模块九物料搬运分拣自动控制设备的组装与调试剖析PPT课件
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图9-10 电磁阀的外形 a)双向(控)电磁阀 b)单向(控)电磁阀
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9-10所示为电磁阀的外形。图9-11所示为四通电磁阀的结构及电磁 阀与液(气)压缸连接工作原理示意图，图中四通电磁阀有四个阀口，阀 口P为压力气(油)口即进气(油)口，A、B为工作气(油)口，接气(液)压缸 右、左两个腔。图9-11a所示位置为电磁阀在未通电时阀芯在弹簧作用下 被推向左边的情况
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任务一 传感器与电磁阀的认识
一、传感器 传感器是能感受外界信息并将其转换成电信号的装置，由
感受元件和转换电路组成。机电设备中常用的传感器主要是将 感受到的外界信息转换成开关量输出，如各种类型的接近开关， 包括电感式接近开关、光电接近开关、磁性开关（磁性传感器） 和光纤传感器等。
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识读yl235a型光机电设备的布局图见图914和装配图见图915识别各器件与组件该设备是送料机构机械手搬运机构物料传送与分拣机构的组合这就要求物料转盘出料口机械手及传送带落料口之间的衔接准确安装尺寸误差要小以保证送料机构图914yl235a型光机电设备的布局图任务二yl235a型光机电设备的组装与调试图915yl235a型光机电设备的装配图任务二yl235a型光机电设备的组装与调试2
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
7)固定左右限位装置。如图9-28所示， 将左右限位传感器、缓冲器及定位螺 钉在其支架上装好后，将其固定于机 械手垂直主支架的顶端。
8)机械手的固定与调试。按照安装尺 寸固定机械手，调试机械手的高度和 左限位装置，确保机械手能准确地从 出料口抓取物料且抓入量不小于手爪 深度的90%。
图9-11 四通电磁阀的结构及电磁阀与液(气)压缸连接工作原理示意图 a)线圈无电时的油(气)路 b)线圈通电时的油(气)路 c)符号
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9-12所示为常用电磁阀的符号，其中图9-12a、9-12b、9-12c均为 两个方格，表示两位，它们只有一侧有线圈，为单向(控)电磁阀。图912d、9-12e为三个方格，表示三位，它们在两侧有线圈，为双向(控)电 磁阀，图中箭头表示阀内流体的流动方向，符号“⊥”表示阀内通道 堵塞。
1)PNP-NO型(常开型)。如图9-5b所示，此类接近开关在没有信 号触发时，输出线是悬空的，就是电源线和信号输出线断开； 有信号触发时，发出与电源相同的电压，也就是信号输出线和 电源线接通，输出高电平。 2)PNP-NC型(常闭型)。此类接近开关在没有信号触发时，信号 输出线与电源线接通，输出高电平；当有信号触发后，输出线 是悬空的，也就是信号输出线和电源线断开。
2)组装机械手支架。如图9-22所示，将旋转气缸的安装支架固定在两垂 直支架上，注意两垂直支架的平行度和垂直度，然后装上弯脚固定支架。
图9-22 机械手支架的组装
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
3)组装机械手手臂。如图9-23所示，将提升臂支架固定在双杆气缸的连 杆构件上，再将其固定在手臂支架上。 4)提升臂的组装。如图9-249-3 电感式接近开关的实验 a)NPN型 b)PNP型
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任务一 传感器与电磁阀的认识
(2)电感式接近开关的接线 不同的电感式接近开关的输出端 口数量是不一样的，有两线、三线、四线，甚至五线输出的 接近开关，其中两线、三线输出的接近开关应用较多。 1)电感式接近开关与继电器的连接。
图9-5 直线三线接近开关与继电器线圈的接线图 a)NPN型三线低电位输出 b)PNP型三线高电位输出
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任务一 传感器与电磁阀的认识
1)电感式接近开关与继电器的连接。图9-4所示为交流两线接近开关与 继电器线圈的接线图，图9-5所示为直流三线接近开关与继电器线圈的 接线图。
图9-4 交流两线接近开关与继电器 线圈的接线图
任务一 传感器与电磁阀的认识
在自动检测与控制系统中，传感器感受外界信息并将其转换成电信 号，传送给控制装置，控制装置根据此信息发出指令控制执行装置工作。 传感器是自动控制装置中采集外界信息的重要器件，而电磁阀是自动控 制装置中的重要执行器件。图9-1所示是一个材料分拣实验装置的实物 图.
