1、YL235A型光机电设备的组装与调试型光机电设备的组装与调试电工教研组201112241教学思路教学思路 教学方法：项目教学法教学方法：项目教学法 教学进度安排表教学进度安排表2教学准备工作教学准备工作3任务一：阅读学习任务书任务一：阅读学习任务书 一一、工作任务工作任务 1.根据设备装配图组装根据设备装配图组装YL235A型光机电设备。型光机电设备。2.按照设备电路图连接按照设备电路图连接YL235A型光机电设备的电气回路。型光机电设备的电气回路。3.按照设备气路图连接按照设备气路图连接YL235A型光机电设备的气动回路。型光机电设备的气动回路。4.输入设备控制程序，正确设置变频器的参数，调
2、试输入设备控制程序，正确设置变频器的参数，调试YL235A型光机电设型光机电设备实现功能。备实现功能。4二、控制要求二、控制要求：1、起停控制：、起停控制：2、送料功能：、送料功能：3、搬运功能：、搬运功能：4、传送功能：、传送功能：5二、控制要求二、控制要求：1、起停控制：触摸人机界面上的启动按钮、起停控制：触摸人机界面上的启动按钮（或手动按钮（或手动按钮SB5），设备开始工作，机），设备开始工作，机械手复位；手爪放松、手爪上升、手臂缩械手复位；手爪放松、手爪上升、手臂缩回、手臂左旋至左侧限位处停止。触摸停回、手臂左旋至左侧限位处停止。触摸停止按钮止按钮(或手动按钮或手动按钮SB6)，系统完
3、成当前工，系统完成当前工作任务循环后停止。作任务循环后停止。6二、控制要求二、控制要求：2、送料功能：设备启动后，送料机构开始检测、送料功能：设备启动后，送料机构开始检测物料支架上的物料，警示灯绿灯闪烁。若无物料，物料支架上的物料，警示灯绿灯闪烁。若无物料，PLC便启动送料电动机工作，驱动页扇旋转，物便启动送料电动机工作，驱动页扇旋转，物料在页扇推挤下，从放料转盘中移至出料口。当料在页扇推挤下，从放料转盘中移至出料口。当物料检测传感器检测到物料时，电动机停止旋转。物料检测传感器检测到物料时，电动机停止旋转。若送料电动机运行若送料电动机运行15S后，物料检测传感器仍未后，物料检测传感器仍未检测到
4、物料，则说明料盘内已无物料，此时机构检测到物料，则说明料盘内已无物料，此时机构停止工作并报警，警示灯红灯闪烁。停止工作并报警，警示灯红灯闪烁。7二、控制要求二、控制要求：3、搬运功能：送料机构出料口有物料，机械手、搬运功能：送料机构出料口有物料，机械手臂伸出臂伸出手爪下降手爪下降手爪夹紧物料手爪夹紧物料0.5S后手臂后手臂伸出伸出手爪上升手爪上升手臂缩回手臂缩回手臂右旋手臂右旋0.5S后后手臂伸出手臂伸出手爪下降手爪下降0.5S后后手爪放松、提升，手爪放松、提升，手臂缩回，左旋至左侧限位处停止。手臂缩回，左旋至左侧限位处停止。8二、控制要求二、控制要求：4、传送功能：当传送带落料口的光电传感器
5、检、传送功能：当传送带落料口的光电传感器检测到物料时，变频器启动，驱动三相异步电动机测到物料时，变频器启动，驱动三相异步电动机以以25Hz的频率正转运行，传送带开始传送物料。的频率正转运行，传送带开始传送物料。当物料分拣完毕时，传送带停止运转。当物料分拣完毕时，传送带停止运转。9 5、分拣功能：、分拣功能：1）当启动金属传感器检测到金属物料到位时，传送带停）当启动金属传感器检测到金属物料到位时，传送带停止运行。止运行。2）当启动推料）当启动推料传感器检测到白色塑料物料到位时，传传感器检测到白色塑料物料到位时，传送带停止运行。送带停止运行。3）当启动推料）当启动推料传感器检测到黑色塑料物料到位时
