实验二、工件分拣实验

工件分拣实验

一、实验目的和设备（写到实验报告中，以下同）

①熟悉工业流水线的调速；②熟悉气路的连接；③掌握常用接近开关的接线；④了解不同材质工件对传感器的影响，以及传感器的选用和安装；⑤掌握流水线分选的故障排除；⑥熟悉失败率的计算；

实验设备：YL237型工业流水线自动化测控综合实验台；55个不同材质的园柱形工件；4种不同原理的传感器（霍尔接近开关、电涡流接近开关、反射式光电开关、对射遮断式光电开关）；

二、实验步骤：

1．编制PLC测控程序

检查并连接好计算机与PLC通讯电缆（已经接好），按下PLC的电源开关（船型开关），启动PLC，建立计算机和PLC之间的通信，然后把预置的演示PLC程序或自编的程序传送到PLC中（如果不改动PLC程序，这一步可以省略）。

2．启动送料盘旋臂

把55个不同材质的园柱形工件全部放在送料圆盘上，如图1所示。按下控制旋臂的绿色启动按钮，旋臂开始旋转，推动工件逆时针向圆盘右侧的“料槽”移动。当反射式光电接近开关接收到工件“到位”的反射光（在工件上可以看到红色光斑）后，PLC令旋臂停止旋转，等待机械手的气动手指夹取。

图1 落料槽上的旋臂和各种不同材质的工件

3．流水线驱动电动机速度的调节

缓慢调节“智能显示调节仪”数码管下方的电动机转速旋钮，使输送带的线速度与对射式（也称遮断式）光电开关分选汽缸推动的时间间隔相适应（1r/s左右）。如果输送带的线速度不恰当，可能造成“漏推”；如果传送带的线速度太慢，分选的效率就太低，且会引起气缸等执行机构的动作配合失调。在工业流水线生产中，调速是很重要的步骤。

4．气路的连接

实验者在连接气路时，可以故意将下图中的双向“四联”电磁换向阀中的气路接反，不会烧毁控制线圈，只会使压缩空气的流动方向变反，或者大量漏气。例如，实验者可以将控制“机械臂旋转”的进、出气管拔出，再对调。则可以看到对应的控制对象（例如机械臂或推料汽缸等）的初始位置相反，动作顺序也将相反。可以根据控制对象的初始位置来判断气路的连接正确与否。气管未插入电磁阀的插头之前，可以听到刺耳的放气声，短时间不会烧毁设备，时间长了，会引起压缩机发热。由于空气膨胀，温度低于室温，空气中的水分在管道内

凝结出越来越多的水珠。

图2 双向“四联”电磁换向阀的气路连接

5．保证连续分选

落料圆盘中的工件数量应大于10个（应经常从落料斜槽上取下已经分选的工件，补充到落料圆盘中），保证不至“断档”，使“工件到位信号”始终有节奏地产生，机械手能够连续抓取（本机械手约4s左右抓取一次，在工厂中，动作节奏可达1s）。

接着观察分选汽缸的反应速度是否正确，否则应调节汽缸上的缓冲节流阀的大小，顺时针增加或逆时针减小进气压力的大小，随时观察分选结果的正确性，并计算“误检率”。即：6．接近开关的连线

阅读本科《自动检测技术及应用》教材的第4章第5节，有关电涡流接近开关的三根引线的接线方法。将放置在实验台抽斗中的三根电涡流接近开关的连接线按：“棕色”（或红色）、“黑色”、“蓝色”的顺序，分别接到接线槽对应的接线端子上（对应位置套有“V CC”、“OUT”、“GND”字样的套管），如图3-14所示。特别应检查电源和地线不能接反。

图3 电涡流接近开关的三根连接线

图4 对射式传感器与分选汽缸的配合图5 24V电动机停止按钮7．电涡流接近开关的工作距离调节

接近开关又称无触点行程开关。它能在一定的距离（几毫米至几十毫米）内检测有无物体靠近。当物体与其接近到设定距离时，就可以发出“动作”信号。它给出的是开关信号（多数为低电平），具有较大的负载能力，能直接驱动中间继电器或PLC。

接近开关的主要性能指标

（1）动作距离在规定的条件下所测定到的接近开关动作时，与被测物的距离；

（2）复位距离接近开关复位时，与被测物的距离。复位距离大于动作距离；

（3）动作滞差复位作距离减去动作距离为动作滞差。动作滞差越大，对抗被测物抖动等造成的机械振动干扰的能力就强，但动作的准确度就越差。

图6 电涡流接近开关的动作距离调节

电涡流接近开关的外圆柱表面被车床车出细的螺纹，螺距t=1mm。两只M12扁平螺母

用于夹紧固定支架，见上图。实验时，可以逆时针旋动这两个螺母，使之向接近开关的尾部移动，从而使接近开关向下移动，逐渐靠近被测物。反之，则使接近开关向上移动。

实验步骤：①做这个实验时，必须停止传送带运动，并将铝合金圆柱状工件放在电涡流接近开关的正下方的传送带上；②将接近开关下方的M12扁平螺母向下旋松，将接近开关上方的M12扁平螺母向上旋松，使电涡流接近开关能大幅度向上或向下移动；③使电涡流接近开关从上到下，逐渐靠近铝合金工件。当接近开关尾部的红色LED指示灯亮时，此时两者端面的距离为动作距离x1；④再向上移动接近开关，当其尾部的红色LED指示灯暗时，此时两者的距离为复位距离x2；⑤复位距离x2与动作距离x1之差，为动作滞差Δx。

8．透射式光电接近开关的边界条件测试

①将黑色工件从左到右逐渐向对射式光电开关的轴线移动，当接收器对射式光电开关尾部的红灯亮时，记录工件的边缘到轴线的距离，记为动作距离。

②再使黑色工件逐渐向左倒退，使之远离对射式光电开关的轴线。当接收器尾部的红灯暗时，记录工件的边缘到轴线的距离，记为复位距离。两者之差为滞差。

三、实验结果：

1、电涡流接近开关参数测试

2、对射式光电开关的边界参数测试

3、分选的误检率

在正确调试后，开始对分选的工件进行计数，将错误的分选数量除以总分选数，再乘以100%，得到误检率。

4、结束实验：按下红色停止按钮，24V电源被切断。再依次切断气动系统实验台的气源处理三联件上的总阀门、关掉电动机电源、PLC的电源、电脑主机（必须“正常退出”）和显示器电源，最后拉下实验台的空气开关断路器。