图9-1 材料分拣实验装置的实物图
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3)PNP-NC+NO型(常开、常闭共有型)。此类型的接 近开关 其实就 是多出 一个输 出线， 根据需 要取舍 。 (2)NPN型接近开关 NPN型接近开关是指当有信号触发时，信号 输出线 和公共 线接通 ，相当 于输出 低电平 。 1)NPN-NO型(常开型)。如图9-5a所示，此类 接近开 关在没 有信号 触发时 ，输出 线是悬 空的， 即信号 输出线 和公共 线断开 ；有信 号触发 时，发 出与公 共线相 同的电 压，即 信号输 出线和 公共线 接通， 输出低 电平。 2)NPN-NC型(常闭型)。此类接近开关在没有 信号触 发时， 信号输 出线与 公共线 接通， 输出低 电平； 当有信 号触发 后，输 出线是 悬空的 ，即地 线和信 号输出 线断开 。 3)NPN-NC+NO型。此类接近开关和PNP-NC+NO型类似， 多出一 个输出 线，根 据需要 取舍。
转换电路组成。光电开关一般采用功率较大的红外发光二极管 （红外LED）作为红外光发射器。为防止荧光灯的干扰，一般在 光敏元件表面加红外滤光透镜。光电接近开关的外形与电感式接 近开关很相似，只是它的探头表面为红外滤光透镜，其输出线与 电感式接近开关完全相同，接线方法也相同。
(1)光电接近开关的实验 将光电接近开关按图9-6所示与三菱PL C连接，上电后用金属块、白色塑料和黑色塑料靠近、远离光电 接近开关，观察PLC输入端指示灯的点亮情况。 (2)光电接近开关的特性 光电接近开关能检测所有物体，对于散 射型光电开关，反射光强的物体，检测距离大；反射光弱的物体， 检测距离小。
2)电感式接近开关与三菱PLC的连接。 注意：①接近开关在使用之前，一定要看清接近开关上的铭牌， 否则可能会因为电压不相称而烧坏设备；②使用直流／交流两 线型电感式接近开关时，必须连接负载，如不经负载直接连接 电源，内部元器件将会烧坏，且无法修复。
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任务一 传感器与电磁阀的认识
2.光电接近开关 光电接近开关又称光电开关，它由光发射器、光接收器以及
任务一 传感器与电磁阀的认识
1.电感式接近开关 图9⁃2所示为电感式接近开关的结构，其电源为直流24V。
一般说来，棕色为电源“＋”极，蓝色为“－”极即公共端， 黑色线为信号输出线。
图9-2 电感式接近开关的结构
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任务一 传感器与电磁阀的认识
(1)电感式接近开关的实验 将电感式接近开关按图9-3a或图9 -3b所示接线，用金属块和塑料板靠近、远离电感式接近开关， 观察继电器的动作情况。
图9-13 光电开关的类型 a)遮断型 b)反射镜反射型 c)散射型
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任务一 传感器与电磁阀的认识
2.接近开关的类型 接近开关分为PNP与NPN型两大类，它们一般都有三条引出
线，即电源线、公共线和信号输出线。
(1)PNP型接近开关 PNP型接近开关是指当有信号触发时，信 号输出线和电源线接通，相当于输出高电平的电源线。
图9-9 传感器的图形符号 a)接近传感器 b)(铁)接近开关常开触点 c)磁性接近开关常开触点 d)光电(纤)开关常开触点
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任务一 传感器与电磁阀的认识
二、电磁阀 在液压传动或气压传动系统中，常利用气缸的活塞产生较
