣動技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)可編程控制器編程實訓(xùn)電氣控制電路實訓(xùn)變頻器應(yīng)用實訓(xùn)觸摸屏應(yīng)用實訓(xùn)自動控制技術(shù)教學(xué)與實訓(xùn)機械系統(tǒng)安裝和調(diào)試實訓(xùn)系統(tǒng)維護與故障檢測實訓(xùn)3、配置該裝置配置了觸摸屏模塊、可編程控制器（PLC）、變頻器裝置、氣動裝置、傳感器、氣動機械手裝置、上料器、送料傳動和分揀裝置等實訓(xùn)機構(gòu)。整個系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)提供開放式實訓(xùn)平臺，實訓(xùn)模塊可根據(jù)不同的實訓(xùn)要求進行組合；同時學(xué)校還可以根據(jù)教學(xué)需要，配置不同品牌的（PLC）模塊和變頻器模塊以及觸摸屏模塊，也可以增加其它實訓(xùn)模塊。系統(tǒng)的控制部分采用觸摸屏模塊和可編程控制器（PLC），執(zhí)行機構(gòu)由氣

7、動電磁閥-氣缸構(gòu)成的氣壓驅(qū)動裝置，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)自動運行，并完成物料的分揀。整個實訓(xùn)考核裝置的模塊之間連接方式采用安全導(dǎo)線連接，以確保實訓(xùn)和考核的安全。4、技術(shù)參數(shù) 1、 交流電源：三相 AC 380V10% 50 Hz；2、 溫度：-1040；環(huán)境濕度：90%（25）；3、 實訓(xùn)桌外形尺寸：長寬高=1200mm800mm840mm；4、 整機消耗：1.5kVA；5、 安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關(guān)的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。 5、配置清單序號名稱型號及規(guī)格數(shù)量單位備注1實訓(xùn)桌1190800840 mm1張2觸摸屏模塊單元1塊

8、3PLC模塊單元1臺用戶可自行選擇4變頻器模塊單元1臺5電源模塊單元三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個；1塊6按鈕模塊單元24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；1套7物料傳送機部件直流減速電機（24 V，輸出轉(zhuǎn)速6 r/min）1臺，送料盤1個，光電開關(guān)1只，送料盤支架1組；1套8氣動機械手部件單出雙桿氣缸1只，單出桿氣缸1只，氣手爪1只，旋轉(zhuǎn)氣缸1只，電感式接近開關(guān)2只，磁性開關(guān)5只，緩沖閥2只，非標螺絲2只，雙控電磁換

9、向閥4只；1套9皮帶輸送機部件三相減速電機（380 V，輸出轉(zhuǎn)速40r/min）1臺，平皮帶1355492 mm 1條，輸送機構(gòu)1套；1套10物件分揀部件單出桿氣缸3只，金屬傳感器1只，光纖傳感器2只，光電傳感器1只，磁性開關(guān)6只，物件導(dǎo)槽3個，單控電磁換向閥3只1套11接線端子模塊接線端子和安全插座1塊12物料金屬5個，尼龍黑白各5個15個13安全插線1套14氣管461套15PLC編程線纜亞龍1條16PLC編程軟件1套拷貝版17觸摸屏與計算機通信線1條18觸摸屏與PLC通信線1條19配套工具1套20產(chǎn)品配套光盤程序及相關(guān)資料1套21線架1個22實訓(xùn)指導(dǎo)書1套23電腦推車亞龍1臺24計算機品牌

10、機1臺可選25空氣壓縮機1臺可選26塑料泡沫盒1套二、 亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置機構(gòu)說明1、整機工作流程2、工作原理 在觸摸屏上按啟動按扭后，裝置進行復(fù)位過程，當裝置復(fù)位到位后，由PLC啟動送料電機驅(qū)動放料盤旋轉(zhuǎn)，物料由送料盤滑到物料檢測位置，物料檢測光電傳感器檢測；如果送料電機運行若干秒鐘后，物料檢測光電傳感器仍未檢測到物料，則說明送料機構(gòu)已經(jīng)無物料或故障，這時要停機并報警；當物料檢測光電傳感器檢測到有物料，將給PLC發(fā)出信號,由PLC驅(qū)動機械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂縮回，手臂向右旋轉(zhuǎn)到右限位，手臂伸出，手爪下降，將物料放到傳送帶上，落料口的物料檢測傳感器檢測

