机电一体化技术应用(自动化生产线)多媒体课件

1、机电(jdin)一体化技术应用共一百四十一页项目(xingm)一 认识机电一体化技术任务一 认识机电一体化技术第一节 机电(jdin)一体化基本概念第二节 机电一体化发展方向第三节 机电一体化系统的构成第四节 机电一体化共性关键技术共一百四十一页第一节 机电(jdin)一体化基本概念 Basic Concept of Mechatronics 机电(jdin)一体化又称机械电子学，英文称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics 的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。机电一体化 第一章共一百四十一页机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术

2、学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成(xngchng)的一门新兴边缘性技术学科。 机电(jdin)一体化 Mechatronics机电一体化技术(technique of Mechatronics) 机电一体化产品(product of Mechatronics)概念机电一体化 第一章共一百四十一页主要包括技术原理和使机电一体化产品（或系统）得以实现、使用(shyng)和发展的技术，有检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术及系统总体技术等。 机电一体化 第一章机电(jdin)一体化技术: (technique of Mechatronics)共一百四十一页

3、是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬件(yn jin)和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。 机电(jdin)一体化产品:(product of Mechatronics)机电一体化 第一章共一百四十一页我们日常生活中使用的全自动洗衣机、空调及全自动照相机，都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛(gungfn)使用的各种数控机床、工业机器人、三坐标测量仪及全自动仓储，也是典型的机电一体化产品； 应用举例机电一体化 第一章共一百四十一页而汽车更是机电一体化技术成功应用的典范，目前汽车上成功应用和正在开发的机电一体化系统达数十种之多，特别是发动机电子

4、控制系统、汽车防抱死制动系统、全主动(zhdng)和半主动(zhdng)悬架等机电一体化系统在汽车上的应用，使得现代汽车的乘坐舒适性、行驶安全性及环保性能都得到了很大的改善；在农业工程领域，机电一体化技术也在一定范围内得到了应用，如拖拉机自动驾驶系统、悬挂式农具的自动调节系统、联合收获机工作部件（如脱粒清选装置）的监控系统、温室环境自动控制系统等。共一百四十一页第一章 概 论第一节 机电一体化基本概念第二节 机电一体化发展(fzhn)概况第三节 机电一体化系统的构成第四节 机电一体化共性关键技术机电一体化 第一章共一百四十一页 机电一体化技术的发展(fzhn) ：分为萌芽阶段、快速发展阶段和智

5、能化阶段三个阶段。 萌芽阶段：指20世纪70年代以前的时期。在机械产品(chnpn)的设计与制造过程中总是自觉或不自觉地应用电子技术的初步成果来改善机械产品(chnpn)的性能。机电一体化 第一章第二节 机电一体化发展概况共一百四十一页快速发展阶段： 指20世纪70年代到80年代，人们自觉地、主动(zhdng)地利用技术的成果创造新的机电一体化产品。 机电一体化 第一章共一百四十一页智能化阶段： 指从20世纪90年代开始机电一体化技术(jsh)向智能化方向迈进，其主要标志是模糊逻辑、人工神经网络和光纤通信等领域的研究成果应用到机电一体化技术中。 机电一体化 第一章共一百四十一页 模糊逻辑与人的

6、思维过程相类似，用模糊逻辑工具编写的模糊控制软件与微处理器构成(guchng)的模糊控制器，广泛地应用于机电一体化产品中，进一步提高了产品的性能。 机电一体化 第一章共一百四十一页 人工神经网络（Artificial Neural Network 简称“ANN”）也开始应用于机电一体化系统中。“ANN”是研究了生物神经网络（Biological Neural Network）的结果，是对人脑的部分抽象、简化和模拟，反映了人脑学习和思维(swi)的一些特点 。 智能化将是本世纪机电一体化技术发展(fzhn)的方向。 机电一体化 第一章共一百四十一页第一章 概 论第一节 机电一体化基本概念第二节

7、机电一体化发展(fzhn)方向第三节 机电一体化系统的构成第四节 机电一体化共性关键技术机电一体化 第一章共一百四十一页机电一体化的构成要素是与人体(rnt)相对应的。人的五大要素头脑手足骨骼五官内脏计算机执行机构机械结构传感器动力机电一体化系统的五大要素机电一体化 第一章第三节 机电(jdin)一体化系统的构成Structure of Mechatronics System共一百四十一页机电一体化的五大(w d)功能控制(kngzh)运转检测驱动结构机电一体化 第一章共一百四十一页 传统的机械(jxi)产品由动力源、传动机构和工作机构等组成。 机电一体化 第一章 机电(jdin)一体化系统除

8、了包含传统机械产品的组成部分以外，还含有与电子技术和信息技术相关的组成要素。 共一百四十一页 机电一体化系统包括：机械本体，检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源，各要素(yo s)之间通过接口相联系（见图1-2）。机电一体化 第一章图1- 2机电一体化系统的构成共一百四十一页机械(jxi)本体： 与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及(yj)几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。 机电一体化 第一章 机械本体包括机架、机械连接、机械传动等。所有的机电一体化系统都含

