TC-JXS型機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置

一、系統(tǒng)概述：

機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置是一套綜合了機(jī)械裝配與連接、PLC控制、 觸摸屏控制、伺服電機(jī)控制、步進(jìn)電機(jī)控制、位置傳感器控制、位移傳感器控制、氣動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)信息處理等現(xiàn)代化生產(chǎn)控制技術(shù)的機(jī)電一體化控制對(duì)象；專為職業(yè)技術(shù)院校、技工學(xué)校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而設(shè)計(jì)的典型機(jī)電一體化培訓(xùn)產(chǎn)品。適合于機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化、機(jī)械電子工程、電氣工程及自動(dòng)化、自動(dòng)化工程、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等教學(xué)與培訓(xùn)。它提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐技能而設(shè)計(jì)的實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是機(jī)電一體化專業(yè)教育培訓(xùn)的很好設(shè)備。

在系統(tǒng)方面，機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，以實(shí)現(xiàn)工件吸、放的氣動(dòng)機(jī)械裝置為輔助器件；機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置的整體運(yùn)動(dòng)則采取電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是典型的二維控制平面。

機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置應(yīng)用了不同類型的傳感器，分別用于判斷電機(jī)的運(yùn)動(dòng)位置、氣缸伸縮到位檢測(cè)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。位置控制技術(shù)與傳感器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用較為廣泛的電氣控制技術(shù)。機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置的特點(diǎn)及其優(yōu)越性：

1、專業(yè)性：該裝置均采用當(dāng)前工業(yè)系統(tǒng)常用的現(xiàn)代化控制器件、連接設(shè)備以及專業(yè)的設(shè)計(jì)理念；

2、全面性：覆蓋了傳感器技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、PLC技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)組態(tài)技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)精密傳動(dòng)技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)；

3、綜合性：不但能提升學(xué)生的專業(yè)技能，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)助能力、綜合問題的分析和解決能力；

4、開放型：該實(shí)驗(yàn)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(xué)員根據(jù)學(xué)習(xí)需要自己接線、編程和調(diào)試，機(jī)械裝備上亦從方便學(xué)員動(dòng)手拆裝出發(fā)，設(shè)計(jì)出適合于學(xué)員進(jìn)行拆卸和組裝的相關(guān)練習(xí)；

5、安全性：具有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)備急停保護(hù)、限位保護(hù)等各種保護(hù)功能，可確保人身與設(shè)備安全。

二、技術(shù)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(duì)濕度: 35-85%(無冷凝)；

具有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

三、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：

1．氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項(xiàng)目：

1）氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝；

2）氣動(dòng)方向控制回路的安裝；

3）氣動(dòng)速度控制回路的安裝；

4）了解氣動(dòng)元件的使用及氣動(dòng)控制回路。

2．PLC接線與編程軟件的學(xué)習(xí)項(xiàng)目：

1）系統(tǒng)接線的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫；

2）電機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫；

3）氣動(dòng)方向控制程序編寫；

4）氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫；

5）氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫；

6）機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)備控制程序編寫。

3．伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的使用項(xiàng)目：

1）學(xué)習(xí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的用途；

2）熟悉驅(qū)動(dòng)器主要參數(shù)的功能；

3）了解驅(qū)動(dòng)器控制端（CN1）的多功能帶驅(qū)動(dòng)、方向、限位等功能；

4）掌握電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)的接線。

4．步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的使用項(xiàng)目：

1）學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的用途；

2）熟悉使用功能；掌握電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器連接控制。

5、觸摸屏的使用項(xiàng)目：

1）學(xué)習(xí)觸摸屏編程及控制。

6.位置傳感器及位移傳感器的使用項(xiàng)目：

學(xué)習(xí)傳感器的不同應(yīng)用類型及場(chǎng)合、傳感器的原理及特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)范圍、測(cè)試過程、工業(yè)傳感器技術(shù)參數(shù)的實(shí)際意義及傳感器電氣連接、安裝、標(biāo)定及調(diào)整，傳感器特性曲線的獲取、補(bǔ)償技術(shù)、實(shí)際測(cè)試過程的練習(xí)、測(cè)試裝置的構(gòu)成、測(cè)試電路圖的理解、影響測(cè)量變化的各種因素、模擬量的處理、弱電信號(hào)的方式與處理、抗干擾、傳感器與可編程控制器的連接與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與分析、儲(chǔ)存。

7．電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項(xiàng)目：

1）PLC基本指令的學(xué)習(xí)、編寫與調(diào)試；電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫；

