亚龙YL-235B物料分拣实训指导书

1、精选优质文档-倾情为你奉上全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置实训指导书亚龙科技集团有限公司专心-专注-专业前全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备言教育部为深入贯彻落实国务院召开的全国职业教育工作会议精神，推动中等职业学校教育教学改革，提高教育教学质量和办学效益，展示全国中等职业学校电工电子类专业的办学成果，交流新知识、新技术、新方法、新工艺在电工电子类专业教学中运用的经验，加强中等职业学校学生电工电子类专业技能训练，激励中职学校师生爱岗敬业、自强不息的精神，根据教育部关于举办“2008 年全国职业院校技能

2、大赛”的通知（教职成函20083号）精神，教育部与信息产业部决定举办 2008 年全国中等职业学校电工电子技术技能大赛，并由亚龙科技集团协办。为了配合此次大赛，亚龙科技集团特精心研制了亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置，供各校和大赛实训与考核使用。* * * * * *亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置既包含了机电一体化专业所涉及的基础知识、专业知识和基本的机电技能要求，也体现了当前先进技术在生产实际中的应用。它为学生提供了一个典型的、可进行综合训练的工程环境，为学生构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台。在此平台上可实现知识的实际应用、技能的综合训练和实践

3、动手能力的客观考核。本实训指导书主要阐述亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置的基本结构、工作原理、工作过程和典型产品（单片机、变频器和触摸屏）的使用说明。期望读者能对照实物，搞清它们的基本结构、动作流程、控制方式和工作原理，能顺利完成考核要求。由于我们的经验不足，还殷切希望各院校老师和同行专家提出改进建议。亚龙科技集团 打造中国实训装备第一品牌1为造就世界一流高技能人才服务目全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备录第 1 章 亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置 . 41.1 外观 . 41.2 概述. 41.3 实训项目 . 51.4 配置. 51.

4、5 配置清单. 61.5.1 变频器选配表. 71.6 技术参数. 7第 2 章 亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置机构说明 . 82.1 整机工作流程. 82.2 工作原理. 92.3 送料机构. 92.4 机械手搬运机构. 102.5 物料传送和分拣机构 . 112.6 气动原理 . 122.7 气缸电控阀使用. 132.8 传感器应用说明 . 152.8.1 常用传感器的使用说明 . 152.8.2 磁性开关的使用说明 . 152.9 触摸屏的说明 . 162.9.1Modbus 协议介绍 . 162.9.2 在 Modbus 网络上转输 . 162.9.3 在其它类型网络

5、上转输 . 172.9.4 查询回应周期 . 172.9.5 通讯传送方式： . 172.9.6 通讯规约： . 182.9.7 错误校验 .192.9.8 触摸屏与单片机通信 . 20打造中国实训装备第一品牌2为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备第 3 章 亚龙 YL-235B 光机电一体化实训考核装置电气电路说明 .213.0 电气电路组成. 213.1 单片机控制板、变频器 . 213.2 端子接线图 .223.4 单片机 IO 口分配表 . 243.5 单片机控制原理图 . 253.6 三菱变频器操作. 283.6.1 变频器操作面版说明

6、 . 293.6.2 参数设置方法 . 303.6.3 三菱变频器参数设置 . 313.8 西门子MM420 变频器操作 . 343.9 松下变频器操作 . 374.0 附录 A 装配图. 404.1 附录 B 进线接线图. 46打造中国实训装备第一品牌3为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备第 1 章 亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置 1.1 外观该产品已申请多项外观与实用新型专利专利产品，仿制必究专利号： XXXXXXXXX1.2 概述 亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置，由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备

7、的机械部件、单片机模块单元、触摸屏模块单元、变频器模块单元、按钮模块单元、电源模块单元、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产实训设备，也可添加机械部件组装其他生产实训设备，使整个装置能够灵活的按教学或者竞赛要求组装成具有模拟生产功能的机电一体化设备。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按照具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。打造中国实训装备第一品牌4为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备该系统

8、包含了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、触摸屏控制、Modbus 协议、单片机控制、传感器，变频调速等多项技术，为学生提供了一个典型的综合实训环境，使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识，在这里能得到全面的认识与巩固、综合的训练和实际运用。1.3 实训项目 1. 自动检测技术使用实训2. 气动技术应用实训3. 单片机控制编程实训4. 电气控制电路实训5. 变频器应用实训6. 触摸屏应用实训7. 自动控制技术教学与实训8. 机械系统安装和调试实训9. 系统维护与故障检测实训1.4 配置 该装置配置了触摸屏模块、单片机模块、变频器装置、气动装置、传感器、气动机械手装置、

9、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。整个系统为模块化结构提供开放式实训平台，实训模块可根据不同的实训要求进行组合；系统的控制部分采用触摸屏模块和单片机控制模块，执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置，实现了整个系统自动运行，并完成物料的分拣。整个实训考核装置的模块之间连接方式采用安全导线连接，以确保实训和考核的安全。打造中国实训装备第一品牌5为造就世界一流高技能人才服务1.5 配置清单 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备序号1 实训桌名称型号及规格1190800840 mm数量1单位张备注2 触摸屏模块单元3 单片机模块单元4 变频器模块单元111块台台 用 户