9、有机械部分，它是机电一体化系统的基础，起着支撑系统中其它功能单元，传递运动和动力的作用。共一百四十一页检测(jin c)传感部分机电一体化 第一章 检测(jin c)传感部分包括各种传感器及其信号检测(jin c)电路，其作用就是监测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检测(jin c)到的信息向执行器发出相应的控制指令。共一百四十一页 机电一体化系统要求传感器精度、灵敏度、响应速度和信噪比高；漂移小、稳定性高；可靠性好；不易受被测对象(duxing)特征（如电阻、导磁率等）的影响；对抗恶劣环境条件（如油污、高温、泥浆等）的能力强；

10、体积小、重量轻、对整机的适应性好；不受高频干扰和强磁场等外部环境的影响；操作性能好，现场维修处理简单；价格低廉。机电一体化 第一章共一百四十一页电子控制(kngzh)单元机电一体化 第一章电子控制单元又称ECU (Electrical Control Unit), 是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号(xnho)和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。 共一百四十一页执行器 机电一体化系统一方面要求执行器效率高、响应速度快，同时要求对水、油、温度、尘埃等外部环境的适应性好，可靠性高。由于几何尺寸上

11、的限制，动作范围狭窄，还需考虑维修和实行标准化。由于电工电子技术的高度发展，高性能步进驱动、直流和交流伺服驱动电机已大量(dling)应用于机电一体化系统。 机电一体化 第一章 执行器的作用(zuyng)是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动几种方式。共一百四十一页动力源 除了要求可靠性好以外，机电一体化产品还要求动力源的效率高，即用尽可能小的动力输入获得(hud)尽可能大的功率输出。机电一体化 第一章 动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用(zuyng)就是按照系统控制要求向机器系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包

12、括电能、气能和液压能，以电能为主。共一百四十一页 机电一体化产品的五个基本组成要素之间并非彼此无关或简单拼凑、叠加在一起，工作中它们各司其职，互相补充、互相协调，共同完成所规定的功能，即在机械本体的支持下，由传感器检测产品的运行状态及环境变化，将信息反馈给电子控制单元，电子控制单元对各种信息进行处理，并按要求控制执行器的运动，执行器的能源则由动力部分(b fen)提供。在结构上，各组成要素通过各种接口及相关软件有机地结合在一起，构成一个内部合理匹配、外部效能最佳的完整产品。 机电一体化 第一章共一百四十一页全自动照相机 测光传感器测光测距传感器测距微处理器微型(wixng)电动机驱动快门(ku

13、imn)、变焦及卷片倒片机构 举例机电一体化 第一章共一百四十一页发动机燃油喷射(pnsh)控制系统 空气流量计水温传感器节气门位置(wi zhi)传感器曲轴位置传感器进气歧管绝对压力传感器爆燃传感器氧传感器 检测发动机的工作状况和燃油在燃烧室的燃烧情况 机电一体化 第一章共一百四十一页电子控制装置ECU 计算基本喷油时间(shjin) ，确定最佳喷油持续时间(shjin) 控制发动机的空燃比（还可控制发动机的点火时间、怠速转速、废气再循环率、故障自诊断(zhndun)等功能）机电一体化 第一章共一百四十一页第一章 概 论第一节 机电(jdin)一体化基本概念第二节 机电一体化发展方向第三节

14、机电一体化系统的构成第四节 机电一体化共性关键技术机电一体化 第一章共一百四十一页第四节 机电(jdin)一体化共性关键技术Key Technique of Mechatronics 机电一体化共性(gngxng)关键技术主要有：检测传感技术、信息处理技术、控制技术、伺服驱动技术、机械技术和系统总体技术。 机电一体化 第一章共一百四十一页检测传感技术 检测与传感技术指与传感器及其信号检测装置相关的技术。在机电一体化产品中，传感器就像人体(rnt)的感觉器官一样，将各种内、外部信息通过相应的信号检测装置感知并反馈给控制及信息处理装置。因此检测与传感是实现自动控制的关键环节。机电一体化 第一章共一

15、百四十一页信息处理技术 Information processing technology 信息处理技术包括信息的交换(jiohun)、存取、运算、判断和决策等，实现信息处理的主要工具是计算机,因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。机电一体化 第一章 计算机技术 computer technology 包括(boku)计算机硬件技术和软件技术、网络与通信技术、数据库技术等。 共一百四十一页自动控制技术 Automatic control technology 自动控制技术范围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程(guchng)。由于被控

16、对象种类繁多，所以控制技术的内容极其丰富，包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等控制技术 机电一体化 第一章共一百四十一页 自动控制技术的难点(ndin)在于自动控制理论的工程化与实用化，这是由于现实世界中的被控对象往往与理论上的控制模型之间存在较大差距，使得从控制设计到控制实施往往要经过多次反复调试与修改，才能获得比较满意的结果。 机电一体化 第一章共一百四十一页伺服驱动技术(jsh) The servo actuates technology 伺服驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。执行元件有电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采

