1、亞龍YL 235A 型光機電實訓考核裝備介紹 一、亞龍YL 235A 型光機電實訓考核裝備的結構YL 235A 在鋁合金導軌式實訓臺上安裝下料、加工、裝配、搬運、分揀等工作站，構成一個典型的機電一體化設備的機械平臺；采用RS485串行通訊方式實現分布式的控制或PLC 主站及遠程I/O實現系統控制，從而組成自動加工、裝配生產線，真實呈現自動生產線的加工過程。各工作站的結構和功能如下： 供料站供料站主要由料倉及料槽、頂料氣缸、推料氣缸和物料臺以及相應的傳感器、電磁閥構成，如圖1所示。本站工作過程如下：系統啟動后，頂料氣缸伸出頂住倒數第二個工件；推料氣缸推出，把料槽中最底層的工件推到物料臺上工件抓取

2、位。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推出氣缸和頂料氣缸逐個縮回，倒數第二層工件落到最底層，等待推出。搬運站機械手伸出并抓取該工件，并將其運送往加工站。加工站加工站主要由物料臺、夾緊機械手、物料臺伸出/縮回氣缸、加工（沖壓）氣缸以及相應的傳感器、電磁閥構成，如圖2所示。 圖2本站的功能是完成一個對工件的沖壓加工過程，流程如下：搬運站機械手把工件運送到物料臺上物料檢測傳感器檢測到工件機械手指夾緊工件物料臺回到加工區域沖壓氣缸的下方沖壓氣缸向下伸出沖壓工件完成沖壓動作后向上縮回沖壓氣缸縮回到位物料臺重新伸出到位后機械手指松開搬運站機械手伸出并夾緊工件，將其運送往裝配站。裝配站裝配站主要有供料單元、旋

3、轉送料單元、機械手裝配單元、放料臺以及相應的傳感器、電磁閥構成，如圖3所示。 圖3本站功能是完成上蓋工序，即把黑色或白色兩種小圓柱工件嵌入到大工件中的裝配過程。當搬運站的機械手把工件運送到裝配站物料臺上時，頂料氣缸伸出頂住供料單元倒數第二個工件；擋料氣缸縮回，使料槽中最底層的小圓柱工件落到旋轉供料臺上，然后旋轉供料單元順時針旋轉180度（右旋），到位后裝配機械手按下降氣動手爪抓取小圓柱手爪提升手臂伸出手爪下降手爪松開的動作順序，把小園柱工件順利裝入大工件中，機械手裝配單元復位的同時，旋轉送料單元逆時針旋轉180度（左旋）回到原位，搬運站機械手伸出并抓取該工件，并將其運送往物料分解站。分揀站分揀

4、站主要有傳送帶、變頻器、三相電機、推料氣缸、電磁閥和定位光電傳感器及區分黑白兩種顏色的光纖傳感器構成。如圖4所示。圖4本站的功能是完成從裝配站送來的裝配好的工件進行分揀。當搬運站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到時，即啟動變頻器，工件開始送入分揀區，如果進入分揀區工件為白色，則由檢測白色物料的光纖傳感器動作，作為1號槽推料氣缸啟動信號，將白色料推到1號槽里，如果進入分揀區工件為黑色，由檢測黑色的光纖傳感器作為2號槽推料氣缸啟動信號，將黑色料推到2號槽里。自動生產線的加工結束。搬運站搬運站主要有步進電機、步進驅動器、線性導軌、四自由度搬運機械手、電磁閥和原點定位開關構成。如圖5所示。

5、 圖5本站的功能是完成向各個工作單元輸送工件，系統分為四自由度抓取機械手單元和直線位移位置精確控制單元兩部分，系統上電后，先執行回原點操作，當到達原點位置后，若系統啟動，供料站物料臺檢測傳感器檢測到有工件時，機械手整體先提升到位后手爪伸出到位后手爪夾緊，手爪夾緊到位手爪開始縮會機械手整體下將到位后，步進電機開始工作按設定好的脈沖量到加工站。加工站到位后機械手整體提升，提升到位后手爪伸出伸出到位后機械手整體下降，下降到位后工件已放入加工站物料臺上，然后手爪松開，松開到位后機械手回縮，等加工站加工完成后再將工件送到裝配站和分揀站完成整個自動生產線加工過程。二、系統控制方案根據機械平臺的上述工藝過程

6、， YL-335A則采用RS485串行通訊方式實現分布式的控制系統。用戶可根據實訓要求，選用如2種通訊網絡實現系統控制： 采用RS-485總線的PLC 互連網絡。 采用PLC 為主站，遠程I/O模塊為從站的RS-485通訊網絡。二方案均采用了觸摸屏人機界面（HMI ），而每種通訊網絡又按所選用不同的主流PLC 廠家而有不同的配置，分述如下：1、采用RS-485總線的PLC 互連網絡的控制方案本控制方案的目標，是使學生通過實訓，掌握RS-485通訊技術和采用廣播方式實現PLC 之間交換信息的PLC 互連技術。作為PLC 通訊網絡的基本技術，并鑒于采用RS-485總線的PLC 互連網絡廣泛用于小型

