1、亚龙亚龙YL-235AYL-235A光机电一体化光机电一体化实训考核装置的介绍实训考核装置的介绍 整机的概述各个机构的介绍标准模块的介绍整机的安装调试示例程序的编写 亚龙亚龙YL-235AYL-235A型光机电一体化实训考核装置型光机电一体化实训考核装置 一一.亚龙亚龙YL235A整机概述整机概述 亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置既包含了机电一体化专业所涉及的基础知识、专业知识和基本的机电技能要求，也体现了当前先进技术在生产实际中的应用。它为学生提供了一个典型的、可进行综合训练的工程环境，为学生构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台。在此平台上可实现知识的实际应用、技能的综
2、合训练和实践动手能力的客观考核。2.2.系统的组成系统的组成(1).(1).机构的组成机构的组成 该装置主要由实训台、盘式下料机构、气动机械该装置主要由实训台、盘式下料机构、气动机械手搬运机构、传送分拣机构、接线端子排等组成，如手搬运机构、传送分拣机构、接线端子排等组成，如下图所示：下图所示：实训台实训台盘式下料机构盘式下料机构搬运机械手机构搬运机械手机构传送分拣机构传送分拣机构接线端子排接线端子排(2).(2).电气控制的组成电气控制的组成 该装置的电气控制部分主要由电源模块、该装置的电气控制部分主要由电源模块、PLCPLC模块、模块、变频器模块、触摸屏模块、按钮模块、电磁阀、气缸变频器模块
3、、触摸屏模块、按钮模块、电磁阀、气缸以及各种传感器等组成，如下图所示：以及各种传感器等组成，如下图所示：电源模块电源模块PLC模块模块变频器模块变频器模块按钮模块按钮模块触摸屏触摸屏电磁阀电磁阀气缸气缸传感器传感器(3).可以进行的实训项目可以进行的实训项目a.自动检测技术应用实训自动检测技术应用实训b.气动技术应用实训气动技术应用实训c.可编程控制器编程实训可编程控制器编程实训d.变频器应用实训变频器应用实训e. 触摸屏应用实训触摸屏应用实训f.自动控制技术教学与实训自动控制技术教学与实训g.机械系统安装和调试实训机械系统安装和调试实训二二.各个机构的介绍各个机构的介绍(1).盘式下料机构盘
4、式下料机构1.料盘料盘2.调节支架调节支架3.直流电机直流电机4.物料物料5.光电传感器光电传感器6.料台机构料台机构直流减速电机直流减速电机 技术参数：技术参数：转速圈min额定电压24V10空栽电流60mA负载电流300mA正常使用：正常使用：电机两个接线端子接入直流电压为24V。电机的正反转的切换取决于直流电的正负极的切换 。光电传感器 漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被
5、反射到接收器，接近开关处于常态而不动作；反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。 漫射式接近开关的工作原理 工作原理工作原理送料机构的实际应用搅拌机搅拌机粉碎机粉碎机送料机送料机(2).气动机械手搬运机构气动机械手搬运机构1. 摆动气缸摆动气缸2. 定位螺栓定位螺栓3. 气动手爪气动手爪4、6、9. 磁性开关磁性开关5. 标准气缸标准气缸7. 节流阀节流阀8. 双联气缸双联气缸10. 接近开关接近开关11. 缓冲阀缓冲阀12. 支架支架标准气缸标准气缸 注：注：气缸的正确运动使物料分到相应的位置，只要交换进
6、出气的方向就能改变气缸的伸出（缩回）运动，气缸两侧的磁性开关可以识别气缸是否已经运动到位。 节流阀连接和调整原理示意 双联气缸双联气缸 双活塞式气缸气动手爪气动手爪 摆动气缸摆动气缸 叶片式叶片式齿轮齿条式齿轮齿条式磁性开关的内部电路磁性开关的内部电路 磁性开关有蓝色和棕色2根引出线，使用时蓝色引出线应连接到PLC输入公共端，棕色引出线应连接到输入公共端，棕色引出线应连接到PLC输入端子。磁性开关的输入端子。磁性开关的内部电路如上图内部电路如上图虚线框内所示，为了防止实训时错误接线损坏磁性开关，YL-235A上所有磁性开关的棕色引出线都串联了电阻和二极上所有磁性开关的棕色引出线都串联了电阻和二