17、用电动式执行元件，其驱动装置主要是指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。 机电一体化 第一章共一百四十一页 执行元件一方面通过电气(dinq)接口向上与微型机相联，以接受微型机的控制指令，另一方面又通过机械接口向下与机械传动和执行机构相联，以实现规定的动作。因此伺服驱动技术是直接执行操作的技术，对机电一体化产品的动态性能、稳态精度、控制质量等具有决定性的影响。 机电一体化 第一章共一百四十一页机械技术 Mechanical technology 机械技术是机电一体化的基础。机电一体化产品中的主功能和构造功能往往是以机械技术为主实现的。在机械与电子相互结合的实

18、践中，不断对机械技术提出更高的要求，使现代机械技术相对于传统机械技术而发生了很大变化。新机构、新原理、新材料、新工艺等不断出现，现代设计方法不断发展(fzhn)和完善，以满足机电一体化产品对减轻重量、缩小体积、提高精度和刚度、改善性能等多方面的要求。机电一体化 第一章共一百四十一页系统总体技术 System overall technology 系统总体技术是一种(y zhn)从整体目标出发，用系统工程的观点和方法，将系统总体分解成相互有机联系的若干功能单元，并以功能单元为子系统继续分解，直至找到可实现的技术方案，然后再把功能和技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。机电一体化

19、 第一章共一百四十一页 系统总体技术所包含的内容很多，接口技术是其重要内容之一，机电一体化产品的各功能单元通过接口联接成一个(y )有机的整体。接口包括电气接口、机械接口、人机接口。电气接口实现系统间电信号连接；机械接口则完成机械与机械部分、机械与电气装置部分的连接；人机接口提供了人与系统间的交互界面。 机电一体化 第一章共一百四十一页任务二 认识(rn shi)2000G机电气一体化教学系统TVT2000G机电一体化教学装置是天津源峰公司开发的一套包括(boku)PLC控制技术、传感器、变频器、变频调速、步进电机、气压传动等技术的综合应用培训装置。该装置全部采用工业元器件，所有传感器、执行器

20、接口开放，装置内部含有网络接口可组成PLC网络。共一百四十一页共一百四十一页共一百四十一页（1）控制单元 控制单元由一电源模块和2台PLC组成。电源模块用于提供24V直流电源，两台PLC分别用于控制材料分拣和平面仓储两个子系统，他们之间通过PLC网络实现相互通讯。（2）材料分拣子系统 材料分拣子系统由井式出料塔、气动推料机构、传送带、交流电机、变频器、旋转编码器、传感器等组成。其中变频器、交流电机、旋转编码器与PLC组成带位置反馈的传送带速度控制系统。传感器组由电容传感器、电感(din n)传感器、颜色传感器、光电传感器组成，用于工件的颜色、材质及数量的区分。共一百四十一页（3）平面仓储小系统

21、 平面仓储小系统由步进电机及其驱动器、气动机械手、平面库、直线导轨、气动入库机构等组成。通过控制气动入库机构在直线导轨上的位移，实现不同货物进入到不同的仓位。（4）接口单元 接口单元采用开放式结构，系统所有控制线和信号线均通过导线引到面板(min bn)上来，因此在实验时，只需要在面板(min bn)上接线即可。共一百四十一页二、系统各部件名称与功能 （一）材料分拣系统 组成：传送带单元 机械手单元 传感器单元 井式出料单元、变频器单元 作用：用来检测货物的材质属性，将系统中不同的货物进行分类，然后(rnhu)按照其属性分类将不同的货物按照不同的标识送到下一个单元中去。 流程：货物出库传送货物

22、货物定位检测货物搬运货物共一百四十一页（一）材料(cilio)分拣系统（1）货物出库主要由井式出料单元来完成；组成：井式储料塔、推料气缸、传感器检测单元过程：井式储料塔用于存放待检测货物，推料气缸用于将货物从储料塔送入到传送带上面去。传感器单元主要是用于检测货物存储情况(qngkung)，以及对系统运行过程进行监控。当物料进入到储料塔中时，推料气缸就会在系统的控制下将货物送入到传送带上。共一百四十一页（一）材料(cilio)分拣系统（2）传送货物主要由传送带单元来完成。组成：交流电机、带式传动机构、传感器定位单元、旋转(xunzhun)编码器单元过程：交流电机采用变频器进行控制，利用PLC本身

23、自身带的PWM功能进行调速控制。当系统需要处理的货物数目比较多时，传送带速度提高，否则速度减小。共一百四十一页（一）材料(cilio)分拣系统（3）货物定位主要由旋转编码定位单元来完成其功能。组成：旋转编码器、同轴连接器过程：当电机转动时，旋转编码器也通过同轴连接器与电机保持(boch)同步，同时将电机旋转的角度位移转换成脉冲信号反馈到PLC单元中去。当货物在传送带上运行时，通过PLC的高数计数功能就能准确计算输入的脉冲数来识别货物的移动距离，从而实现定位控制。共一百四十一页（一）材料(cilio)分拣系统（4）检测货物主要由传感器单元来完成其过程。组成：电感传感器、电容传感器、颜色传感器、安