6、，传传感器检测到黑色塑料物料到位时，传送带停止运行。送带停止运行。观看仿真动画观看仿真动画10 5、分拣功能：1）当启动金属传感器检测到金属物料到位时，传送带停止运行。此时推料气缸动作，活塞杆伸出将它推入料槽一内；当推料气缸伸出限位传感器检测到活塞杆伸出到位后，活塞杆缩回；推料的缩回限位传感器检测气缸缩回到位后，系统返回初始位置。观看仿真动画观看仿真动画11 5、分拣功能：2）当启动推料传感器检测到白色塑料物料到位时，传送带停止运行。此时推料气缸动作，活塞杆伸出将它推入料槽一内；当推料气缸伸出限位传感器检测到活塞杆伸出到位后，活塞杆缩回；推料的缩回限位传感器检测气缸缩回到位后，系统返回初始位置
7、。观看仿真动画观看仿真动画12 5、分拣功能：3）当启动推料传感器检测到黑色塑料物料到位时，传送带停止运行。此时推料气缸动作，活塞杆伸出将它推入料槽一内；当推料气缸伸出限位传感器检测到活塞杆伸出到位后，活塞杆缩回；推料的缩回限位传感器检测气缸缩回到位后，系统返回初始位置。观看仿真动画观看仿真动画13三、工作要求三、工作要求：（1）根据设备布置图和安装要求，进行设备实物安装；）根据设备布置图和安装要求，进行设备实物安装；（2）根据控制要求，写出）根据控制要求，写出PLC输入输入/输出地址分配表；输出地址分配表；（3）画出）画出PLC接线原理图，并连接设备电路部分；接线原理图，并连接设备电路部分；
8、（4）按照设备气路图连接气路部分；）按照设备气路图连接气路部分；（5）画出状态流程图；）画出状态流程图；（6）画出梯形图，将梯形图输入电脑；）画出梯形图，将梯形图输入电脑；（7）下载程序，通电调试与监控。）下载程序，通电调试与监控。14任务二任务二 设备组装设备组装 本设备是由机械手搬运装置、传送及分拣装置组成。安装时，本设备是由机械手搬运装置、传送及分拣装置组成。安装时，要求物料转盘、出料口、机械手及传送带落料口之间衔接准确，要求物料转盘、出料口、机械手及传送带落料口之间衔接准确，安装尺寸误差要小，以保证送料机构平稳送料、机械手准确抓安装尺寸误差要小，以保证送料机构平稳送料、机械手准确抓料和
9、放料。料和放料。151结构组成物料搬运、传送及分拣机构主要由加料站、机械手搬运装置、传物料搬运、传送及分拣机构主要由加料站、机械手搬运装置、传送装置及分拣装置等组成。其中，机械手主要由气动手爪部件、送装置及分拣装置等组成。其中，机械手主要由气动手爪部件、提升气缸部件、手臂伸缩气缸部件、旋转气缸部件及固定支架等提升气缸部件、手臂伸缩气缸部件、旋转气缸部件及固定支架等组成；传送装置主要由落料口、落料检测传感器、直线皮带输送组成；传送装置主要由落料口、落料检测传感器、直线皮带输送线（简称传送线）和三相异步电动机等组成；分拣装置由三组物线（简称传送线）和三相异步电动机等组成；分拣装置由三组物料检测传感
10、器、料槽、推料气缸及电磁阀阀组组成。料检测传感器、料槽、推料气缸及电磁阀阀组组成。162机械装配机械装配（1）划线定位。）划线定位。（2）组装传送装置：）组装传送装置：1）安装传送线脚支架；）安装传送线脚支架；2）固定落料口；）固定落料口；3）安装落料口）安装落料口传感器；传感器；4）固定传送线。）固定传送线。（3）组装分拣装置：）组装分拣装置：1）固定三个起动推料传感器；）固定三个起动推料传感器；2）固定三个推料气缸；）固定三个推料气缸；3）固定、调整三个料槽与其对应的推料气缸，使之共用同一固定、调整三个料槽与其对应的推料气缸，使之共用同一中性线。中性线。17（4）安装电动机：调整电动机的高
11、度、垂直度，直至电）安装电动机：调整电动机的高度、垂直度，直至电动机与传送带同轴。动机与传送带同轴。（5）固定电磁阀阀组。将电磁阀阀组固定在定位出。）固定电磁阀阀组。将电磁阀阀组固定在定位出。（6）组装机械手搬运装置：）组装机械手搬运装置：1）安装旋转气缸。）安装旋转气缸。2）组装机械手支架。）组装机械手支架。3）组装机械手）组装机械手臂。臂。4）组装提升臂。）组装提升臂。5)安装手爪。安装手爪。6）固定磁性传感器。）固定磁性传感器。7）固定左右限位装置。）固定左右限位装置。8）固定机械手。调整机械手摆幅、）固定机械手。调整机械手摆幅、高度等尺寸，使机械手能准确地将物料放入传送线落料口高度等尺