7、集散控制系統上，熟練掌握這一技能，是高職學生必不可少的。 本裝備分別對西門子S7-200系列，松下FP-X 系列，三菱FX2N 系列和歐姆龍CP1L 系列等主流廠家的PLC 配置了這一網絡。 1）西門子S7-200系列本方案采用PPI （點對點接口）協議實現通訊，以觸摸屏和搬運站PLC （S7-226）為主站，其余各站為從站構成點對點通訊網絡，分揀站的MM420變頻器也作為第5#從站連接此網絡，各PLC 型號見配置清單。 2）松下FP-X 系列本方案中，各工作站的PLC （FP-X 系列）均配置FP-X 通信插卡，可采用松下專用的PC-LINK 協議實現無主站的PLC 鏈接；或以搬運站PLC

8、（FP-X-30T ）為主站，采用通用串行通訊方式和MODBUS 通訊協議，實現主站和各從站之間的通訊。 3）三菱FX2N 系列：本方案采用FX2N 的N ：N 通訊網絡。各工作站均插上FX2N-485-BD 通訊板，以搬運站PLC （FX2N-48MT ）為主站，其余各站為從站構成N ：N 通訊網絡。觸摸屏連接到主站編程口上，分揀站的FR-E540變頻器也作為第5# 從站連接到網絡上。各站PLC 的型號見配置清單。 4）歐姆龍CP1L 系列本方案采用串行PLC 鏈接通信，各工作站均插上CP1WCIF11通訊板，以搬運站PLC （CP1L ）為主站，其余各站為從站構成點對點通訊網絡，分揀站的3

9、J3MVAB004變頻器也作為第5#從站連接此網絡，各PLC 型號見配置清單。2、PLC 為主站，遠程I/O模塊為從站的RS-485通訊網絡控制方案本裝備尚提供以搬運站PLC （可為FX2N 、S7-200、CP1L 、FP-X 任一種PLC ）為主站，各從站采用遠程I/O為控制器的集散控制系統。其中，遠程I/O模塊是本公司開發的產品，具有16點輸入和14點輸出，通訊協議與研華ARK14000系列遠傳模塊類擬。本方案的目標是使學生通過實訓，掌握遠程I/O通訊網絡的特點，學會PLC 自由口通訊編程的技能。三、本裝備的特點：1、有機融合了機械技術（包括氣動技術）、傳感器技術、交流電動機變頻調速和步

10、進電機驅動控制、觸摸屏技術、PLC 控制及通信網絡等技術，體現了現代制造業生產過程的特征。2、整體結構采用開放式和拆裝式，能方便地更換模塊，按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。3、用于教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規劃教學活動，完成以下工作任務： 1）氣動系統的安裝與調試項目：選用該裝備配置的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉氣缸等氣動執行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關等氣動控制元件，可完成下列氣動技術的工作任務：氣動方向控制回路的安裝；氣動速度控制回路的安裝；擺動控制回路的安裝；氣動順序控制回路的安裝；氣動機械手裝置的安

11、裝；氣動系統安裝與調試；2）電氣控制電路的安裝和PLC 程序編寫項目：選用該裝置配置的PLC 模塊、變頻器模塊和步進電機驅動模塊、傳感器等，可完成下列PLC 應用技術工作任務：電動機控制電路的連接與控制程序編寫；電動機調速控制電路的連接與控制程序編寫；步進電機控制電路的連接與控制程序編寫；氣動方向控制程序編寫；氣動順序動作控制程序編寫；氣動機械手控制程序編寫；皮帶輸送機控制程序編寫；機電一體化設備控制程序編寫；自動生產線控制程序編寫。3）PLC 通訊網絡的安裝、程序編制及調試：4）機電設備安裝與調試項目選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC 模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列

12、機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：傳動裝置同軸度的調整；皮帶輸送機的安裝與調整；搬運機械手設備安裝與調試；物件分揀設備的安裝與調試；送料設備的安裝與調試；自動生產線設備安裝與調試。4、本裝備用于考核或技能競賽，可考察的職業能力：機械構件的裝配與調整能力；機電設備的安裝與調試能力；電路安裝能力；氣動系統的安裝與調試能力；機電一體化設備的控制程序的編寫能力；自動控制系統的安裝與調試能力。PLC 網絡的安裝、編程與調試能力。該實訓考核裝置主站PLC 模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC 的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結合，既保