桁架机械手综合训练指导书

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第一章设备整体说明

1.1 设备外观

实训装置整体外观图（现场图片替换）

1.2 设备概述

桁架机械手实训装置元器件主要由伺服电机（可选配同功能不同厂家伺服）、电磁阀、伸缩气缸、滚轴丝杆、传感器等组成。装置控制系统采用西门子S7-1200PLC（可选配同功能不同厂家PLC）,设备主要功能通过PLC控制伺服电机来实现左右X轴、上下Z轴的高精度定位，结合气动机构实现工件的物料搬运功能；可以完成垂直平面内复杂运动轨迹的控制，使实训内容与生产实际更加接

近。适合高等院校“机电工程系”自动化课程的教学/实训。开放式教学、在提升趣味性的同时提高学生动手能力是产品的优势；轻便、美观、易学习是产品的特色。

1.3 设备特点

1.装置由铝型材、高强度钣金制作，表面高亮度银色硬质氧化；

2.PLC控制端口对外开放；

3.用PLC实现对伺服电机的控制；

4.采用伺服电机实现高精度定位的运动控制；

5.体现丝杆传动在实际生产中的应用；

6.运用了气动回路控制技术、很好的体现气压传动在实际生产中的运用；

7.可选配上位机（触摸屏、电脑等）对硬件检测及程序校验；

8.采用铝材加工，不生锈、轻便、美观；

9.学习趣味性，耐用、直观。

1.4 设备项目

通过配置的设备部件：PLC、传感器、滚轴丝杆、按钮开关、中间继电器、气缸、电磁阀、气管、导线等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：

1.传感器的安装与调试；

2.直线滑轨、滚轴丝杆的安装与调试；

3.气动元件的安装与调试；

4.伺服电机及驱动器的安装与调试；

5.PLC控制器与外围电器元件的安装与调试。

1.4.1传感器的安装与调试

●电感开关的接线方式、感应材质距离及输出电压的正负

●光电对射开关的接线方式、感应材质距离及输出电压的正负

●传感器在滚轴丝杆有效行程内的安装与感应

1.4.2直线滑轨、滚轴丝杆的安装与调试

●滚轴丝杆与电机的连接及固定

●直线滑轨的安装及作用

●运动控制中其他部件的安装及应用

1.4.3气动元件的安装与调试

●气动元件间的管路连接

●气动方向控制回路的安装

●气动三联件（又称气源处理装置）的安装与应用

●气动夹爪在实际生产中的应用

1.4.4伺服电机及驱动器的安装与调试

●伺服电机及伺服驱动器的安装与接线方法

●伺服驱动器的参数调节

●伺服电机在机械设备运动控制中的应用

1.4.5 PLC可编程控制器的应用

●学习PLC的接线方法

●学习PLC逻辑编程

●学习PLC脉冲输出控制

●学习PLC控制器在自动化机械中的应用

1.5 设备配置

桁架机械手实训装置配置了可编程控制器（PLC）、电器控制装置、驱动器控制、传感器控制、机械手模块等实训机构。整个装置为模块化结构提供开放式实训平台。

1.6 技术参数

1、输入电源：AC220±10%；

2、控制电压 : DC24V;

3、整机功率：<1KW;

4、气源压力：0.75MPa；

6、采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线；

7、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护等功能，安全性符合相关的国

家标准。

第二章桁架机械手机构说明

2.1 工作原理

初次上电后，装置进行复位过程，桁架搬运机械手处于零位（光电开关发出信号）。在按钮模块上按下启动按钮，由 PLC 程序触发伺服电机驱动器使仓储机械手运动。

2.3 机械手搬运模块

2.3.1 结构说明

➢步进电机1：用于驱动左右来回移动；

➢伺服电机2：用于驱动上下来回移动；

➢PX1:电感式接近开关,用于检测左右移动限位,当手移动到最左方时,PX1发出左方限位信号；

➢PX2:电感式接近开关,用于检测零点限位,当回零到最达时,PX2发出回零完成限位信号；

➢PX3:电感式接近开关,用于检测左右移动限位,当手移动到最右方时,PX3发出右方限位信号；

➢PX4:扁平式接近开关,用于检测上下移动限位,当手移动到最下方时,PX4发出下方限位信号；

➢PX5:扁平式接近开关,用于检测零点限位,当回零到最达时,PX5发出回零完成限位信号；

➢PX6:扁平式接近开关,用于检测上下移动限位,当手移动到最上方时,PX6发出上方限位信号；

设定工作流程：在按钮模块上按下启动按钮，由 PLC 程序触发步进电机驱动器使仓储机械手运动。

2.3.2 PLC参考程序

详细PLC程序请见虚拟仿真电脑

2.3.3 气动原理图

气动控制回路作为仓储机械手出入库机构的执行机构，由PLC控制工件出入库的功能。电路接线及气动控制回路的工作原理如下图所示：

(JL-811气动原理图)增加二位五通电磁阀说明

2.4 调试重点

●在安装伺服电机时，要保持与滚珠丝杆的同轴度，避免电机运转不畅。

●认真阅读步进电机驱动器说明书，了解驱动器的工作原理，做到相关

参数能正常设置。

●所有限位开关都要做到有信号灯亮显示，无信号灯灭不显示。

2.5 调试运行

在编写、传输、调试程序过程中，能进一步了解掌握设备调试的方法、技巧及注意点，培养严谨的作风。

1）在下载、运行程序前，必须认真检查程序。在检查程序时，重点检查：各个执行机构之间是否会发生冲突，采用了什么样措施避免冲突，同一

执行机构在不同阶段所做的动作是否区分开了。

2）只有在认真、全面检查了程序，并且再也查不出错误的时候，才可以运行程序，进行实际调试，不可以在不经过检查的情况下直接在设备上运

行所编写的程序，如果程序存在问题，很容易造成设备损毁和人员伤害。