12、寸，使机械手能准确地将物料放入传送线落料口内。内。18（7）固定加料站。将加料站固定在定位处，调整出料口）固定加料站。将加料站固定在定位处，调整出料口的高度等尺寸，同时配合调整机械手的部分尺寸，保证机的高度等尺寸，同时配合调整机械手的部分尺寸，保证机械手气动手爪能准确无误地从出料口抓取物料，同时又能械手气动手爪能准确无误地从出料口抓取物料，同时又能正确无误地释放物料至传送线的落料口内。正确无误地释放物料至传送线的落料口内。观看亚龙观看亚龙YL235A型光机电一体化实训设备考核装置装配型光机电一体化实训设备考核装置装配视频资料。（视频资料。（34分钟）分钟）19任务三任务三：电路部分连接电路部分
13、连接一、编写一、编写PLC的的I/O接口分配表接口分配表根据根据YL235A型光机型光机电设备控制要求，电设备控制要求，以及设备装配示意以及设备装配示意图，列出图，列出PLC的的I/O接口分配表。接口分配表。注意：注意：COM1COM4外外接接24V正极；正极；COM5接变频器公共端接变频器公共端SD和警示灯的公共端。和警示灯的公共端。20 二、绘制二、绘制PLC接线接线原理图原理图根据根据PLC的的I/O接口分配表，画接口分配表，画出出PLC接线原理接线原理图图PLC接线原理图接线原理图 21三、电路连接操作步骤三、电路连接操作步骤 根据根据PLC接线原理图，以及设备输入接线原理图，以及设备
14、输入/输出输出端子接线图，对设备输入端子接线图，对设备输入/输出元器件进行输出元器件进行电器线路连接。电器线路连接。22 操作步骤操作步骤（1）连接传感器至端子排。）连接传感器至端子排。（2）连接输出元件至端子排。）连接输出元件至端子排。（3）连接电动机至端子排。）连接电动机至端子排。（4）连接）连接PLC的输入信号端子至端子排。的输入信号端子至端子排。（5）连接）连接PLC的输入信号端子至按钮模块。的输入信号端子至按钮模块。（6）连接）连接PLC的输出信号端子至端子排。（负载电源暂不连接，待的输出信号端子至端子排。（负载电源暂不连接，待PLC模块调试成后连接）。模块调试成后连接）。（7）连接
15、）连接PLC的输出信号端子至变频器。的输出信号端子至变频器。（8）连接变频器至电动机。）连接变频器至电动机。（9）将电源模块中的单相交流电源引至）将电源模块中的单相交流电源引至PLC模块。模块。（10）将电源模块中的三相电源和接地线引至变频器的主回路输入端）将电源模块中的三相电源和接地线引至变频器的主回路输入端子子L1、L2、L3、PE。（11）电路检查应正确无误。）电路检查应正确无误。23任务四任务四：气路部分连接气路部分连接 按照设备气路原理图连接气路部分。设备气路原理图设备气路原理图 24 1气路组成气路组成：（1）机械手气动回路中的气动控制元件主要是4个两位五通电磁换向阀及8个节流阀；
16、气动执行元件是提升气缸、伸缩气缸、旋转气缸及气动手爪。（2）分拣机构气动回路中的气动控制元件是3个两位五通单控电磁换向阀及6个节流阀；气动执行元件是金属推料气缸、白色塑料推料气缸、黑色塑料推料气缸。（3）气路还配有气动二联件及辅助元件。25 2气动原理：气动原理：（1）机械手气动回路：若）机械手气动回路：若YV1得电、得电、YV2断电，用于旋断电，用于旋转的电磁换向阀通过气管会将气压送入旋转气缸，控制机转的电磁换向阀通过气管会将气压送入旋转气缸，控制机械手臂左旋；反之，则控制右旋。机械手的其他气动回路械手臂左旋；反之，则控制右旋。机械手的其他气动回路工作原理与之相同。工作原理与之相同。（2）分