大的力或产生足够大的位移去控制机械设备，实现自动控制， 如空气锻打锤和注射机等的自动控制。为了实现活塞运动方向、 起动和停止的自动控制，常使用电磁阀。使用最多的电磁阀是 四通电磁阀。电磁阀可分为直流和交流两种，也可分为单向 （控）和双向（控）电磁阀两种。图9⁃10所示为电磁阀的外形。
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任务一 传感器与电磁阀的认识
3.磁性开关 磁性开关也称霍尔开关或磁性传感器。它能完成接近开关
的功能，但它只能检测磁性物体。在区分同质金属材料时，常 在其中一个材料上嵌装磁性物质，用磁性开关区分检测。例如， 气缸活塞极限位的检测，常在气缸活塞上装上磁性物体，将磁 性开关装在气缸体上。
任务一 传感器与电磁阀的认识
4.光纤传感器 光纤传感器是一种把被测量信号转变为可测光信号的装置，
由光发送器、敏感元件（光纤或非光纤）、光接收器、信号处 理系统及光纤构成。图9⁃8所示为光纤传感器。
图9-8 光纤传感器
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任务一 传感器与电磁阀的认识
5.常用传感器的图形符号 常用传感器的图形符号如图9⁃9所示。
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
1.识读YL-235A型光机电设备的布局图(见图9-14)和装配图(见 图9-15)，识别各器件与组件 该设备是送料机构、机械手搬运机构、物料传送与分拣机构的 组合，这就要求物料转盘、出料口、机械手及传送带落料口之 间的衔接准确，安装尺寸误差要小，以保证送料机构
图9-27 在旋转气缸上固定手臂
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9⁃7所示为磁性开关的外形、应用及与PLC连接图。磁性 开关是电子器件，响应速度快，可输出标准信号，易与计算机 或PLC配合使用。
图9-7 磁性开关的外形、应用及与PLC连接图 a)磁性开关的外形 b)检测气缸活塞极限位 c)与PLC连接图
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图9-14 YL-2第352A1型页光/共机7电0设页备的布局图
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
图9-15 YL-235A型光机电设备的装配图
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
2.按装配图的技术要求进行机械装配
机械装配的流程如下：画线定位→装配送料、检测机构→ 安装机械手→组装传送与分拣装置→装配辅助装置，如过滤调 压阀等。 (1)组装送料、检测机构 送料、检测机构如图9-16所示，其物 载料槽、的转高盘度、和支左架右和位出置料，口使承物载料槽滑的高度均可调节。 移平稳，不产生堆积与倾斜现象， 然后紧固各部件。图9-17所示为精 调后出料口物料平稳滑移图。
图9-12 常用电磁阀的符号 a)二位二通 b)二位三通 c)二位四通 d)三位四通 e)三位五通
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任务一 传感器与电磁阀的认识
1.光电接近开关 光电接近开关由光发射器、光接收器以及转换电路组成。光
发射器是将电能转换为光能的器件，如LED发光二极管；光接 收器为光电传感器，是把光信号转变为电信号的一种传感器， 主要有光敏二极管、光敏晶体管、光敏电阻和光电池等。光电 开关可分为遮断型和反射型两类，如图9-13所示.
