机电一体化技术与系统实验指导书.doc

实验一、机电系统教学实验台实验 一、实验目的 1、了解机电一体化系统设计相关技术、设计方法； 2、理解、掌握机电一体化系统组成。 二、实验设备 （一）、系统概述 该实验设备为一台模拟的自动生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体，是一台典型的机电一体化产品和理想的教学实验设备。 设备设四个工位，第一工位是上下料工位，第二至第四工位是模拟加工工位，为节省空间尺寸，仅在第三工位安装了加工单元，工件为3 5×3 5×8mm的方形铝件，料库中可存放1 5个工件。自动循环过程是： 1、卸料阻挡定位块升起； 2、机械手爪抓取己加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内； 3、卸料阻挡定位块下降； 4、机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件； 5、刀具旋转、快进； 6、刀具工进； 7、刀具延时停留： 8、刀具快退、停转； 9、旋转工作台定位销松开； 10、工作台旋转90O； 11、工作台定位销定位锁紧； 12、推料缸送出一个工件至取料位。 （二）、装置机械机构 机械系统分为四个主要部件： 刀具及进给部件 如图1所示，刀具旋转由一台220V、6W的交流电机驱动。转轴前端有钻夹头，安装一把钻头作为刀具。转轴由一个带导向杆的气缸带动，从而完成进给运动。导杆气缸上装有三个磁性开关，检测原位、快工进转换及延时停留位。通过二位三通电磁阀的切换，便可使刀具实现快速进给和工作进给。 图1 刀具及进给部件示意图 工作台部件 如图2所示，工作台上设有四个工位，其中一个为上下料位，与之成1800的工位是加工位，另外两个工位可增设其他加工刀具。工作台由可调速电机驱动，采用一台220V、6W的交流电机，通过I=50的减速器带动台面旋转，该电机有调速系统，调整范围是0~350转/分。工作台由定位气缸实现工作台的定位夹紧。气缸上装有两个磁性开关，检测定位和松开两个位置。台面下段还装有三个传感器，一个接近开关检测台面的900换位，另两个光点开关检测上下料位和加工位的工件有无。 运料机械手部件 如图3所示，该机械手属四自由度机器人。旋转气缸使大臂可在上料位、卸料位和取料位三个位置间旋转、停留。因此，旋转气缸上分别装有三个检测开关，升降气缸使机械手升降，实现提起和放下工件的动作，并有两个开关检测；机械手爪采用指形气缸并装有相应夹爪，实现夹紧和松开工件的运动，也由两个开关检测。为使大臂在卸料处停转，还设置了卸料阻挡气缸。当需要卸料时，则挡块升起，挡住大臂；落下时，可允许大臂转至料库的取料位。因此，这两个动作位置也由两个磁性开关检测。 图2 工作台部件示意图 图3 机械手示意图 4、料库部件 如图4所示，料库可存放l5个工件。出料时，推料气缸通过推杆将最下一层的工件推出，沿着出料导槽送到取料位，挡块使工件准确定位。当推杆在气缸牵引下缩回后，料库中的工件下降一层，以备下次推料。除推料气缸装有两个位置检测开关外，在料库的存料位置和取料位置分别装了两个接近开关，以检测料库和取料位处是否有料。 图4 料库部件示意图 三、实验要求 通过手动和自动两种方式完成所有运动 四、实验步骤 在接线检查无误后，合上交流220V和直流24V的电源开关，并将PLC主机右侧小活动门内的开关置于“RUN的位置。然后，把操作箱上的总开关接通。此时，设备处于待机运行状态。 实验台分手动和自动两种运行状态，通过手／自动切换开关进行选择。 手动模式：PLC执行手动程序，拨动或按下操作箱上某个开关或按钮，相应的机械部件就会按照该开关(或按钮)的标牌提示的动作运动。手动模式主要用于调整和检查各传感器的位置是否正确，以及发生故障时的调整和检查。 自动模式： (1)顺时针旋转急停按钮，释放此开关； (2)将各手动开关均置于向右上方倾斜的位置； (3)按下复位按钮，使实验台各部件回到自动循环的初始状态； (4)按下启动按钮，系统即开始自动循环。需终止循环时，按下急停按钮。 五、实验台注意事项 1、设备要放置在干燥、少尘的实验室内，湿度不应大于40％。 2、设备通电后，不要用导电物体接触带电区域。 3、搬运时，轻搬轻放，不要产生大的振动。 4、学生进行接线实验后，必须检查有无短路和松接现象。 5、定期排放三联件中空气过滤器中的积水。 6、三联件中的油雾器严禁注油(因所选元件均为无给油气缸)。 7、在进行气动原理及接管实验时，注意不要将异物落入接头之内。如果软管拔出时间较长，应用棉花将接头塞住，以防杂物落入接头之内。 8、软管接头属快速插拔