17、拣机构气动回路：若）分拣机构气动回路：若YV9得电，单控电磁换向阀得电，单控电磁换向阀控制气缸控制气缸伸出，将金属物料推入料槽一内；若伸出，将金属物料推入料槽一内；若YV9断电，断电，单控电磁换向阀在弹簧作用下复位，控制气缸单控电磁换向阀在弹簧作用下复位，控制气缸缩回，等缩回，等待下一次分拣。推料气缸待下一次分拣。推料气缸和推料气缸和推料气缸的气动回路工作的气动回路工作原理与之相同。原理与之相同。26 3气路连接方法：气路连接方法：（1）快速接头与气管对接。）快速接头与气管对接。（2）气管插入接头时，应用手拿着气管端部轻轻压）气管插入接头时，应用手拿着气管端部轻轻压入，使气管通过弹簧片和密封圈
18、达到底部，保证气路入，使气管通过弹簧片和密封圈达到底部，保证气路连接可靠、牢固、密封；气管从接头拔出时，应用手连接可靠、牢固、密封；气管从接头拔出时，应用手将管子向接头里推一下，然后压下接头上的压紧再拔将管子向接头里推一下，然后压下接头上的压紧再拔出，禁止强行拔出。出，禁止强行拔出。（3）用软管连接气路时，不许急剧弯曲，通过弯曲）用软管连接气路时，不许急剧弯曲，通过弯曲半径应大于其外径的半径应大于其外径的910倍。管路的走向要合理，倍。管路的走向要合理，尽量平行布置，力求最短，弯曲要少且平缓，避免直尽量平行布置，力求最短，弯曲要少且平缓，避免直角弯曲。角弯曲。27 4气路连接步骤：气路连接步骤
19、：（1）连接气源。）连接气源。（2）连接执行元件。）连接执行元件。（3）整理、固定气管。）整理、固定气管。28任务五任务五：程序设计与输入电脑程序设计与输入电脑 一、工作流程图绘制工作流程图绘制 依照控制要求，以及PLC接线原理图，画出PLC控制的工作流程图：1送料机构工作流程图 送料机构工作流程图送料机构工作流程图 启停控制小程序启停控制小程序以步进思路编程29 2机械手工作流程图 机械手工作流程图机械手工作流程图 以步进思路编程设计以步进思路编程设计：S1S5是初始化部分，S20S30是步进工作部分30 3传送带与物料分拣机构工作流程图 以步进思路编程以步进思路编程：S2是初始化部分，S4
20、0S62是步进工作部分金属物料分拣白色塑料物料分拣黑色塑料物料分拣31程序梯形程序梯形图绘制图绘制 根据流程根据流程图编写图编写32将梯形图程序输入将梯形图程序输入电脑电脑1启动三菱启动三菱PLC编编程工程软件程工程软件GX Developer。2创建新文件，选创建新文件，选择择PLC类型。类型。3输入程序。输入程序。4将电脑中的程序将电脑中的程序梯形图转换成指令语梯形图转换成指令语句表。句表。5保存文件。保存文件。33任务六任务六 程序下载调试与监控程序下载调试与监控 1先先PLC切换到切换到STOP状态，操作电脑清除状态，操作电脑清除PLC内存，再内存，再将电脑程序下载到将电脑程序下载到P
21、LC中；中；2将将PLC切换到切换到RUN状态，再电脑程序切换到监控状态。状态，再电脑程序切换到监控状态。3接通气泵工作电源，气源的气压达到接通气泵工作电源，气源的气压达到0.40.5Mpa后，后，开启气源的总气阀和气动二联件上的阀门给机构供气。检查开启气源的总气阀和气动二联件上的阀门给机构供气。检查气路是否漏气，再用手按动相关气动电磁阀，检查气动电磁气路是否漏气，再用手按动相关气动电磁阀，检查气动电磁阀动作是否正常，若发现气缸的运动速度过快，应调整节流阀动作是否正常，若发现气缸的运动速度过快，应调整节流阀至合适开度以得到合适运动速度；若发现气缸动作相反可阀至合适开度以得到合适运动速度；若发现