图9-18 出料口光电检测开关的调整
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
(4)机械手的装配 机械手的结构如图9-20所示，其装配方法与步骤如 下： 1)安装旋转气缸及其节流阀。图9-21所示为旋转气缸及其节流阀的安装 方法。
图9-20 机械手的结构
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
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2)电感式接近开关与三菱PLC的连接。由于三菱FX系列PLC为低电平输 入，因此，选择NPN-NO型电感式接近开关。图9-6所示为电感式接近开 关与FX1N系列PLC的接线图，必须将图中PLC的＋24V
图9-6 电感式接近开关与F
PLC的接线
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9-23 机械手手臂的组装
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
5)安装手爪。如图9-25所示，将气动手爪固定在提升气缸的活塞杆上 6)固定磁性开关与手臂。将如图9-26所示的磁性开关固定在机械手相 应的位置上，然后将手臂固定在旋转气缸上，如图9-27所示。
图9-25 手爪的安装
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图9-16 送料、检测机构
任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
(2)调整出料口光电检测开关 调整光电检测开关，使其高度和检测位 置合适。光电开关检测点一般应位于承载槽上圆柱体的中心稍偏向支 架的方向。其调整位置如图9-18所示 (3)警告灯的装配 组装警告灯，并按图9-19所示的方法和尺寸将其固 定。
图9-10 电磁阀的外形 a)双向(控)电磁阀 b)单向(控)电磁阀
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图9-10所示为电磁阀的外形。图9-11所示为四通电磁阀的结构及电磁 阀与液(气)压缸连接工作原理示意图，图中四通电磁阀有四个阀口，阀 口P为压力气(油)口即进气(油)口，A、B为工作气(油)口，接气(液)压缸 右、左两个腔。图9-11a所示位置为电磁阀在未通电时阀芯在弹簧作用下 被推向左边的情况
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一、传感器 传感器是能感受外界信息并将其转换成电信号的装置，由
感受元件和转换电路组成。机电设备中常用的传感器主要是将 感受到的外界信息转换成开关量输出，如各种类型的接近开关， 包括电感式接近开关、光电接近开关、磁性开关（磁性传感器） 和光纤传感器等。
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识读yl235a型光机电设备的布局图见图914和装配图见图915识别各器件与组件该设备是送料机构机械手搬运机构物料传送与分拣机构的组合这就要求物料转盘出料口机械手及传送带落料口之间的衔接准确安装尺寸误差要小以保证送料机构图914yl235a型光机电设备的布局图任务二yl235a型光机电设备的组装与调试图915yl235a型光机电设备的装配图任务二yl235a型光机电设备的组装与调试2
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7)固定左右限位装置。如图9-28所示， 将左右限位传感器、缓冲器及定位螺 钉在其支架上装好后，将其固定于机 械手垂直主支架的顶端。
8)机械手的固定与调试。按照安装尺 寸固定机械手，调试机械手的高度和 左限位装置，确保机械手能准确地从 出料口抓取物料且抓入量不小于手爪 深度的90%。
图9-11 四通电磁阀的结构及电磁阀与液(气)压缸连接工作原理示意图 a)线圈无电时的油(气)路 b)线圈通电时的油(气)路 c)符号
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9-12所示为常用电磁阀的符号，其中图9-12a、9-12b、9-12c均为 两个方格，表示两位，它们只有一侧有线圈，为单向(控)电磁阀。图912d、9-12e为三个方格，表示三位，它们在两侧有线圈，为双向(控)电 磁阀，图中箭头表示阀内流体的流动方向，符号“⊥”表示阀内通道 堵塞。
1)PNP-NO型(常开型)。如图9-5b所示，此类接近开关在没有信 号触发时，输出线是悬空的，就是电源线和信号输出线断开； 有信号触发时，发出与电源相同的电压，也就是信号输出线和 电源线接通，输出高电平。 2)PNP-NC型(常闭型)。此类接近开关在没有信号触发时，信号 输出线与电源线接通，输出高电平；当有信号触发后，输出线 是悬空的，也就是信号输出线和电源线断开。
2)组装机械手支架。如图9-22所示，将旋转气缸的安装支架固定在两垂 直支架上，注意两垂直支架的平行度和垂直度，然后装上弯脚固定支架。
图9-22 机械手支架的组装
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3)组装机械手手臂。如图9-23所示，将提升臂支架固定在双杆气缸的连 杆构件上，再将其固定在手臂支架上。 4)提升臂的组装。如图9-249-3 电感式接近开关的实验 a)NPN型 b)PNP型
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(2)电感式接近开关的接线 不同的电感式接近开关的输出端 口数量是不一样的，有两线、三线、四线，甚至五线输出的 接近开关，其中两线、三线输出的接近开关应用较多。 1)电感式接近开关与继电器的连接。
图9-5 直线三线接近开关与继电器线圈的接线图 a)NPN型三线低电位输出 b)PNP型三线高电位输出
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1)电感式接近开关与继电器的连接。图9-4所示为交流两线接近开关与 继电器线圈的接线图，图9-5所示为直流三线接近开关与继电器线圈的 接线图。
图9-4 交流两线接近开关与继电器 线圈的接线图
任务一 传感器与电磁阀的认识
在自动检测与控制系统中，传感器感受外界信息并将其转换成电信 号，传送给控制装置，控制装置根据此信息发出指令控制执行装置工作。 传感器是自动控制装置中采集外界信息的重要器件，而电磁阀是自动控 制装置中的重要执行器件。图9-1所示是一个材料分拣实验装置的实物 图.