24、装(nzhung)支架、网孔板过程：当货物进入检测区后，各检测元件分别检测货物的材质属性，并将其数据传送至PLC中去，并记录于PLC存储区中。共一百四十一页（一）材料(cilio)分拣系统（5）搬运货物主要由气动(q dn)机械手来完成其过程。组成：升降机构、旋转机构、夹紧机构、安装支架过程：当货物到达指定位置后，升降机构下降并夹紧货物，运动到位后旋转到下一工位完成搬运过程。共一百四十一页（二）平面仓储(cngch)系统平面仓储系统是该系统的一个子系统，用于完成货物的入库。系统根据货料分拣系统提供的货物信息，将不同的货物送入到不同的仓位。对不仓库(cngk)的定位，是用步进电机进行控制的。组成

25、：平面仓库系统、直线导轨送料单元、步进电机单元、气动单元、传感器单元共一百四十一页（二）平面仓储(cngch)系统共一百四十一页（二）平面(pngmin)仓储系统工作流程：当材料分拣系统进入工作状态后，平面仓储系统自动完成复位操作，送料机构回到系统的原点。当机械手单元将货物移到下一个单元时，系统将货物的属性标识、当前状态等数据传送到平面仓储系统，平面仓储系统就会根据系统参数(cnsh)进行控制。共一百四十一页（三）控制(kngzh)单元组成：两台西门子S7-200型PLC主机。具备(jbi)网络功能，可以实现PLC之间的连接。操作：在实验过程中不需要松动端子排。在编写程序时，将PLC置于“ST

26、OP”档，系统运行时，应将PLC置于“RUN”档。共一百四十一页（四）接口(ji ku)单元共一百四十一页实验项目 THJDAL-1型模块(m kui)式工业自动化生产线实训系统共一百四十一页一、系统(xtng)简介本系统是一种最为典型的机电与自动化产品，是为职业院校、职业教育(jioy)培训机构而研制的，它适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计，强化了自动化生产线的安装与调试能力。共一百四十一页一、系统(xtng)简介该系统由五部分组成，分别为：供料机构、输送机构、加工与检测机构、成品分拣机构、装配搬运机构，完成工件

27、上料、检测、搬运、输送、加工、装配、分拣等功能。涵盖了自动化类中机电一体化和电气自动化专业中所涉及的PLC控制、变频调速、传感检测、气动、步进电机驱动与调速、机械结构安装与系统调试等内容。通过(tnggu)基于该实训系统的使用、训练和培训，能充分锻炼操作者团队协作能力、计划组织能力、自动线安装与调试能力、工程实施能力、职业素养、交流沟通能力、效率、成本和安全意识，引导高职院校自动控制类专业教学改革发展方向，促进工学结合人才培养模式改革与创新，培养可持续发展的满足企业需求的自动化控制高技能人才。共一百四十一页二、系统(xtng)流程模块式柔性自动化生产线实训系统由型材实训台、供料机构、输送机构、

28、加工与检测机构、装配搬运机构、成品分拣机构、电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、步进电机、警示灯、各种传感器、气动电磁阀、I/O接口板、大小工件和气动系统等组成。整体结构采用(ciyng)开放式和拆装式设计，学生可以组装、接线、编程和调试由供料机构、输送机构、加工与检测机构、装配机构和成品分拣机构组成的自动化生产线实训设备。共一百四十一页二、系统(xtng)流程共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能1、供料机构 组成：由井式工件库、单杆气缸、光电传感器、工作定位装置、工件、工件锁紧装置、工件推出装置、磁性传感器、调压过滤器、电控阀、安装支架等组成。 主要功能：主要完成将工件依

29、次送至直线移动装置上，没有工件时，报警装置发出告警声音(shngyn)，放入工件后告警声音(shngyn)自动停止。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能各部件功能：（1）光电传感器A：物料检测为光电漫反射型传感器，工件库中有物料时为PLC提供一个输入信号。（2）磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给PLC发出(fch)一个到位信号。（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。（3）单杆气缸A：由单向气动电控阀控制。当气动电控阀得电，气缸伸出，同时将物料送至直线移动装置。（4）调压过滤器：对输入系统

30、的气源进行过滤，将调节旋钮提起后，通过旋转可以调节系统气压大小，顺时针旋转，气压增大。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能2、输送机构组成：由输送带、步进电机及驱动模块（三相、5A）、光电传感器B、气动机械手、气动手指A、双导杆气缸、摆台、行程开关、单杆气缸、磁性传感器、缓冲器、多种类型电磁阀组成。 主要功能：主要完成将工件输送到收料位置；气动机械手通过手臂前伸，前臂下降，气动手指夹紧工件，前臂上升，手臂缩回，手臂摆台右摆，手臂前伸，前臂下降，手爪松开(sn ki)将工件放到待料工位，机械手返回原位，等待下一个工件到位，重复上面的动作。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功