22、气缸动作相反可对调相应的气管。对调相应的气管。344变频器参数设置变频器参数设置 354.变频器参数设置变频器参数设置（1）按照电路原理图检查变频）按照电路原理图检查变频器的接线应正确无误。（注意：器的接线应正确无误。（注意：变频器的输入信号端子回路不可变频器的输入信号端子回路不可附加外部电源。）附加外部电源。）（2）给变频器接通三相电源，）给变频器接通三相电源，再对变频器进行参数设定。再对变频器进行参数设定。（3）闭合变频器模块上的）闭合变频器模块上的STF、RL钮子开关，电动机应运转，钮子开关，电动机应运转，传送带自左向右运行。若电动机传送带自左向右运行。若电动机反转，须关闭电源后对输出电
23、源反转，须关闭电源后对输出电源U、V、W中的任意两根，改变中的任意两根，改变三相电源相序后重新调试。调试三相电源相序后重新调试。调试时注意变频器的运行频率是否与时注意变频器的运行频率是否与要求值相符。要求值相符。变频器的接线原理图变频器的接线原理图 36 5传感器调试：调整传感器的位置，观察传感器是否点传感器调试：调整传感器的位置，观察传感器是否点亮，还要观察亮，还要观察PLC的输入指示的输入指示LED灯。灯。（1）动作气缸，调整、固定各磁性传感器。）动作气缸，调整、固定各磁性传感器。（2）在落料口中先后放置金属物料和塑料物料，调整落）在落料口中先后放置金属物料和塑料物料，调整落料口光电传感器
24、的水平位置或光线漫反射灵敏度。料口光电传感器的水平位置或光线漫反射灵敏度。（3）在启动推料一传感器下放置金属物料，调整后固定）在启动推料一传感器下放置金属物料，调整后固定该传感器。该传感器。（4）调整光纤放电器的颜色灵敏度，使光纤一传感器检）调整光纤放电器的颜色灵敏度，使光纤一传感器检测到白色塑料物料，使光纤二传感器检测到黑色塑料物料。测到白色塑料物料，使光纤二传感器检测到黑色塑料物料。37 6联机调试：联机调试：按下启动按钮或触摸人机界面上的启动按钮，设备开始工按下启动按钮或触摸人机界面上的启动按钮，设备开始工作。送料机构开始送料，接着机械手搬运物料，输送带传作。送料机构开始送料，接着机械手
25、搬运物料，输送带传送物料，分拣机构进行物料分拣工作。送物料，分拣机构进行物料分拣工作。按下停止按钮或触摸停止按钮，设备在完成当前工作任务按下停止按钮或触摸停止按钮，设备在完成当前工作任务后自动停止。后自动停止。38任务七任务七：创新工作任务创新工作任务 1.功能要求功能要求：（1）起停控制）起停控制（2）送料功能）送料功能（3）搬运功能）搬运功能（4）传送功能）传送功能（5）分拣功能）分拣功能（6）打包报警功能）打包报警功能2技术要求技术要求：3工作任务：工作任务：39 1.功能要求功能要求：（1）起停控制）起停控制 触摸人机界面上的启动按钮，设备开始触摸人机界面上的启动按钮，设备开始工作，机
26、械手复位：手爪放松、手爪上升、手臂缩回、手工作，机械手复位：手爪放松、手爪上升、手臂缩回、手臂左旋至左侧限位处停止。触摸停止按钮，设备完成当前臂左旋至左侧限位处停止。触摸停止按钮，设备完成当前工作任务循环后停止。工作任务循环后停止。40 1.功能要求功能要求：（2）送料功能）送料功能 设备启动后，送料机构开始检测物料支设备启动后，送料机构开始检测物料支架上的物料，警示灯绿灯闪烁。若无物料，架上的物料，警示灯绿灯闪烁。若无物料，PLC便启动送便启动送料电动机工作，驱动页扇旋转，物料在页扇推挤下，从放料电动机工作，驱动页扇旋转，物料在页扇推挤下，从放料转盘中移至出料口。当物料检测传感器检测到物料时