11、到物料后啟動傳送帶輸送物料，同時機械手按原來位置返回，進行下一個流程；傳感器則根據(jù)物料的材料特性、顏色等特性進行辨別，分別由PLC控制相應(yīng)電磁閥使氣缸動作，對物料進行分揀。3 、送料機構(gòu) 1轉(zhuǎn)盤 2調(diào)節(jié)支架 3直流電機 4物料 5出料口傳感器 6物料檢測支架放料轉(zhuǎn)盤： 轉(zhuǎn)盤中共放三種物料：金屬物料、白色非金屬物料、黑色非金屬物料。驅(qū)動電機： 電機采用24V 直流減速電機，轉(zhuǎn)速6r/min；用于驅(qū)動放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。物料支架： 將物料有效定位，并確保每次只上一個物料。出料口傳感器： 物料檢測為光電漫反射型傳感器，主要為PLC提供一個輸入信號，如果運行中，光電傳感器沒有檢測到物料并保持若干秒鐘，則應(yīng)讓

12、系統(tǒng)停機然后報警。4、機械手搬運機構(gòu)1旋轉(zhuǎn)氣缸 2非標螺絲 3氣動手爪 4手爪磁性開關(guān)Y59BLS 5提升氣缸 6磁性開關(guān)D-C73 7節(jié)流閥 8伸縮氣缸 9磁性開關(guān)D-Z73 10左右限位傳感器 11緩沖閥 12安裝支架整個搬運機構(gòu)能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制。磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，為此在前點和后點上各一個，當檢測到氣缸準確到位后將給PLC發(fā)出一個信號；（在應(yīng)用過程中棕色接PLC主機輸入端，藍色接輸入的公共端）手爪: 抓取和松開物料由雙電控氣閥控制，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，

13、指示燈亮，在控制過程中不允許兩個線圈同時得電。旋轉(zhuǎn)氣缸：機械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙電控氣閥控制。接近傳感器：機械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號輸出。（在應(yīng)用過程中 棕色線接直流24V電源“+”、藍色線接直流24V電源“-”、黑色線接PLC主機的輸入端）伸縮氣缸：機械手臂伸出、縮回，由電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。緩沖器： 旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，起緩沖減速作用。5、物料傳送和分揀機構(gòu)1磁性開關(guān)D-C73 2傳送分揀機構(gòu) 3落料口傳感器 4落料口 5料槽 6電感式傳感器 7光纖傳感器 8過濾調(diào)壓閥 9節(jié)流閥 10三相異步電機 11光纖放大器 12推料氣缸落料

14、口傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個輸入信號。落料孔：物料落料位置定位。料槽：放置物料。電感式傳感器：檢測金屬材料，檢測距離為35mm。光纖傳感器：用于檢測不同顏色的物料，可通過調(diào)節(jié)光纖放大器來區(qū)分不同顏色的靈敏度。三相異步電機：驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，由變頻器控制。推料氣缸：將物料推入料槽，由電控氣閥控制。6、氣動原理 本裝置氣動主要分為兩部分：1、氣動執(zhí)行元件部分有雙作用單出桿氣缸、雙作用單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、氣動手爪。2、氣動控制元件部分有單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥、節(jié)流閥、磁性限位傳感器。氣 路 原 理 圖7、傳感器應(yīng)用說明 電感式接近傳感器由高頻震蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸

15、出電路等組成。震蕩器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當金屬物料接近傳感器檢測面時，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了震蕩器的能量。使震蕩減弱以至停滯。震蕩器的震蕩及停振這兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大器轉(zhuǎn)換成二進制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放大后輸出。光電傳感器是一種紅外調(diào)制型無損檢測光電傳感器。采用高效果紅外發(fā)光二極管光敏三極管作為光電轉(zhuǎn)換元件。工作方式有同軸反射和對射型。在本實訓(xùn)裝置中均采用同軸反射型光電傳感器，它們具有體積小，使用簡單，性能穩(wěn)定，壽命長，響應(yīng)速度快，抗沖擊，耐震動，接受不受外界干擾等優(yōu)點。8、磁性開關(guān)的使用說明磁性開關(guān)是用來檢測氣缸活塞位置的，即檢測活塞的運動行程的。它可分為有觸點式和