31、能共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能各部件功能：（1）三相步进电机：用于驱动输送带转动，将物料输送到收料装置。（2）摆台：采用旋转气缸设计，由双向电控气阀控制机械的左、右摆动。（3）双导杆气缸（薄型气缸）：控制机械手臂(shu b)伸出、缩回，由双向电控气阀控制。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能（4）气动手指：完成工件的抓取动作，由双向电控阀控制，手爪夹紧时磁性传感器有信号输出，磁性开关指示灯亮。（5）行程开关：机械手臂左摆或右摆到位(do wi)后，行程开关有信号输出。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。（6）缓冲器：旋转气缸高速左摆和右摆到位时

32、，起缓冲作用。（7）输送带：用于将工件输送到收料装置，便于气动手指夹取。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能3、加工与检测机构 组成：由工件搬运装置、导轨、直线气缸、薄型双导杆气缸、工作夹紧装置、加工电机、单杆气缸、电感传感器、磁性传感器、颜色传感器、电磁阀及安装支架组成。 主要功能(gngnng)：主要完成工位搬运，工件打孔，孔深度检测，加工检测完成，将工件搬运到中转工位，在中转工位通过颜色传感器检测，并将工件的颜色信息传送给下个PLC。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能各部件功能：（1）单杆气缸D：单杆气缸D进行深度

33、测量，单向电控气阀控制。当电控气阀得电，气缸升出，检测打孔深度。（2）薄型双导杆气缸：加工电机钻头轴的上升与下降有薄型双导杆气缸控制，气缸动作由单向电控气阀控制。（3）工件夹紧装置：由单杆气缸C推动顶杆机构，实现对工件的夹紧。（4）电感传感器：转盘(zhunpn)旋转到位检测，在工位到位后传感器信号输出。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能（5）颜色传感器：用于检测(jin c)工件的颜色信号，当工件为白色，传感器有信号输出。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。（6）加工电机：采用直流电机旋转，模拟钻头轴转动，完成

34、工件的打孔。（7）搬运装置：装置上设有四个工位，分别为：待料工位、加工工位、检测工位、中转工位，工件的工位转换，由电感传感器定位，直流减速电机控制。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能4、装配搬运机构 组成：由工件库、摆台、导杆气缸、薄型气缸、气动手指、单杆气缸、磁性传感器及多种类型电磁阀组成。 主要功能：主要完成(wn chng)根据上一站的加工完成(wn chng)信号和颜色信号，完成(wn chng)同种颜色的装配任务，并将工件搬运到成品输送线上，摆台返回原位等待下一个工件。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能各部件

35、功能：（1）工件库：放置装配时需要的小物料块（黑白两种）。（2）摆台：由两个薄型气缸控制，实现三个位置向左、中间、向右的摆动。（3）摇臂导杆气缸H：通过摇臂前后摆动，真空吸盘(xpn)将小物料块从一个位置移动到另一位置，完成装配动作。（4）前臂单杆气缸：控制摆台前臂上下动作，由单向电控阀控制，电磁阀得电，前臂底下。（5）电磁阀组：用于控制各个气缸的升出、缩回动作。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能5、成品分拣机构 组成：由直线皮带输送线、物料槽、单杆气缸、三相异步电动机、磁性开关、电感传感器、电容传感器、光电传感器及电磁阀等组成。 主要功能：主要完成通过传感器检测实现(shxin

36、)成品的分拣任务。共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能共一百四十一页三、各部分(b fen)组成和功能各部件功能：（1）光电传感器E：当有物料到放入时，给PLC一个输入信号。（接线注意(zh y)棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。（2）入料口：物料入料位置定位。（3）电感式传感器：检测金属材料，检测距离为25mm（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。（4）电容式传感器：用于检测非金属，检测距离为38mm，通过传感器顶端电位器可调。（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能（5）1号料槽：对白色尼龙(nl

37、ng)和黑色尼龙(nlng)进行分拣时，用于放置白色尼龙(nlng)。（6）2号料槽：对白色尼龙和黑色尼龙进行分拣时，用于放置黑色尼龙。（7）分拣单杆气缸：将物料推入料槽，由单向电控气阀控制。（8）三相异步电动机：驱动传送带转动，由变频器控制。共一百四十一页三、各部分组成(z chn)和功能（9）皮带输送线：由三相交流异步电动机拖动，将物料输送到相应的位置。（10）光电传感器E：当皮带输送线带动物料经过(jnggu)时，对物料进行检测，反馈给PLC，控制相应的电磁阀动作。共一百四十一页四、气动原理(yunl)及气动回路原理(yunl)图1、气动执行(zhxng)元件部分：单杆气缸、薄型气缸、气

38、动手指、导杆气缸、双导杆气缸、旋转气缸。气动控制元件部分：单控电磁阀、双控电磁阀。气缸示意图共一百四十一页四、气动原理(yunl)及气动回路原理(yunl)图注：气缸的正确运动使物料(w lio)到达相应的位置，只要交换进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。4.双向电磁阀示意图共一百四十一页四、气动(q dn)原理及气动(q dn)回路原理图注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现(shxin)气缸的伸出、缩回运动。5.单向电磁阀示意图 共一百四十一页四、气动原理(yunl)及气动回路原理(yunl)图注：单向电控阀用来控制气缸单向运