图9-1 材料分拣实验装置的实物图
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3)PNP-NC+NO型(常开、常闭共有型)。此类型的接 近开关 其实就 是多出 一个输 出线， 根据需 要取舍 。 (2)NPN型接近开关 NPN型接近开关是指当有信号触发时，信号 输出线 和公共 线接通 ，相当 于输出 低电平 。 1)NPN-NO型(常开型)。如图9-5a所示，此类 接近开 关在没 有信号 触发时 ，输出 线是悬 空的， 即信号 输出线 和公共 线断开 ；有信 号触发 时，发 出与公 共线相 同的电 压，即 信号输 出线和 公共线 接通， 输出低 电平。 2)NPN-NC型(常闭型)。此类接近开关在没有 信号触 发时， 信号输 出线与 公共线 接通， 输出低 电平； 当有信 号触发 后，输 出线是 悬空的 ，即地 线和信 号输出 线断开 。 3)NPN-NC+NO型。此类接近开关和PNP-NC+NO型类似， 多出一 个输出 线，根 据需要 取舍。
转换电路组成。光电开关一般采用功率较大的红外发光二极管 （红外LED）作为红外光发射器。为防止荧光灯的干扰，一般在 光敏元件表面加红外滤光透镜。光电接近开关的外形与电感式接 近开关很相似，只是它的探头表面为红外滤光透镜，其输出线与 电感式接近开关完全相同，接线方法也相同。
(1)光电接近开关的实验 将光电接近开关按图9-6所示与三菱PL C连接，上电后用金属块、白色塑料和黑色塑料靠近、远离光电 接近开关，观察PLC输入端指示灯的点亮情况。 (2)光电接近开关的特性 光电接近开关能检测所有物体，对于散 射型光电开关，反射光强的物体，检测距离大；反射光弱的物体， 检测距离小。
2)电感式接近开关与三菱PLC的连接。 注意：①接近开关在使用之前，一定要看清接近开关上的铭牌， 否则可能会因为电压不相称而烧坏设备；②使用直流／交流两 线型电感式接近开关时，必须连接负载，如不经负载直接连接 电源，内部元器件将会烧坏，且无法修复。
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2.光电接近开关 光电接近开关又称光电开关，它由光发射器、光接收器以及
任务一 传感器与电磁阀的认识
1.电感式接近开关 图9⁃2所示为电感式接近开关的结构，其电源为直流24V。
一般说来，棕色为电源“＋”极，蓝色为“－”极即公共端， 黑色线为信号输出线。
图9-2 电感式接近开关的结构
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(1)电感式接近开关的实验 将电感式接近开关按图9-3a或图9 -3b所示接线，用金属块和塑料板靠近、远离电感式接近开关， 观察继电器的动作情况。
图9-13 光电开关的类型 a)遮断型 b)反射镜反射型 c)散射型
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2.接近开关的类型 接近开关分为PNP与NPN型两大类，它们一般都有三条引出
线，即电源线、公共线和信号输出线。
(1)PNP型接近开关 PNP型接近开关是指当有信号触发时，信 号输出线和电源线接通，相当于输出高电平的电源线。
图9-9 传感器的图形符号 a)接近传感器 b)(铁)接近开关常开触点 c)磁性接近开关常开触点 d)光电(纤)开关常开触点
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二、电磁阀 在液压传动或气压传动系统中，常利用气缸的活塞产生较
大的力或产生足够大的位移去控制机械设备，实现自动控制， 如空气锻打锤和注射机等的自动控制。为了实现活塞运动方向、 起动和停止的自动控制，常使用电磁阀。使用最多的电磁阀是 四通电磁阀。电磁阀可分为直流和交流两种，也可分为单向 （控）和双向（控）电磁阀两种。图9⁃10所示为电磁阀的外形。
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3.磁性开关 磁性开关也称霍尔开关或磁性传感器。它能完成接近开关
的功能，但它只能检测磁性物体。在区分同质金属材料时，常 在其中一个材料上嵌装磁性物质，用磁性开关区分检测。例如， 气缸活塞极限位的检测，常在气缸活塞上装上磁性物体，将磁 性开关装在气缸体上。
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4.光纤传感器 光纤传感器是一种把被测量信号转变为可测光信号的装置，
由光发送器、敏感元件（光纤或非光纤）、光接收器、信号处 理系统及光纤构成。图9⁃8所示为光纤传感器。