10、可 在 清 单 内5 电源模块单元6 按钮模块单元7 物料传送机部件8 气动机械手部件9 皮带输送机部件10 物件分拣部件11 接线端子模块三相电源总开关（带漏电和短路保护）1 个，熔断器 3 只，单相电源插座 2 个，安全插座 5 个；24 V/6 A、12 V/2 A 各一组；急停按钮 1 只，转换开关 2 只，蜂鸣器 1 只，复位按钮黄、绿、红各 1 只，自锁按钮黄、绿、红各 1只，24V 指示灯黄、绿、红各 2只；直流减速电机（24 V，输出转速 6r/min）1 台，送料盘 1 个，光电开关 1 只，送料盘支架 1 组；单出双杆气缸 1 只，单出杆气缸 1只，气手爪 1 只，旋转气缸

11、 1 只，电感式接近开关 2 只，磁性开关 5只，缓冲阀 2 只，非标螺丝 2 只，双控电磁换向阀 4 只；三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1 台，平皮带 1355492 mm 1 条，输送机构 1 套；单出杆气缸 3 只，金属传感器 1只，光纤传感器 2 只，光电传感器 1 只，磁性开关 6 只，物件导槽 3 个，单控电磁换向阀 3 只接线端子和安全插座1111111块套套套套套块选择，详见附表一12 物料13 安全插线金属 5 个，尼龙黑白各 5 个15 个1 套14 气管15 单片机编程线缆16 单片机编程软件18 触摸屏与单片机通信线19 配套工具20 产品配套光盘2

12、1 线架 4 6并口下载线ponyprog2000RS232 串口线程序及相关资料1111111套条套条套套个拷贝版打造中国实训装备第一品牌6为造就世界一流高技能人才服务1.5.1 变频器选配表全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备序号1名称三菱变频器型号及规格E540，0.75kw单位台数量12西门子变频器MM420，0.75kw，（三相输入） 台134欧姆龙变频器松下变频器3G3JV-A4007，0.75kwBFV00074，0.75kw台台111.6 技术参数 1、交流电源：三相 AC 380V10% 50 Hz；2、温度：-1040；环境湿度：90%（25）；3、实训

13、桌外形尺寸：长u23485Xu39640X=1200mm800mm840mm；4、整机消耗：1.5kVA；5、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。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。打造中国实训装备第一品牌7为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备第 2 章 亚龙 YL-235B 型光机电一体化实训考核装置机构说明2.1 整机工作流程打造中国实训装备第一品牌8为造就世界一流高技能人才服务2.2 工作原理 全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复位过

14、程，当装置复位到位后，由单片机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，这时便报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将给单片机发出信号,由单片机驱动机械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降，将物料放到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程；传感器则根据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别，分别由单片机控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。2.3 送

15、料机构 1转盘 2调节支架 3直流电机 4物料 5出料口传感器 6物料检测支架放料转盘： 转盘中共放三种物料：金属物料、白色非金属物料、黑色非金属物料。驱动电机： 电机采用 24V 直流减速电机，转速 6r/min；用于驱动放料转盘旋转。物料支架： 将物料有效定位，并确保每次只上一个物料。出料口传感器： 物料检测为光电漫反射型传感器，主要为单片机提供一个输入信打造中国实训装备第一品牌9为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备号，如果运行中，光电传感器没有检测到物料并保持若干秒钟，则应让系统报警。2.4 机械手搬运机构1旋转气缸2非标螺丝 3气动手爪

16、4手爪磁性开关 Y59BLS 5提升气缸6磁性开关 D-C73 7节流阀感器11缓冲阀 12安装支架8伸缩气缸 9磁性开关 D-Z73 10左右限位传整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制。磁性传感器：用于气缸的位置检测。检测气缸伸出和缩回是否到位，为此在前点和后点上各一个，当检测到气缸准确到位后将给 单片机发出一个信号；（在应用过程中棕色接单片机输入端，蓝色接输入的公共端）手爪: 抓取和松开物料由双电控气阀控制，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。 旋转气缸：机械手臂的正反转

17、，由双电控气阀控制。接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。（在应用过程中 棕打造中国实训装备第一品牌10为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备色线接直流 24V 电源“+”、蓝色线接直流 24V 电源“-”、黑色线接单片机主机的输入端）伸缩气缸：机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。气缸上装有两个磁性传感器，检测气缸伸出或缩回位置。缓冲器： 旋转气缸高速正转和反转时，起缓冲减速作用。2.5 物料传送和分拣机构1磁性开关 D-C73 2传送分拣机构 3落料口传感器 4落料口 5料槽6电感式传感器电机11光纤放大器7光纤传感器 8过滤