27、，料转盘中移至出料口。当物料检测传感器检测到物料时，电动机停止旋转。若送料电动机运行电动机停止旋转。若送料电动机运行10s后，物料检测传后，物料检测传感器仍未检测到物料，则说明料盘内已无物料，此时机构感器仍未检测到物料，则说明料盘内已无物料，此时机构停止工作并报警，警示灯红灯闪烁。停止工作并报警，警示灯红灯闪烁。41 1.功能要求功能要求：（3）搬运功能）搬运功能 送料机构出料口有物料，机械手臂伸出送料机构出料口有物料，机械手臂伸出手爪下降手爪下降手爪夹紧物料手爪夹紧物料0.5S后手爪上升后手爪上升手臂缩回手臂缩回手臂右旋手臂右旋0.5S后手臂伸出后手臂伸出手爪下降手爪下降0.5S后，若传后，
28、若传送带上无物料，则手爪放松、释放物料送带上无物料，则手爪放松、释放物料手爪上升手爪上升手臂手臂缩回缩回左旋至左侧限位处停止。左旋至左侧限位处停止。42 1.功能要求功能要求：（4）传送功能）传送功能 当传送带入料口的光电传感器检测到物当传送带入料口的光电传感器检测到物料时，变频器启动，驱动三相交流电动机以料时，变频器启动，驱动三相交流电动机以25Hz的频率的频率正转运行，传送带开始自左向右输送物料。当物料分拣完正转运行，传送带开始自左向右输送物料。当物料分拣完毕时，传送带停止运转。毕时，传送带停止运转。43 1.功能要求功能要求：（5）分拣功能）分拣功能 1）分拣金属物料：金属物料在）分拣金
29、属物料：金属物料在A点位置由推料一气缸推点位置由推料一气缸推入槽一内。气缸一缩回到位后，三相交流异步电动机停止入槽一内。气缸一缩回到位后，三相交流异步电动机停止运行。运行。2）分拣黑色塑料物料：黑色塑料物料在）分拣黑色塑料物料：黑色塑料物料在B点位置由推料点位置由推料二气缸推入料槽二内。气缸二缩回到位后，三相异步电动二气缸推入料槽二内。气缸二缩回到位后，三相异步电动机停止运行。机停止运行。3）分拣白色塑料物料：白色塑料物料在）分拣白色塑料物料：白色塑料物料在C点位置由推料点位置由推料三气缸推入料槽三内。气缸三缩回到位后，三相交流异步三气缸推入料槽三内。气缸三缩回到位后，三相交流异步电动机停止运
30、行。电动机停止运行。44 1.功能要求功能要求：（6）打包报警功能）打包报警功能 当料槽中存放当料槽中存放5个物料时，要求物个物料时，要求物料打包取走，打包指示灯按料打包取走，打包指示灯按0、5s周期闪烁，并发出报警周期闪烁，并发出报警声，声，5s后继续传送分拣工作。后继续传送分拣工作。45 2技术要求技术要求：（1）工作方式要求）工作方式要求 设备有两种工作方式：单步运设备有两种工作方式：单步运行和自动运行。行和自动运行。（2）设备的启停控制要求：）设备的启停控制要求：1）触摸启动按钮，设备自动工作。）触摸启动按钮，设备自动工作。2）触摸停止按钮，设备完成当前工作循环后停止。）触摸停止按钮，
31、设备完成当前工作循环后停止。3）按下急停按钮，设备立即停止工作。）按下急停按钮，设备立即停止工作。（3）电器线路的设计符合工艺要求、安全规范。）电器线路的设计符合工艺要求、安全规范。（4）气动回路的设计符合控制要求、正确规范。）气动回路的设计符合控制要求、正确规范。463工作任务：工作任务：（1）按设备要求画出电路图。）按设备要求画出电路图。（2）按设备要求画出气路图。）按设备要求画出气路图。（3）按设备要求编写）按设备要求编写PLC控制程序。控制程序。（4）改造物料传送及分拣机构实现功能。）改造物料传送及分拣机构实现功能。（5）绘制设备装配示意图。）绘制设备装配示意图。47设备质量验收设备质量验收 48任务八任务八：教学成果展示与总结教学成果展示与总结 一一.小组讨论：小组讨论：2人一组谈体会。人一组谈体会。二二.成果展示：成果展示：将各小组的设备组装调试结果，展示给将各小组的设备组装调试结果，展示给大家看。大家看。三三.填写实训报告填写实训报告49NoImage谢谢大家！谢谢大家！50