39、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控制两个位置，而单控初始位置是固定的只能控制一个方向。6.气动手指控制示意图注：上图中手爪(shu zho)夹紧由单向电控气阀控制，当电控气阀得电,手爪(shu zho)夹紧，当电控气阀断电后，手爪(shu zho)张开。共一百四十一页四、气动(q dn)原理及气动(q dn)回路原理图共一百四十一页总结：自动生产线系统(xtng)流程共一百四十一页自动生产线系统(xtng)流程供料机构 当光电传感器检测到井式工件库中有工件时，按动“启动”按钮SB5，延时0.5秒单杆气缸动作将工件推出，磁性传感器输出到位信号后，单杆

40、气缸退回；若光电传感器检测工件库中没有工件时，报警装置发出告警声音，放入工件后告警声音自动(zdng)停止。共一百四十一页自动生产线系统(xtng)流程输送机构 输送机构由直线移动装置和气动机械手组成，当工件被推到输送带上，单杆气缸退回，磁性传感器输出到位信号后，步进电机驱动(q dn)器接收PLC的脉冲控制信号，驱动(q dn)三相步进电机运行，带动输送带，传输工件至收料装置，光电传感器检测工件到位后，延时0.5秒输送带停止传动。共一百四十一页自动生产线系统(xtng)流程当工件到位后，双导杆气缸前伸，前臂单杆气缸下降，延时0.5秒气动手指打开抓取工件, 磁性传感器检测到夹紧(ji jn)信

41、号后；前臂单杆气缸上升，双导杆气缸缩回；气动机械手摆台向右摆动，行程开关A检测摆台到位后，双导杆气缸前伸，前臂单杆气缸B下降，气动手指A将工件放入待料位，前臂单杆气缸B上升，双导杆气缸缩回，气动机械手摆台向左摆动，行程开关B检测摆台到位后，等待下一个工件到位，重复上面的动作。共一百四十一页自动(zdng)生产线系统流程加工与检测机构（设有待料工位、加工工位、检测工位、中转工位） 系统启动后，工件搬运装置(zhungzh)开始转动，当电感传感器检测到有工位时，工件搬运装置(zhungzh)停止、等待工件，输送机构气动手指将工件放入待料工位后，工件搬运装置(zhungzh)开始转动，将工件搬运至加

42、工工位，当电感传感器检测到下一工位时，工件搬运装置(zhungzh)停止；工件夹紧装置(zhungzh)（单杆气缸C）夹紧工件，薄型双导杆气缸下移带动主轴电机对工件进行钻孔，工件钻孔完成； 共一百四十一页自动(zdng)生产线系统流程薄型双导杆气缸上移带动主轴电机回位，工件(gngjin)夹紧装置（单杆气缸C）松开，工件(gngjin)加工完成；在检测工位，检测工位单杆气缸D下降，检测钻孔深度，单杆气缸D上升，工件(gngjin)检测完成；中转工位装有颜色传感器，将检测到的工件(gngjin)颜色信号传送给下一个PLC控制系统。共一百四十一页自动(zdng)生产线系统流程装配搬运机构 系统启动

43、后，装配工件搬运装置摆台向左移，摆台前臂(单杆气缸E)抬起；摇臂导杆(单杆气缸H)在工件库货台上方。当接收到中转工位的信号时，装配工件搬运装置摆台前臂(单杆气缸E)下降(xijing)，延时0.5秒后气动手指动作抓取工件，摆台前臂(单杆气缸E)抬起，摆台向右移，装配工件搬运装置摆台前臂(单杆气缸E)下降(xijing)，气动手指将工件放入装配台，摇臂导杆(单杆气缸H)从工件库货台上方摆动到装配台。 共一百四十一页自动生产线系统(xtng)流程工件库根据中转工位的颜色信号，若是白色（黑色）工件，工件库导杆气缸(单杆气缸I1)前伸（缩回），单杆气缸J动作将小工件从工件库中推出到货台，摇臂导杆(单杆

44、气缸H)从装配台摆动(bidng)到工件库货台上方，真空发生器吸盘吸住小工件，单杆气缸J从货台缩回，摇臂导杆(单杆气缸H)动作，把小工件移到装配台上方，真空发生器吸盘松开把小工件装入大工件，摇臂导杆(单杆气缸H)回到工件库货台上方，完成工件装配。共一百四十一页自动生产线系统(xtng)流程摆台前臂下降，延时0.5秒后气动手指动作(dngzu)抓取工件，摆台前臂(单杆气缸E)抬起，摆台向右移，摆台前臂(单杆气缸E)下降，气动手指松开，将工件放入成品分拣机构的入料口，摆台前臂(单杆气缸E)抬起，摆台左移回到初始位置。共一百四十一页自动(zdng)生产线系统流程成品分拣机构 当入料口光电传感器检测到

45、物料时，变频器接收启动信号，三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行，皮带开始输送工件，当光电传感器检测到白色(bis)工件时，三相交流异步电机停止运行，皮带停止输送工件，单杆气缸动作，将成品推入1号料槽，单杆气缸F缩回；当光电传感器检测到黑色工件时，三相交流异步电机停止运行，皮带停止输送工件，单杆气缸G动作，将成品推入2号料槽,单杆气缸G缩回。共一百四十一页引入-气动(q dn)应用技术实训该装置上使用(shyng)了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等。在学习这些气动元件时，我们不但可以单独学习每一种分离元件，而且还可以在学习时了解各

