一、概述:
二維平面搬運裝置(TC-R01)是一套綜合了機械裝配與連接、PLC控制、電機控制、傳感器控制、氣動控制、計算機信息處理等現(xiàn)代化生產(chǎn)控制技術的機電一體化控制對象。是專為職業(yè)技術院校、技工學校、職業(yè)教育培訓機構等而設計的典型機電一體化培訓產(chǎn)品。適合于機械制造及其自動化、機電一體化、機械電子工程、電氣工程及自動化、自動化工程、計算機控制技術等教學與培訓。它提高學生動手能力和實踐技能而設計的實用性強的實驗設備,是機電一體化專業(yè)教育培訓的很好設備。在系統(tǒng)方面,二維平面搬運裝置的執(zhí)行機構以電機執(zhí)行機構為主,以實現(xiàn)工件吸、放的氣動機械裝置為輔助器件;二維平面搬運裝置的整體運動則采取電機驅動、精密定位的位置控制,該驅動系統(tǒng)具有長行程、多定位點的特點,是典型的二維控制平面。二維平面搬運裝置應用了不同類型的傳感器,分別用于判斷電機的運動位置、氣缸伸縮到位檢測等。傳感器技術是機電一體化技術中的關鍵技術之一,是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)高度自動化的前提之一。位置控制技術與傳感器技術是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應用較為廣泛的電氣控制技術。
二、二維平面搬運裝置的特點及其優(yōu)越性:
1、專業(yè)性:該裝置均采用當前工業(yè)系統(tǒng)常用的現(xiàn)代化控制器件、連接設備以及專業(yè)的設計理念;
2、全面性:覆蓋了傳感器技術、氣動技術、PLC技術、電機驅動技術、計算機組態(tài)技術、機械系統(tǒng)精密傳動技術等多項技術實訓;
3、綜合性:不但能提升學生的專業(yè)技能,同時可以培養(yǎng)學生的動手能力、團隊協(xié)助能力、綜合問題的分析和解決能力;
4、開放型:該實驗裝置所有電器控制端口均通過安全插座接與接線盒之上,方便學員根據(jù)學習需要自己接線、編程和調(diào)試,機械裝備上亦從方便學員動手拆裝出發(fā),設計出適合于學員進行拆卸和組裝的相關練習;
5、安全性:具有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置,安全性符合相關的國家標準,同時備急停保護、限位保護等各種保護功能,可確保人身與設備安全。
三、技術參數(shù):
輸入電壓:AC 220V;
控制電壓:DC 24V ;
額定電流:3 A ;
環(huán)境溫度:-15℃~45℃(工作) -20℃~50℃(保存);
相對濕度: 35-85%(無冷凝);
具有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置,安全性符合相關的國家標準。
四、實訓項目:
1.氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項目:
(1)氣動機械手裝置的安裝;
(2)氣動方向控制回路的安裝;
(3)氣動速度控制回路的安裝;
(4)了解氣動元件的使用及氣動控制回路。
2.PLC接線與編程軟件的學習項目:
(1)系統(tǒng)接線的實訓項目,電機正反轉控制電路的連接與控制程序編寫;
(2)電機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫;
(3)氣動方向控制程序編寫;
(4)氣動順序動作控制程序編寫;
(5)氣動機械手控制程序編寫;
(6)二維平面搬運裝置設備控制程序編寫。
3.電機驅動器的使用項目:
(1)學習電機驅動器的用途;
(2)熟悉驅動器主要參數(shù)的功能;
(3)了解驅動器控制端(CN1)的多功能帶驅動、方向、限位等功能;
(4)掌握電機驅動器與電機的接線。
4.電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目:
(1)PLC基本指令的學習、編寫與調(diào)試;
(2)電動機正反轉控制電路的連接與控制程序編寫;
(3)電動機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫;
(4)實驗平臺順序動作控制程序編寫;
(5)氣動方向控制程序編寫;
(6)氣動機械手控制程序編寫;
(7)綜合實驗板的控制程序編寫。
5.綜合實驗板的安裝與調(diào)試項目:
(1)控制板的整體元件分布與模塊的放置設計;
(2)控制板元件的安裝與調(diào)試;
(3)電機傳動裝置同軸度的調(diào)整;
(4)實驗平臺元件的簡單安裝與調(diào)試。
6.機械構件的裝配與調(diào)整能力;
(1)機電設備的安裝與調(diào)試能力;
(2)電路安裝能力;
(3)氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力;
(4)熟悉電機運動過程中,限位開關的保護作用;
(5)機電一體化設備的控制程序的編寫能力;
(6)自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力。
五、裝置結構:
二維平面搬運裝置大體可分為二個部分:二維平面搬運控制面板、二維平面搬運機構等組成;
二維平面搬運裝置的機械部分主要配置:運動機構單元、驅動器單元、控制組件單元等三單元構成;
1、運動機構單元:運動機構單元主要由X軸運動機構、Y軸運動機構、氣動機械裝置、二維搬運平臺以及各限位開關、原點開關等組成;
2、氣動機械裝置:用于工件的吸取、放置功能,借助精確定位的位置控制實現(xiàn)工件的搬運。主要由真空吸盤、雙桿氣缸、磁感應接近開關組成;
3、搬運工作臺:該平臺主要由以下幾個部件組成:
1)運動機構:
X軸:滾珠型絲桿、組合式直線導軌、鋁材滑臺、聯(lián)軸器、原點開關、限位保護開關等,絲桿行程不低于300mm;采用富士GYS201DC2-T2A高精度交流伺服電機(200W)、RYC201D3-VVT2數(shù)字式交流伺服驅動器控制軸的正反定位;
Y軸:滾珠型絲桿、組合式直線導軌、鋁材滑臺、聯(lián)軸器、原點開關、限位保護開關等,絲桿行程不低于200mm;采用斯達特步進電機23HS3002高精度步進電機、MS-2H057M步進電機驅動器控制軸的正反定位;
Z軸:采用雙桿直線氣缸和真空吸盤構成垂直升降搬運裝置,上升位及下降位定位傳感器各一個,氣缸行程不低于75mm。
2)工作臺:鋁合金支柱,矩形雙層有機玻璃搭建而成;
3)接線端子: 由接線端子排組成,運動機構中所涉及的各類端子引至接線端子排,提供老師及學生進行動手操作和接線的開放式教學的需要;
4)氣控單元: 氣動三聯(lián)件一個,真空發(fā)生器一個,電磁閥兩組;
5)單相電源插座一個、防水盒一個、防水接頭一個。
六、二維平面搬運裝置的基本功能:
1、復位工作:系統(tǒng)上電,先執(zhí)行復位操作;按復位按鈕,X/Y軸電機開始以第一速度反向復位運行,上下缸縮回,真空吸盤不工作,復位傳感器檢測到運動塊并發(fā)出信號,原點復位完成;PLC啟動電機驅動器驅動電動機復位至工作原點,此時系統(tǒng)復位完成;
2、吸取工作:按下啟動按扭,PLC驅動上下缸下降伸出(真空吸盤靠近工件),真空吸盤工作——吸住工件,上下缸縮回,完成工件吸取工作;
3、放置工作:PLC啟動電機驅動器驅動電動機正向旋轉,通過絲桿帶動運動塊向前運行至下一工件位,PLC驅動上下缸下降伸出(真空吸盤靠近工件位),真空吸盤不工作——將工件放下,上下缸縮回,完成工件放置工作。電機二維搬運平臺上有好幾個工件位,PLC帶動各執(zhí)行元件(電機、氣缸、真空吸盤)完成二維搬運平臺上工件位的吸取、放置工作。最后X/Y運動塊返回原位重新開始下一個流程。
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