图9-8 光纤传感器
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5.常用传感器的图形符号 常用传感器的图形符号如图9⁃9所示。
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1.识读YL-235A型光机电设备的布局图(见图9-14)和装配图(见 图9-15)，识别各器件与组件 该设备是送料机构、机械手搬运机构、物料传送与分拣机构的 组合，这就要求物料转盘、出料口、机械手及传送带落料口之 间的衔接准确，安装尺寸误差要小，以保证送料机构
图9-27 在旋转气缸上固定手臂
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图9⁃7所示为磁性开关的外形、应用及与PLC连接图。磁性 开关是电子器件，响应速度快，可输出标准信号，易与计算机 或PLC配合使用。
图9-7 磁性开关的外形、应用及与PLC连接图 a)磁性开关的外形 b)检测气缸活塞极限位 c)与PLC连接图
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图9-14 YL-2第352A1型页光/共机7电0设页备的布局图
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图9-15 YL-235A型光机电设备的装配图
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2.按装配图的技术要求进行机械装配
机械装配的流程如下：画线定位→装配送料、检测机构→ 安装机械手→组装传送与分拣装置→装配辅助装置，如过滤调 压阀等。 (1)组装送料、检测机构 送料、检测机构如图9-16所示，其物 载料槽、的转高盘度、和支左架右和位出置料，口使承物载料槽滑的高度均可调节。 移平稳，不产生堆积与倾斜现象， 然后紧固各部件。图9-17所示为精 调后出料口物料平稳滑移图。
图9-12 常用电磁阀的符号 a)二位二通 b)二位三通 c)二位四通 d)三位四通 e)三位五通
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1.光电接近开关 光电接近开关由光发射器、光接收器以及转换电路组成。光
发射器是将电能转换为光能的器件，如LED发光二极管；光接 收器为光电传感器，是把光信号转变为电信号的一种传感器， 主要有光敏二极管、光敏晶体管、光敏电阻和光电池等。光电 开关可分为遮断型和反射型两类，如图9-13所示.
图9-18 出料口光电检测开关的调整
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(4)机械手的装配 机械手的结构如图9-20所示，其装配方法与步骤如 下： 1)安装旋转气缸及其节流阀。图9-21所示为旋转气缸及其节流阀的安装 方法。
图9-20 机械手的结构
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2)电感式接近开关与三菱PLC的连接。由于三菱FX系列PLC为低电平输 入，因此，选择NPN-NO型电感式接近开关。图9-6所示为电感式接近开 关与FX1N系列PLC的接线图，必须将图中PLC的＋24V
图9-6 电感式接近开关与F
PLC的接线
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任务一 传感器与电磁阀的认识
图9-23 机械手手臂的组装
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任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
5)安装手爪。如图9-25所示，将气动手爪固定在提升气缸的活塞杆上 6)固定磁性开关与手臂。将如图9-26所示的磁性开关固定在机械手相 应的位置上，然后将手臂固定在旋转气缸上，如图9-27所示。
图9-25 手爪的安装
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图9-16 送料、检测机构
任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试
(2)调整出料口光电检测开关 调整光电检测开关，使其高度和检测位 置合适。光电开关检测点一般应位于承载槽上圆柱体的中心稍偏向支 架的方向。其调整位置如图9-18所示 (3)警告灯的装配 组装警告灯，并按图9-19所示的方法和尺寸将其固 定。