46、种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配合起来进行协调工作的。共一百四十一页项目(xingm)三 气动技术基础问题：什么是气压传动？ 定义：气压传动简称气动，是指以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化、自动化的一门技术。 工作原理：它先将机械能转换成压力能，然后通过各种元件组成(z chn)的控制回路来实现能量的调控，最终再将压力能转换成机械能，使执行机构实现预定的运动。 共一百四十一页气压传动的主要(zhyo)优点1.空气可以从大气中取得，同时，用过的空气可直接排放到大气中去，对环境无污染，处理方便，万一空气管路有泄漏，除引起部分功率

47、损失外，不致产生不利于工作的严重影响，也不会污染环境。 2.空气的粘度很小（约为液压油的万分之一），在管道中的压力损失较小，因此便于集中供气(n q)和远距离输送。 共一百四十一页气压传动的主要(zhyo)优点3.与液压相比，气动反应快，动作迅速。气动元件结构简单、制造容易，适于标准化、系列化、通用化。气压元件可靠性高，使用寿命长（有效(yuxio)动作最大可达1亿次）。 4.压缩空气的工作压力较低（一般为0.30.8MPa），因此，对气动元件的材质要求较低。 共一百四十一页气压传动(chundng)的主要优点5.气动系统维护简单，管道不易堵塞，也不存在介质变质、补充、更换等问题。6.使用安全

48、，没有防爆的问题，并且便于实现过载自动保护。7.气动元件采用相应(xingyng)的材料后，能够在恶劣的环境（强振动、强冲击、强腐蚀和强辐射等）下进行正常工作，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。共一百四十一页气压(qy)传动的主要优点8.排气时气体因膨胀而温度降低，因而气动设备可以自动降温，长期运行(ynxng)也不会发生过热现象。 问题：气压传动有没有缺点，缺点是什么？共一百四十一页一、气压(qy)传动系统的组成典型的气压传动系统由气压发生装置、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分组成。气压发生装置 气压发生装置简称(jinchng)气源装置，是将原动机输入的机械能转换成气体压力能的装置，

49、为系统提供压缩空气，以驱动执行元件运动。 问题：我们常见的气压发生装置有哪些？ 共一百四十一页一、气压(qy)传动系统的组成气压传动系统中的气源装置是为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，它是气压传动系统的主要组成部分，有空气压缩机产生的压缩空气，必须经过降温、净化(jnghu)、减压、稳压等一系列处理后，才能供给控制元件和执行元件使用。气源净化设备 组成：后冷却器 油水分离器 储气罐 干燥器 过滤器共一百四十一页一、气压(qy)传动系统的组成执行元件 执行元件是将压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置。包括作直线往复运动的气缸，作连续回转(huzhun)运动的气马达和作不连续回转(h

50、uzhun)运动的摆动马达等。 问题：我们的自动生产线上的执行元件有哪些：共一百四十一页一、气压(qy)传动系统的组成控制元件 控制元件又称操纵、运算、检测元件，是用来控制压缩空气(ysu kngq)流的压力、流量和流动方向等，以便使执行机构完成预定运动规律的元件。包括各种压力阀、方向阀、流量阀、逻辑元件、射流元件、行程阀、转换器和传感器等。 问题：我们生产线上用到的控制元件有哪些？ 共一百四十一页一、气压(qy)传动系统的组成辅助元件 辅助元件是使压缩空气净化、润滑、消声以及元件间连接所需要的一些装置。包括分水滤气器、油雾器、消声器以及各种管路附件(fjin)等。 问题：我们生产线上所用到的

51、辅助元件有哪些？共一百四十一页二、对压缩空气(ysu kngq)的要求1.要求压缩空气具有一定(ydng)的压力和足够的流量；2.要求压缩空气具有一定的清洁度和干燥度；共一百四十一页三、气压传动系统的工作(gngzu)原理共一百四十一页三、气压传动系统的工作(gngzu)原理1空气压缩机 用以产生压缩空气(kngq)，一般有电动机带动，其吸气口装有空气(kngq)过滤器以减少进入空气(kngq)压缩机的杂质。2后冷却器 用以降温冷却压缩空气，使净化的水凝结出来。3油水分离器 用以分离并排出降温冷却的水滴、油滴、杂质等。4干燥器 用以吸附空气中的水分。共一百四十一页三、气压(qy)传动系统的工作

52、原理5储气罐 它储存压缩空气并稳定压力 6过滤器 进一步滤去压缩空气中的杂质7、8调压器（减压器）它用于将气体(qt)压力调节到气压传动装置所需的工作压力，并保持稳定。 9油雾器 用于将润滑油喷成雾状，悬浮于压缩空气内，使控制阀及气缸得到润滑。 共一百四十一页三、气压传动系统的工作(gngzu)原理经过处理的压缩空气，经气压控制元件10，11，12，14和15控制进入气压执行元件13，推动活塞带动负载工作。气压传动系统的能源装置(zhungzh)一般都设在距控制、执行元件较远的空气压缩机站内，用管道输出给执行元件，而其它从动过滤器以后的部分一般都集中安装在气压传动工作机构附近，把各种控制元件按