7、极管支路。因此，使用时若引出线极性接反，该磁性开关不能正常工管支路。因此，使用时若引出线极性接反，该磁性开关不能正常工作。作。 信号输出信号输出PLC公共端公共端双线圈电磁阀(双向电磁阀) 双向电磁阀示意图双向电磁阀示意图注：注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。电控阀内装的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。 单线圈电磁阀(单向圈电磁阀) 单相电磁阀示意图单相电磁阀示意图注：注： 单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固定的只
8、能控制一个方向。气动元件动作分析气动元件动作分析 手爪控制示意图手爪控制示意图机械手搬运机构机械手搬运机构的实际应用(3).传送分拣机构传送分拣机构1.磁性开关磁性开关2.皮带输送机皮带输送机3.光电传感器光电传感器4.落料口落料口5.料槽料槽6.接近开关接近开关7.光纤光纤8.进气机构进气机构9.节流阀节流阀10.三相减速电机三相减速电机11.光纤放大器光纤放大器12.推料气缸推料气缸气源处理组件 (油水分离器) 主要由手阀（进气开关）、主要由手阀（进气开关）、压力调节过滤器、弯头组成。压力调节过滤器、弯头组成。 气源处理组件输入气源来自空气压缩机，所气源处理组件输入气源来自空气压缩机，所提
9、供的压力为提供的压力为0.61.0MPa, 输出压力为输出压力为00.8MPa可调。输出的压缩空气送到各工作单元。可调。输出的压缩空气送到各工作单元。 接近开关检测距离:2-4mm体积小,安装方便动作频率可高达2500HZ极性保护和过载保护重复精度式式5%额定电压DC 10-30V额定电流DC 200mA通态压降 32.5VDC空载消耗电流DC 10mA 光电传感器检测距离3-100mm具有灵敏调节，动作前后延长时间功能体积小，使用简单，性能稳定，寿命长，响应速度快，抗冲击，耐 振动，接受不受外界干扰等特点。广泛用于现代轻工/机械/冶金/交通/电力/纺织/军工/烟草/矿山等行业额定电压10-3
10、0VDC额定电流200mA通态压降2.5VDC空载消耗电流10mA响应时间3mS保护电路极性保护/短路保护浪涌保护 3.光纤传感器 光纤传感器由光纤光纤传感器由光纤检测头、光纤放大器检测头、光纤放大器两部分组成，放大器两部分组成，放大器和光纤检测头是分离和光纤检测头是分离的两个部分，光纤检的两个部分，光纤检测头的尾端部分分成测头的尾端部分分成两条光纤，使用时分两条光纤，使用时分别插入放大器的两个别插入放大器的两个光纤孔。主要由光纤光纤孔。主要由光纤和放大器组成。和放大器组成。 光纤传感器放大器单元的安装示意图 光纤传感器也是光电传感器的一种，相对于传统电量型传感器（热电偶、热电阻、压阻式、振弦
11、式、磁电式），光纤传感器具有下述优点：抗电磁干扰、可工作于恶劣环境，传输距离远，使用寿命长，此外，由于光纤头具有较小的体积，所以可以安装在很小空间的地方。 光纤式光电接近开关的放大器的灵敏度调节范围较大。当光纤传感器灵敏度调得较小时，反射性较差的黑色物体，光电探测器无法接收到反射信号；而反射性较好的白色物体，光电探测器就可以接收到反射信号。反之，若调高光纤传感器灵敏度，则即使对反射性较差的黑色物体，光电探测器也可以接收到反射信号。从而可以通过调节灵敏度判别黑白两种颜色物体，将两种物料区分开，从而完成自动分拣工序 光纤传感器的调节说明 光纤传感器的原理图 物料传送和分拣机构的应用物料传送和分拣机