2）電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫；

3）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)順序動(dòng)作控制程序編寫；

4）氣動(dòng)方向控制程序編寫；

5）氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫；

6）綜合實(shí)驗(yàn)板的控制程序編寫。

8．綜合實(shí)驗(yàn)板的安裝與調(diào)試項(xiàng)目：

1）控制板的整體元件分布與模塊的放置設(shè)計(jì)；

2）控制板元件的安裝與調(diào)試；

3）電機(jī)傳動(dòng)裝置同軸度的調(diào)整；

4）實(shí)驗(yàn)平臺(tái)元件的簡(jiǎn)單安裝與調(diào)試。

9．機(jī)械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力：

1）機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力；

2）電路安裝能力；

3）氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力；

4） 熟悉電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中，限位開關(guān)的保護(hù)作用；

5）機(jī)電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力；

6） 自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力。

四、裝置結(jié)構(gòu)：

機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置大體可分為三個(gè)部分：實(shí)訓(xùn)臺(tái)、實(shí)訓(xùn)裝置控制單元、機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置機(jī)構(gòu)等組成。

1.實(shí)訓(xùn)臺(tái)：

由定制專用鋁型材拼裝，安裝帶有四個(gè)萬向輪，可方便實(shí)訓(xùn)裝置的移動(dòng)。

2.實(shí)訓(xùn)裝置控制單元：

主要由電源控制、信號(hào)轉(zhuǎn)接、PLC及觸摸屏組成。

1）電源控制：由漏電保護(hù)開關(guān)、按鈕控制盒、繼電器及安全保險(xiǎn)裝置構(gòu)成；

2）信號(hào)轉(zhuǎn)接：由由接線端子排組成，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中所涉及的各類端子引至接線端子排，提供老師及學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作和接線的開放式教學(xué)的需要；

3）PLC及觸摸屏：采用西門子CPU200系列，控制整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)，觸摸屏采用步科系列7寸，便于操作及編程。

3.機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置機(jī)構(gòu)：

主要由X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z向氣動(dòng)機(jī)械裝置、搬運(yùn)平臺(tái)等組成；

1）X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：滾珠絲桿、直線導(dǎo)軌、鋁材滑臺(tái)、聯(lián)軸器、位置傳感器、原點(diǎn)開關(guān)、位移傳感器等，絲桿行程不低于300mm；采用森創(chuàng)40CB010C高精度交流伺服電機(jī)（200W）、MS0010E伺服驅(qū)動(dòng)器控制軸的正反定位；

2）Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：滾珠型絲桿、組合式直線導(dǎo)軌、鋁材滑臺(tái)、聯(lián)軸器、原點(diǎn)開關(guān)、限位保護(hù)開關(guān)等，絲桿行程不低于200mm；采用安科特步進(jìn)電機(jī)17HS4417、DM542步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制軸的正反定位；

3）Z向氣動(dòng)機(jī)械裝置：采用雙桿直線氣缸和真空吸盤構(gòu)成垂直升降搬運(yùn)裝置，上升位及下降位定位傳感器各一個(gè)，氣缸行程不低于75mm。由氣動(dòng)三聯(lián)件一個(gè)，真空發(fā)生器一個(gè)，電磁閥兩組構(gòu)成；

4）搬運(yùn)平臺(tái)：鋁合金支柱，矩形雙層有機(jī)玻璃搭建而成。

五、機(jī)械手實(shí)訓(xùn)裝置的基本功能：

復(fù)位工作：系統(tǒng)上電，先執(zhí)行復(fù)位操作；按復(fù)位按鈕，X/Y軸電機(jī)開始以第一速度反向復(fù)位運(yùn)行，上下缸縮回，真空吸盤不工作，復(fù)位傳感器檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)塊并發(fā)出信號(hào)，原點(diǎn)復(fù)位完成；PLC啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)復(fù)位至工作原點(diǎn)，此時(shí)系統(tǒng)復(fù)位完成；

吸取工作：按下啟動(dòng)按扭，PLC驅(qū)動(dòng)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；

放置工作：PLC啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過絲桿帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)塊向前運(yùn)行至下一工件位，由位移傳感器來驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)位置，PLC驅(qū)動(dòng)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；

實(shí)訓(xùn)裝置上有多個(gè)工件位，PLC帶動(dòng)各執(zhí)行元件（電機(jī)、、位移傳感器、氣缸、真空吸盤）完成平臺(tái)上工件位的吸取、放置工作。最后X/Y運(yùn)動(dòng)塊返回原位重新開始下一個(gè)流程。