机电综合实训报告模板

光机电一体化实训报告

一、实训目的

1、了解JD-01型光机电一体化实训装置各个组成部件的接口。

2、能够读懂单元I/O接线原理图、电气原理图，能够按照原理图独立接线。

3、掌握S7-200系列PLC编程元件和基本逻辑指令。

4、熟练操作STEP7-Micro_WINV4.0 PLC开发软件和S7_200PLC仿真模拟软件。

5、掌握PLC编程调试运行方法。

二、实训要求

掌握装置的硬件连接、安装、调试的基本方法，并能进行正确的操作与维护；掌握基本控制程序的编制方法，实现基本控制功能；按时上课，不迟到早退；严禁在实验室吃喝；严禁在实验室嬉戏打闹；爱护实验室内各种电子设备；务必听从指导老师的安排；积极学好自动生产线的设计安装及其工作原理。

三、实训项目

自动控制技术、自动检测与传感器技术、可编程控制器编程、气动技术和

电气控制电路等。

四、实训参考教材

JD-01光机电一体化实训装置实训与实验指导说明书、《PLC 技术及应用》、《电气控制及PLC 控制技术》《单片机原理及应用》、《电工与电子技术基础》、《可编程控制器原理及应用》、《液压与气动技术》等。

五、实训器材

JD-01型光机电一体化实训设备、可编程控制器（PLC）、变频器装置、传感器、气动机械手装置、上料检测装置、送料传动和分拣入库装置等实训机构。PC 机、STEP7-Micro_WINV4.0 PLC开发软件及S7_200PLC仿真软件。

六、JD-01型光机电一体化实训装置机构工作原理

初次上电后，装置进行单次复位过程。当装置复位到位后，先在触摸屏上设定加工数量，之后在按钮模块或触摸屏转料盘界面上按下启动按钮后，由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电传感器开始检测；如果送料电机运行若干秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无物料或故障，这时要停止系统运行，指示灯报警指示；当物料检测光电传感器检测到有物料，T秒后将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪、下降抓取物料，然后手爪提升、缩回，手臂向右旋转到右限位，机械手臂下降、松开手爪，将物料放到传送带上，启动变频器来驱动传送带输送物料，同时机械手则复位到初始状态进行下一个流程；传送带上的传感器则根据物料的材料特性、颜色特性进行辨别，分别由PLC 控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。当每个料仓料满后，将会触发报警装置，物料将不会再次被推入该料仓。

七、实训内容

1、旋转料盘部分

送料机构主要由放料转盘及料槽、旋转推料器和物料台以及光电传感器和直流减速电机构成。

工作过程如下：圆形物料可任意的放入料盘中，随着直流减速电机带动转料块在顺时针转动时，物料会紧贴着料盘外侧直至被推入物料导槽，在物料导槽的最前设有一个光电检测开关；当物料到达最前方时，光电检测开关向PLC发出来料信号，直流减速电机将停止转动推料，并发出信号到机械手装置进行抓取衔接动作。

在STEP7-Micro_WINV4.0 PLC开发软件中进行编写程序并进行编译，把无误的程序导出，可以加载到S7_200PLC仿真软件中进行仿真，再把程序通过串口通信线下载到PLC中进行实验验证。

PLC程序如下：

（注意程序部分需要写清网络几，备注可以不用写）

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2、机械手部分

该机械手由气动手爪、单出杆气缸、双出杆气缸、旋转气缸和定位开关等元件组成。该机构向各个工作单元输送工件，可将物料从转料盘搬运到传送带上。通过控制电磁换向阀和节流阀对气动回路中的顺序、速度、方向等来控制整个机械手动作。每个气缸都配置位置检测磁性开关。整个搬运机构能完成四个自由度动作：手臂旋转、手臂伸缩、手爪升降、手爪抓放。

工作过程如下：当圆形物料随着物料导槽到达光电检测开关设置的位置时，并接收到机械手装置抓取物料发出的信号后，气动机械手双杆气缸快速向前伸出到位，单作用气缸向下伸出、将气爪放到与物料同一轴向位置时，T秒后气爪夹住物料向上缩回，双出杆气缸开始慢速缩回，旋转气缸带动整个手爪以逆时针方向转动到旋转气缸右位设定位置，然后单作用气缸下降将物料放到下一个功能模块接料台上松开气爪并快速缩回，旋转气缸将以顺时针方向快速的回转到原始位置，等待下次物料搬运。

PLC程序：

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3、传输线及分拣部分

该部分由三相变频电机、光纤传感器、电容式传感器、电感式传感器、单作用气缸、二位五通电磁换向阀等元件构成。该机构主要对上一机构传送来的工件进行设定性的分拣，并把分拣出的不同物料分类到不同位置。可设置对物料的材质、颜色进行分拣。

电感式传感器：检测金属材料，检测距离为0～4mm；

光纤式传感器：用于检测不同颜色的物料，可通过调节光纤放大器来区分不同颜色的灵敏度；

电容式传感器：不仅可以检测金属材料，也可以检测绝缘的液体或粉状物体, 检测距离为0～5mm；

三相电机：驱动传送带转动，由变频器控制；

工作过程如下：是完成对各个经过传送带上的物料进行检测，检测不同物料发送不同信号至PLC内部。当物料通过变频电机传送带运送时，上方安装的传感器对物料进行识别，（如：颜色分辨率高的推入第一导槽，金属的推入第二导槽，非金属的推入第三导槽）。

PLC程序：

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八、实训心得体会

附录A：

图1 JD-01 型光机电一体化实训装置

图2 旋转料盘机构

图3 旋转料盘I/O接线原理图

图4 机械手机构

图5 机械手气动控制原理图