12、构的应用传送机传送机分拣机分拣机生产流水线生产流水线三三.标准模块的介绍标准模块的介绍(1).电源模块电源模块电源模块主要包括一电源模块主要包括一个三相漏电保护开关、个三相漏电保护开关、两位的单相电源插座。两位的单相电源插座。其中三条火线、零线其中三条火线、零线经过漏电保护开关被引经过漏电保护开关被引导面板的安全插座上，导面板的安全插座上，地线也被相应引到面板地线也被相应引到面板的安全插座上。的安全插座上。该电源模块负责整个该电源模块负责整个系统的供电。系统的供电。 采用三菱采用三菱FX2N-48MR 继电器输出，继电器输出，它有它有24点输入，点输入，24点输出，所有接口均点输出，所有接口均
13、引到面板的安全插座引到面板的安全插座上，使用时用安全插上，使用时用安全插线连接。线连接。(2).PLC模块模块三菱三菱E540-0.75KW E540-0.75KW 控制传送带控制传送带电机转动，电机转动，所有接口采用安全插连接所有接口采用安全插连接 (3).变频器模块变频器模块 24V指示灯(4).按钮模块按钮模块DC24V电源(5).各个模块之间的电源连接各个模块之间的电源连接a.电源连接电源连接b.PLC连接连接输入端输入端COM输出端输出端COM1(1).系统的工作流程系统的工作流程四四.整机的安装调试整机的安装调试 在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复
14、位过程，当装置复位到位后，由位过程，当装置复位到位后，由PLC启动启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电传感器滑到物料检测位置，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机并报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将给有物料，将给PLC发出信号发出信号,由由PLC驱动机驱动机械手臂伸出手爪下降抓物，然后
15、手爪提升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，分料的材料特性、颜色等特性进行辨别，分别由别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作，对控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。物料进行分拣。 (2).安装步骤安装步骤
16、a. 参照安装示意图将设备组装完成（见附图一）；参照安装示意图将设备组装完成（见附图一）；b. 根据实际情况将各个组件的衔接位置调节准确（特别是搬运机械手的抓取根据实际情况将各个组件的衔接位置调节准确（特别是搬运机械手的抓取位置和放开位置）；位置和放开位置）；c. 将设备上的线（包括传感器、电机、电磁阀、磁性开关、警示灯等）按照将设备上的线（包括传感器、电机、电磁阀、磁性开关、警示灯等）按照引线图均引到接线端子上（可参考附图二）；引线图均引到接线端子上（可参考附图二）；d. 根据实训控制原理图（见附图三），进行实训连接；根据实训控制原理图（见附图三），进行实训连接；e. 确认上述连接无误后（特
17、别是电源部分，不要有短路；传感器、磁性开关、确认上述连接无误后（特别是电源部分，不要有短路；传感器、磁性开关、警示灯的线参考注意事项）；警示灯的线参考注意事项）；f. 连接通讯线缆，通过电脑进行控制程序的传送；连接通讯线缆，通过电脑进行控制程序的传送；g. 程序传送完毕后，进行上电调试；程序传送完毕后，进行上电调试；h. 启动之前要求各个气缸均要回到初始位置（机械手摆在左边，其余气缸全启动之前要求各个气缸均要回到初始位置（机械手摆在左边，其余气缸全部缩回到位）；部缩回到位）；转盘电机电正手臂气缸伸出限位磁性传感器正手爪提升气缸上限位磁性传感器正手臂旋转左限位接近传感器正推料二气缸伸出磁性传感器