53、要求进行组合后构成气压传动回路。共一百四十一页四、气源设备(shbi)空气压缩机简称空压机，是气源设备的核心(hxn)，用以将原动机输出的机械能转化为气体的压力能。自动化生产线所用空气压缩机的型号：WY5.2-双头 空气压缩机 功率：300W 0.6-1.2Mpa共一百四十一页四、气源设备(shbi)共一百四十一页四、气源设备(shbi)工作原理： 吸气过程：当活塞向右运动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力，吸气阀被打开，空气在大气压力作用下进入气缸内。 压缩过程：当活塞向左移动时，吸气阀在缸内压缩气体的作用下而关闭，缸内气体被压缩。 排气过程：当气缸内空气压力增高(znggo)到略高于输气

54、管内压力后，排气阀被打开，压缩空气进入输气管道。 共一百四十一页四、气源设备(shbi)活塞(husi)的往复运动是由电动机带动曲轴转动，通过连杆、滑块、活塞(husi)杆转化为直线往复运动而产生的。共一百四十一页认识(rn shi)简单的气动元件气动元件是指利用压缩空气工作的元件。按功能的不同，可以分为气动执行(zhxng)元件、气动控制元件、气动检测元件、真空元件及气体气动辅助元件。气动执行元件主要包括各种类型的气缸，气动控制元件主要包括控制阀，气动检测元件包括气动传感器。共一百四十一页调压过滤器共一百四十一页调压过滤器作用：对输入系统的气源进行过滤，将调节旋钮提起后，通过旋转可以调节系统

55、气压(qy)大小，顺时针旋转，气压(qy)增大。（配有压力表）共一百四十一页一、气动(q dn)执行元件作用：利用压缩空气的能量，实现(shxin)各种机械运动(直线往复运动、摆动、转动)的装置。特点：具有运动速度快、输出调节方便、结构简单、制造成本低、维护方便、环境适应性强共一百四十一页一、气动执行(zhxng)元件1.气缸(q n)在结构上只有一个活塞和一个气缸杆的气缸称为普通气缸。在气缸运动的两个方向上，根据受气压控制的方向个数的不同，又分为单作用气缸和双作用气缸。两个方向上都受气压控制的气缸称为双作用气缸，只有一个方向上受气压控制的气缸称为单作用气缸。共一百四十一页一、气动执行(zhx

56、ng)元件2.THJDAL-1型自动化生产线所用(su yn)气缸气动执行元件部分：单杆气缸、薄型气缸、气动手指、导杆气缸、双导杆气缸、旋转气缸气缸的正确运动使物料到达相应的位置，只要交换进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。共一百四十一页一、气动执行(zhxng)元件共一百四十一页一、气动(q dn)执行元件共一百四十一页一、气动(q dn)执行元件供料机构：工件推出直线气缸1只；输送机构：摆台（旋转气缸）1只，双导杆气缸（薄型气缸）1只，单导杆气缸1只；加工(ji gng)与检测机构：双导杆气缸（薄型气缸）1只、单出杆直线气缸1只、工件

57、夹紧气缸1只；装配与搬运机构：单出杆直线气缸3只，导杆气缸2只、薄型气缸2只；成品分拣机构：成品分拣料槽2只单出杆气缸2只共一百四十一页一、气动(q dn)执行元件磁性开关气缸磁性传感器是用来测量磁场并且能够转化为电信号输出(shch)的传感器装置。磁性开关是用来检测气缸活塞位置的：即检测活塞的运动行程的。它可分为有接点型和无接点型两种。共一百四十一页一、气动(q dn)执行元件共一百四十一页一、气动执行(zhxng)元件磁性开关气缸是指在气缸的活塞上安装有磁环，在缸筒上直接安装磁性开关，磁性开关用来检测气缸行程的位置，控制气缸的往复运动。工作原理：在气缸活塞上安装永久磁环，在缸筒外壳上装有舌

58、簧开关，开关内装有舌簧片、保护电路和动作指示灯等，均用树脂塑封在一个盒子内。当装有永久磁铁的活塞运动到舌簧片附近(fjn)，磁力线通过舌簧片使其磁化，两个黄片被吸引接触，则开关接通，当永久磁铁返回离开时，磁场减弱，两簧片弹开，则开关断开。由于开关的接通或断开，使电磁阀换向，从而使气缸做往复运动。共一百四十一页一、气动执行(zhxng)元件磁性开关(kigun)的检测方法：共一百四十一页一、气动执行(zhxng)元件将检测仪连接好，用一磁铁沿上图方向移动，如果检测仪指示灯变亮并且发出声音，则感应开关(kigun)可用；如果没有该现象请将检测仪的拨码开关(kigun)搬到另外一挡，若仍然没有上述现象，则说明开关(kigun)已损坏。切勿使用干电池直接测试，会形成短路。当随气缸移动