TC-R01二維平面搬運裝置

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(shù)的機電一體化控制對象。是專為職業(yè)技術(shù)院校、技工學(xué)校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)等而設(shè)計的典型機電一體化培訓(xùn)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(shù)等教學(xué)與培訓(xùn)。它提高學(xué)生動手能力和實踐技能而設(shè)計的實用性強的實驗設(shè)備，是機電一體化專業(yè)教育培訓(xùn)的很好設(shè)備。在系統(tǒng)方面，二維平面搬運裝置的執(zhí)行機構(gòu)以電機執(zhí)行機構(gòu)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(qū)動、精密定位的位置控制，該驅(qū)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(yīng)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(shù)是機電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)高度自動化的前提之一。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)。

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(shè)備以及專業(yè)的設(shè)計理念；

2、全面性：覆蓋了傳感器技術(shù)、氣動技術(shù)、PLC技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)、計算機組態(tài)技術(shù)、機械系統(tǒng)精密傳動技術(shù)等多項技術(shù)實訓(xùn)；

3、綜合性：不但能提升學(xué)生的專業(yè)技能，同時可以培養(yǎng)學(xué)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(xué)員根據(jù)學(xué)習(xí)需要自己接線、編程和調(diào)試，機械裝備上亦從方便學(xué)員動手拆裝出發(fā)，設(shè)計出適合于學(xué)員進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裝置和電流型漏電保護裝置，安全性符合相關(guān)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(shè)備安全。

三、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(guān)的國家標準。

四、實訓(xùn)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(xué)習(xí)項目：

（1）系統(tǒng)接線的實訓(xùn)項目，電機正反轉(zhuǎn)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(shè)備控制程序編寫。

3．電機驅(qū)動器的使用項目：

（1）學(xué)習(xí)電機驅(qū)動器的用途；

（2）熟悉驅(qū)動器主要參數(shù)的功能；

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

（4）掌握電機驅(qū)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(xué)習(xí)、編寫與調(diào)試；

（2）電動機正反轉(zhuǎn)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(shè)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(gòu)件的裝配與調(diào)整能力；

（1）機電設(shè)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(guān)的保護作用；

（5）機電一體化設(shè)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(jié)構(gòu)：

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(gòu)等組成；

二維平面搬運裝置的機械部分主要配置：運動機構(gòu)單元、驅(qū)動器單元、控制組件單元等三單元構(gòu)成；

1、運動機構(gòu)單元：運動機構(gòu)單元主要由X軸運動機構(gòu)、Y軸運動機構(gòu)、氣動機械裝置、二維搬運平臺以及各限位開關(guān)、原點開關(guān)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(yīng)接近開關(guān)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(gòu)：

X軸：滾珠型絲桿、組合式直線導(dǎo)軌、鋁材滑臺、聯(lián)軸器、原點開關(guān)、限位保護開關(guān)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(qū)動器控制軸的正反定位；

Y軸：滾珠型絲桿、組合式直線導(dǎo)軌、鋁材滑臺、聯(lián)軸器、原點開關(guān)、限位保護開關(guān)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(qū)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(gòu)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(gòu)中所涉及的各類端子引至接線端子排，提供老師及學(xué)生進行動手操作和接線的開放式教學(xué)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(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軸電機開始以第一速度反向復(fù)位運行，上下缸縮回，真空吸盤不工作，復(fù)位傳感器檢測到運動塊并發(fā)出信號，原點復(fù)位完成；PLC啟動電機驅(qū)動器驅(qū)動電動機復(fù)位至工作原點，此時系統(tǒng)復(fù)位完成；

2、吸取工作：按下啟動按扭，PLC驅(qū)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(qū)動器驅(qū)動電動機正向旋轉(zhuǎn)，通過絲桿帶動運動塊向前運行至下一工件位，PLC驅(qū)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。