18、正手爪磁性传感器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物料检测光电传感器正电感式接近传感器正电感式接近传感器输出光电传感器正光电传感器负光电传感器输出电机PE手爪磁性传感器负推料二气缸伸出磁性传感器负推料二气缸缩回磁性传感器正推料二气缸缩回磁性传感器负推料一气缸伸出磁性传感器正推料一气缸伸出磁性传感器负推料一气缸缩回磁性传感器正推料一气缸缩回磁性传感器负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输出手臂旋转右限位接近传感器正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输出手爪提升气缸上限位磁性传感器负手爪提升气缸下限位磁性传感器正手爪提升气缸下
19、限位磁性传感器负手臂气缸伸出限位磁性传感器负手臂气缸缩回限位磁性传感器正手臂气缸缩回限位磁性传感器负转盘电机电负物料检测光电传感器负电感式接近传感器负光纤传感器一正光纤传感器一输出光纤传感器一负驱动手爪抓紧双向电控阀1驱动手爪抓紧双向电控阀2驱动推料一伸出单向电控阀1驱动推料一伸出单向电控阀2驱动手臂左转双向电控阀1驱动手臂左转双向电控阀2驱动手臂右转双向电控阀1驱动手臂右转双向电控阀2驱动手爪提升双向电控阀1驱动手爪提升双向电控阀2驱动手爪下降双向电控阀1驱动手爪下降双向电控阀2驱动手臂伸出双向电控阀1驱动手臂伸出双向电控阀2驱动手臂缩回双向电控阀1驱动手臂缩回双向电控阀2注注：、传传感感器
20、器引引出出线线棕棕色色表表示示“正正”蓝蓝色色表表示示“负负”黑黑色色表表示示“输输出出”、电电控控阀阀分分单单向向和和双双向向，单单向向一一个个线线圈圈双双向向两两个个线线圈圈。图图中中“”“”表表示示一一个个线线圈圈的的两两个个接接头头物料检测光电传感器输出端子接线布 置图驱动推料二伸出单向电控阀1驱动推料二伸出单向电控阀2驱动推料三伸出单向电控阀1驱动推料三伸出单向电控阀2驱动手爪松开双向电控阀1驱动手爪松开双向电控阀2推料三气缸伸出磁性传感器正推料三气缸伸出磁性传感器负推料三气缸缩回磁性传感器正推料三气缸缩回磁性传感器负光纤传感器二正光纤传感器二负光纤传感器二输出触摸屏电源正触摸屏电源
21、负三菱FX2N-48MR启动气动手爪传感器旋转左限位传感器旋转右限位传感器气动手臂伸出传感器气动手臂缩回传感器手爪提升限位传感器手爪下降限位传感器物料检测光电传感器推料一伸出限位传感器推料一缩回限位传感器推料二伸出限位传感器推料二缩回限位传感器启动推料一传感器启动推料二传感器驱动转盘电机驱动臂气缸伸出驱动臂气缸缩回驱动提升气缸下降驱动提升气缸上升驱动摆动气缸正转驱动摆动气缸反转驱动推料一伸出驱动报警驱动手爪夹紧COM1外部电源 0VCOM5接变器频低速接变频器正转接变频器M接端子启动绿色指示灯接端子停止红色指示灯驱动手爪松开驱动推料二伸出驱动推料三伸出接指示灯公共端COM2COM3COM4停止
22、推料三伸出限位传感器推料三缩回限位传感器传送带入料检测光电传感器启动推料三传感器外部电源+24V(3).注意事项注意事项a. 通电之前必须确认三相电的进线和模块的连接没通电之前必须确认三相电的进线和模块的连接没有错误；有错误；b.连接线路过程中不该有短路、断路现象；连接线路过程中不该有短路、断路现象；c.三线制传感器的使用说明：棕色接三线制传感器的使用说明：棕色接PLC本身的本身的+24V，蓝色接输入端的公共端，蓝色接输入端的公共端COM，黑色接控制输，黑色接控制输入端（以三菱主机为例）；入端（以三菱主机为例）；d.两线制磁性开关的使用说明：棕色的接控制输入两线制磁性开关的使用说明：棕色的接控
23、制输入端，蓝色的接输入的公共端端，蓝色的接输入的公共端COM（以三菱主机为例）；（以三菱主机为例）； e.警示灯的应用警示灯的应用 警示灯：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）。五五.示例程序的编写示例程序的编写(1).盘式下料机构的控制盘式下料机构的控制 输入点输入点 启动启动 X0 停止停止 X1光电传感器光电传感器 X2 输出点输出点直流电机直流电机 Y0运