16、無觸點式兩種。本裝置上用的磁性開關(guān)均為有觸點式的。它是通過機械觸點的動作進行開關(guān)的通（ON）斷（OFF）。用磁性開關(guān)來檢測活塞的位置，從設(shè)計、加工、安裝、調(diào)試等方面，都比使用其他限位開關(guān)方式簡單、省時。觸點接觸電阻小，一般為50200m，但可通過電流小，過載能力較差，只適合低壓電路。響應(yīng)快，動作時間為1.2ms。耐沖擊，沖擊加速度可達300，無漏電流存在。使用注意事項:1）安裝時，不得讓開關(guān)受過大的沖擊力，如將開關(guān)打入、拋扔等；2）不要把控制信號線與電力線（如電動機供電線等）平行并排在一起，以防止磁性開關(guān)的控制電路由于干擾造成誤動作；3）磁性開關(guān)的連接線不能直接接到電源上，必須串接負載，且負載

17、絕不能短路，以免開關(guān)燒壞；4）帶指示燈的有觸點磁性開關(guān)，當電流超過最大允許電流時，發(fā)光二極管會損壞；若電流在規(guī)定范圍以下，發(fā)光二極管會變暗或不亮。5）安裝時，開關(guān)的導(dǎo)線不要隨氣缸運動，不僅僅是導(dǎo)線易斷，而且應(yīng)力加在開關(guān)內(nèi)部，開關(guān)內(nèi)部元件可能破壞；6）磁性開關(guān)不要用于有磁場的場合，這會造成開關(guān)的誤動作，或者使內(nèi)部磁環(huán)減磁；7）DC24V帶指示燈的開關(guān)是有極性的，茶色線為“+”，藍色線為“-”；本實訓(xùn)裝置中所用到的均為DC24V帶指示燈有觸點開關(guān)；三 、電氣電路組成1、電氣組成模塊 本裝置電氣部分主要有電源模塊、按鈕模塊、可編程控制器（PLC）模塊、變頻器模塊、三相異步電動機、接線端子排等組成。所

18、有的電氣元件均連接到接線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插孔連接到各個模塊，提高實訓(xùn)考核裝置安全性。結(jié)構(gòu)為拼裝式，各個模塊均為通用模塊，可以互換，能完成不同的實訓(xùn)項目，擴展性較強。三菱PLC主機、變頻器電源模塊：三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）、熔斷器。單相電源插座用于模塊電源連接和給外部設(shè)備提供電源，模塊之間電源連接采用安全導(dǎo)線方式連接。按鈕模塊：提供了多種不同功能的按鈕和指示燈（DC24V），急停按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、蜂鳴器。所有接口采用安全插連接。內(nèi)置開關(guān)電源（24V/6A一組，12V/2A一組，）為外部設(shè)備工作提供電源。PLC模塊：采用三菱FX2N-48MR 繼電器輸出，所

19、有接口采用安全插連接。變頻器模塊：三菱E540-0.75KW 控制傳送帶電機轉(zhuǎn)動，所有接口采用安全插連接。警示燈：共有綠色和紅色兩種顏色。引出線五根，其中并在一起的兩根粗線是電源線（紅線接“+24” ，黑紅雙色線接“GND” ），其余三根是信號控制線（棕色線為控制信號公共端，如果將控制信號線中的紅色線和棕色線接通，則紅燈閃爍，將控制信號線中的綠色線和棕色線接通，則綠燈閃爍）。2 、端子接線圖3、 三菱變頻器操作3.1 變頻器的接線圖 3 .2 變頻器操作面版說明3.3 參數(shù)設(shè)置方法 3.4 三菱變頻器參數(shù)設(shè)置序 號參數(shù)代號參數(shù)值說 明1P435高速2P520中速3P611低速4P75加速時間5

