机电一体化技术综合应用实例全解

此单元共有七个传感器：
三个漫射式光电接近开关，底座 和第四层工件位置、物料台下面分 别判断料仓中有无物料、物料是否 足够、物料台有无工件。 漫射式光电接近开关的基本原 理是利用光照射到被测物体上后反 射回来的光线而工作的，它的光发 射器和光接收器处于同一侧位置， 在工作时，光发射器始终发射检测 光，若接近开关前方一定距离内出 现物体，只要反射回来的光强度足 够，则接收器接收到足够的漫射光 使开关动作改变输出的状态。
传感器介绍
加工单元 主要结构组成 为：物料台及 滑动机构、加 工（冲压）机 构、电磁阀组、 接线端口、 PLC 模块等。
加工单元
物料台
物料台用于固定 被加工工件，并把工 件移到加工（冲压） 机构加工。其主要由 气动手爪、气动手指、 物料台伸缩气缸、线 性导轨及滑块、磁感 应接近开关、漫射式 光电传感器等组成。
本站工作过程如下：系统启动后，顶 料气缸伸出顶住倒数第二个工件；推料气 缸推出，把料槽中最底层的工件推到物料 台上工件抓取位。工件到位传感器检测到 工件到位后，推出气缸和顶料气缸逐个缩 回，倒数第二层工件落到最底层，等待推 出。搬运站机械手伸出并抓取该工件，并 将其运送往加工站。
此单元共有七个传感器：
蓝负、棕正
棕
黑
蓝
蓝
棕
图3 供料单元的I/O接线图
任务一：供料单元
4、顺序功能图
SM0.1 首次扫描 M0.0 I0.5 M0.1 I0.6
在料仓中有工件，各个执 行机构都在初始位置情况下， 顶料气缸的活塞杆推出，压住 次下层工件，推出气缸将把存 放在料仓中的工件推出到物料 台。在推料气缸返回后，顶料 气缸返回，料仓中的工件下移。 只要料仓中有工件，物料台上 的工件被取走，此工作就继续。 在运行过程中，料仓中无工件 或者物料台工件没取走，停止 运行。
传感器介绍
扁平型光电接近传感器
引线接法： 黑：输出线 NPN输出 低电平驱动 棕：+24电源输入端 蓝：0V电源输入端
磁感应接 近开关
安装上气缸节流阀的气缸
消声器 气管接口
电源插针
汇流板
手动换向、 加锁钮
任务一：供料单元
2、气动控Βιβλιοθήκη Baidu回路
气动控制回路是本工作单元 的执行机构，该执行机构的控制 逻辑功能是由PLC实现的。气动 控制回路的工作原理如图2所示。 图中1B1和1B2为安装在推料缸的 两个极限工作位置的磁感应接近 开关，2B1和2B2为安装在推料气 缸的两个极限工作位置的磁感应 接近开关。1Y1和2Y1分别为控制 推料气缸和顶料气缸的电磁阀的 电磁控制端。
四个磁感应接近开关，装在两 个气缸的退回、伸出限位极限位置。
磁感应接近开关的基本原理是 当磁性物质接近传感器时，传感器 便会动作，并输出传感器信号。在 气缸的活塞或活塞杆上安装上磁性 物质，在气缸缸筒外面的两端位置 各装一个磁感应式接近开关，就可 以用这两个传感器标识气缸运动的 两个极限位置。当气缸的活塞杆运 动到哪一端时，哪一端的磁感应式 接近开关就动作，发出信号。
项目一 机电一体化技术综合应用实例
供料单元 加工单元 装配单元 分拣单元 输送单元

以2008年全国职业院校技能大赛指定设备—— YL-335A为例来介绍机电一体化技术在机电产品中 的应用。YL-335A型自动生产线实训考核装备由安 装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、 装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其 中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时 也都是一个机电一体化的系统。
图1 供料单元的结构
供料单元的工作过程： 工件垂直叠放在料仓中，推料缸 处于料仓的底层并且其活塞杆可从料 仓的底部通过。当活塞杆在退回位置 时，它与最下层工件处于同一水平位 置，而顶料气缸则与次下层工件处于 同一水平位置。
在需要将工件推出到物料台时， 首先使顶料气缸的活塞杆推出，压住 次下层工件；然后使推料气缸活塞杆 推出，从而把最下层工件推到物料台 上。在推料气缸返回并从料仓底部抽 出后，再使顶料气缸返回，松开下层 工件。这样，料仓中的工件在重力的 作用下，就自动向下移动一个工件， 为下一次推出工件做好准备。
物料有 物料台无 Q0.1 推料 I0.2 推料到位
M0.2 I0.3 M0.3 推料复位 Q0.0 顶料缩回 I0.1 顶料复位 M0.4 I0.0 顶料到位
图4 供料站的顺序功能图
任务一：供料单元
5、参考程序
图5 供料站参考程序
任务二：加工单元
加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件送 到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回 到物料台上.
图2 供料单元气动控制回路工作原理图
任务一：供料单元
3、PLC的I/O接线图 本单元中，传感器信号 占用7个输入点，留出 1个 点提供给启/停按钮作本地 主令信号，则所需的PLC I/O点数为 8点输入/2点输 出。选用西门子S7-222 主 单元，共8点输入和6点继 电器输出，供料单元的I/O 接线原理图如图3所示。
任务一：供料单元
供料单元的基本功能：按照需要将放置在料仓中待 加工的工件自动送出到物料台上，以便输送单元的抓取 机械手装置将工件抓取送往其他工作单元。
1、供料单元的结构组成
供料单元的结构组成 如图1所示。其主要结构 组成为：料仓、料槽、物 料台、顶料气缸、推料气 缸、端子排组件、PLC、 传感器、电磁阀组、走线 槽、底板等。
物料台及滑动机构
物料台的传感器
在移动物料台上安装一个漫射式光电开关。若物 料台上没有工件，则漫射式光电开关处于常态；若物 料台上有工件，则光电开关动作，表明物料台上已有 工件。该光电传感器的输出信号送到加工单元PLC的 输入端，用以判别物料台上是否有工件需进行加工。 移动物料台伸出和返回到位的位置是通过调整伸 缩气缸上两个磁性开关位置来定位的。要求缩回位置 位于加工冲头正下方；伸出位置应与整体状态下的输 送单元的抓取机械手装置配合，确保输送单元的抓取 机械手能顺利地把待加工工件放到该物料台上。 在气动手指内部有一个磁性开关，判断气动手爪 是否把工件夹紧，工件夹紧后把信号送给PLC，伸缩 气缸接到信号后方能动作。