24、行指示运行指示 Y1停止指示停止指示 Y2报警输出报警输出 Y3 按下启动按钮，如果光电传感器没有检测到物料，则直流电机运行，直到光电传感器检测到物料时停止运行，当电机持续运行若干时间后，传感器都未检测到物料，则说明料盘缺料或者出现故障，电机应停止报警输出。动作要求动作要求:用到的基本指令、功能指令以及元件用到的基本指令、功能指令以及元件:LD 取取LDI 取反取反AND 与与ANI 与非与非OR 或或OUT 输出输出SET 置位置位RST 复位复位ENG 结束结束(2).气动机械手搬运机构的控制气动机械手搬运机构的控制 输入点输入点 启动启动 X0 停止停止 X1 左限位左限位 X2 右限位
25、右限位 X3手爪抓紧标志手爪抓紧标志 X4手爪上限位手爪上限位 X5手爪下限位手爪下限位 X6手爪前限位手爪前限位 X7手爪后限位手爪后限位 X10 输出点输出点手臂伸出驱动手臂伸出驱动 Y0手臂缩回驱动手臂缩回驱动 Y1手爪下降驱动手爪下降驱动 Y2手爪上升驱动手爪上升驱动 Y3手爪抓紧驱动手爪抓紧驱动 Y4手爪松开驱动手爪松开驱动 Y5运行指示运行指示 Y6停止指示停止指示 Y7动作要求动作要求: 保证机械手在初始保证机械手在初始位置的条件下位置的条件下, ,按启动按启动按钮按钮, ,机械手按照伸出机械手按照伸出-下降下降-夹紧夹紧-上升上升-缩回缩回-右转右转- -伸出伸出-下降下降-松
26、松开开-上升上升-缩回缩回-左转的动作流程执行左转的动作流程执行动作。动作。用到的基本指令、功能指令以及元件用到的基本指令、功能指令以及元件:LD 取取LDI 取反取反AND 与与ANI 与非与非OR 或或STL 步进梯形图开始步进梯形图开始RET 步进梯形图结束步进梯形图结束OUT 输出输出SET 置位置位RST 复位复位ENG 结束结束M 辅助继电器辅助继电器S 状态状态T 定时器定时器C 计数器计数器D 数据寄存器数据寄存器(3).传送分拣机构的控制传送分拣机构的控制 输入点输入点 启动启动 X0 停止停止 X1 落料口检测落料口检测 X2 接近开关接近开关 X3 光纤光纤1 X4 光纤
27、光纤2 X5推料推料1前限位前限位 X6推料推料1后限位后限位 X7推料推料2前限位前限位 X10推料推料2后限位后限位 X11推料推料3前限位前限位 X12推料推料3后限位后限位 X13 输出点输出点正转驱动正转驱动 Y0反转驱动反转驱动 Y1高速驱动高速驱动 Y2中速驱动中速驱动 Y3低速驱动低速驱动 Y4推料推料1推出驱动推出驱动 Y5推料推料2推出驱动推出驱动 Y6推料推料3推出驱动推出驱动 Y7运行指示运行指示 Y10停止指示停止指示 Y11动作要求动作要求: : 在保证3个推料气缸均是缩回的状态下，按启动按钮后，落料口检测到物料时,启动传送带，根据传感器的检测信号，由相对应的推料气
28、缸将物料推入料道，气缸缩回的同时，传送带停止运行。用到的基本指令、功能指令以及元件用到的基本指令、功能指令以及元件:LD 取取LDI 取反取反AND 与与ANI 与非与非OR 或或OUT 输出输出SET 置位置位RST 复位复位ENG 结束结束M 辅助继电器辅助继电器S 状态状态T 定时器定时器C 计数器计数器D 数据寄存器数据寄存器变频器的参数设置变频器的参数设置序序 号号参数代号参数代号参数值参数值说说 明明1P435高速高速2P520中速中速3P611低速低速4P75加速时间加速时间5P85减速时间减速时间6P1407P792外部控制模式外部控制模式8P80默认默认电动机的额定功率电动机的额定功率9P82默认默认电动机的额定电流电动机的额定电流10P83默认默认电动机的额定电压电动机的额定电压11P84默认默认电动机的额定频率电动机的额定频率