20、P85減速時間6P1407P792電動機控制模式8P80默認電動機的額定功率9P82默認電動機的額定電流10P83默認電動機的額定電壓11P84默認電動機的額定頻率四、課程設(shè)計1、要求：設(shè)備的工作情況工件分揀設(shè)備能自動完成金屬工件、黑色塑料工件與白色塑料工件的傳送、分揀與包裝任務(wù)。1. 初始狀態(tài)通電后，紅色警示燈閃亮，提示工件分揀設(shè)備送電。此時，設(shè)備的相關(guān)部件應(yīng)為初始狀態(tài)。相關(guān)部件的初始狀態(tài)為：供料盤的撥桿停止轉(zhuǎn)動。機械手停止在左限止位置，氣爪松開，手臂氣缸和懸臂氣缸活塞桿縮回。傳送帶停止運行，分揀氣缸A、B、C的活塞桿全部縮回復(fù)位。急停按鈕處于復(fù)位位置（常開觸點斷開、常閉觸點閉合）。2啟動在

21、設(shè)備相關(guān)部件為初始狀態(tài)的情況下，才能按下啟動按鈕SB5使設(shè)備進入運行，紅色警示燈滅，綠色警示燈閃亮。3. 送料 按下啟動按鈕SB5后，若物料盤上的出口傳感器檢測無物料，則送料電動機開啟，驅(qū)動物料盤旋轉(zhuǎn)送料，當出料口傳感器檢測到物料后停止送料；如果送料電動機運行20秒后，出料口傳感器仍沒檢測到物料，則停止送料，紅色警示燈閃亮，報警器報警，直到按下復(fù)位按鈕才停止報警，并重新開始。1 機械手搬送工件當出料口傳感器檢測到物料且機械手和各氣缸活塞桿的位置正確時，按下啟動按鈕，機械手開始搬物加工。機械手懸臂伸出下降夾緊物料，夾緊1秒后上升縮回右轉(zhuǎn)伸出下降放物，延時1秒后上升縮回左轉(zhuǎn)至左側(cè)極限位置停止，等待

22、傳送帶上的工件分揀完成后再進行下一次搬物。2 工件的分揀通過皮帶輸送機位置的進料口到達傳送帶上的工件，按下面的方式分揀：進料口放入工件后，傳送帶啟動。放入傳送帶上金屬、白色塑料或黑色塑料中每種工件的第一個，由位置的氣缸A推入出料斜槽D；每種工件第二個由位置的氣缸B推入出料斜槽E；每種工件第二個以后的則由位置的氣缸C推入出料斜槽F。每次將工件推入斜槽，氣缸活塞桿縮回后，機械手再進行搬運下一個工件。推料時，傳送帶要先停止。當出料斜槽D和E中各有1個金屬、白色塑料和黑色塑料工件時，設(shè)備停止運行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮，報警器報警2秒，等待下一輪的工作。 6. 設(shè)備的停止需要停止工作，按下停止按

23、鈕SB6。按下停止按鈕SB6時，所有正在工作的部件，應(yīng)完成當前工件分揀成功后，設(shè)備才能停止運行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮。再次啟動時，設(shè)備繼續(xù)運行。7.工件分揀設(shè)備的意外情況處理 本次工作任務(wù)中，僅考慮下面意外情況。機械手在夾持工件時可能會出現(xiàn)意外，請對這種情況作出下述處理與保護：由于位置的機械手取件平臺的工件相互擠壓，使機械手氣爪夾持不到工件就提升。發(fā)生此種情況時，機械手應(yīng)立刻回到初始狀態(tài)并停止，同時蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲。2、I/O分配表輸入繼電 器作用地址輸出繼電 器作用地址正負輸出 正 負 X0啟動SB1 Y0紅燈13 X1物料復(fù)位 SB3Y1蜂鳴器HL X2物料檢測 343536 Y2物料旋轉(zhuǎn)67X3左轉(zhuǎn)限位開關(guān)373839Y3左轉(zhuǎn)電磁閥2223 X4右轉(zhuǎn)限位開關(guān)404142Y4右轉(zhuǎn)電磁閥2425 X5伸出限位開關(guān)4344Y5伸出電磁閥1819 X6縮回限位開關(guān)4546Y6縮回電磁閥2021X7上升限位開關(guān)4748 Y7上升電磁閥1415 X10下降限位開關(guān)4950Y10下降電磁閥1617 X11夾緊限位開關(guān)5152Y12夾緊電磁閥1011 X12推料一限位開關(guān)5354Y13松開電磁閥1213 X14推料二限位開關(guān)5758Y14第一推出氣缸2627 X16推料三限位