18、调压阀12推料气缸9节流阀 10三相异步落料口传感器：检测是否有物料到传送带上，并给单片机一个输入信号。 落料孔：物料落料位置定位。 料槽：放置物料。电感式传感器：检测金属材料，检测距离为 35mm。光纤传感器：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。打造中国实训装备第一品牌11为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。推料气缸：将物料推入料槽，由电控气阀控制。 2.6 气动原理 本装置气动主要分为两部分：1、气动执行元件部分有双作用单出杆气缸、双作用单出双杆气缸、旋转气缸、气动手

19、爪。2、气动控制元件部分有单控电磁换向阀、双控电磁换向阀、节流阀、磁性限位传感器。气 路 原 理 图打造中国实训装备第一品牌12为造就世界一流高技能人才服务2.7 气缸电控阀使用全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备气缸示意图注：气缸的正确运动使物料分到相应的位置，只要交换进出气的方向就能改变气缸的伸出（缩回）运动，气缸两侧的磁性开关可以识别气缸是否已经运动到位。双向电磁阀示意图 注：双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。电控阀内装的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。打造中国实训装备第一品牌13为造就世界一流高技能人才

20、服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备单向电磁阀示意图注： 单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固定的只能控制一个方向。 气动手爪控制图： 手爪控制示意图当手爪由单向电控气阀控制时，如上图所示，电控气阀得电，手爪夹紧；电控气阀断电，手爪张开。当手爪由双向电控气阀控制时，手爪抓紧和松开分别由一个线圈控制，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。打造中国实训装备第一品牌14为造就世界一流高技能人才服务2.8 传感器应用说明 2.8.1 常用传感器的使用说明全国职业院校技能

21、大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备电感式接近传感器由高频震荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。震荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物料接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了震荡器的能量。使震荡减弱以至停滞。震荡器的震荡及停振这两种状态，转换为电信号通过整形放大器转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。光电传感器是一种红外调制型无损检测光电传感器。采用高效果红外发光二极管光敏三极管作为光电转换元件。工作方式有同轴反射和对射型。在本实训装置中均采用同轴反射型光电传感器，它们具有体积小，使用简单，性能稳定，寿命长，响应速度快，抗冲击，耐震动，接受不受外界干扰等优点。2.8.2

22、 磁性开关的使用说明磁性开关是用来检测气缸活塞位置的，即检测活塞的运动行程的。它可分为有触点式和无触点式两种。本装置上用的磁性开关均为有触点式的。它是通过机械触点的动作进行开关的通（ON）断（OFF）。用磁性开关来检测活塞的位置，从设计、加工、安装、调试等方面，都比使用其他限位开关方式简单、省时。触点接触电阻小，一般为 50200m ，但可通过电流小，过载能力较差，只适合低压电路。响应快，动作时间为 1.2ms。耐冲击，冲击加速度可达 300使用注意事项：2m / s ,无漏电流存在。1）安装时，不得让开关受过大的冲击力，如将开关打入、抛扔等；2）不要把控制信号线与电力线（如电动机供电线等）平

23、行并排在一起，以防止磁性开关的控制电路由于干扰造成误动作；3）磁性开关的连接线不能直接接到电源上，必须串接负载，且负载绝不能短路，以免开关烧坏；4）带指示灯的有触点磁性开关，当电流超过最大允许电流时，发光二极管会损坏；若电流在规定范围以下，发光二极管会变暗或不亮。5）安装时，开关的导线不要随气缸运动，不仅仅是导线易断，而且应力加在开关内部，开关内部元件可能破坏；打造中国实训装备第一品牌15为造就世界一流高技能人才服务全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备6）磁性开关不要用于有磁场的场合，这会造成开关的误动作，或者使内部磁环减磁；7）DC24V 带指示灯的开关是有极性的，茶色线

24、为“+”，蓝色线为“-”；本实训装置中所用到的均为 DC24V 带指示灯有触点开关。2.9 触摸屏的说明触摸屏与单片机间通过 RS232 接 口通信， 通信协议采用 通用 工业标准 协议Modbus 协议。2.9.1Modbus 协议介绍Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备

25、的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在一 Modbus 网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用 Modbus 协议发出。在其它网络上,包含了 Modbus 协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。2.9.2 在 Modbus 网络上转输标准的 Modbus 口是使用一 RS-232C 兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由 Modem 组

26、网。控制器通信使用主从技术,即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus 协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。从设备回应消息也由 Modbus 协议构成,包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立一错误

27、消息并把它作为回应发送出去。打造中国实训装备第一品牌16为造就世界一流高技能人才服务2.9.3 在其它类型网络上转输全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备在其它网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其它控 制器的通信。这样在单独的通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。在消息位,Modbus 协议仍提供了主从原则,尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息,它只是作为主设备,并期望从从设备得到回应。同样,当控制器接收到一消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。2.9.4 查询回应周期（1）查

28、询查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码 03 是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。（2）回应如果从设备产生一正常的回应,在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：象寄存器值或状态。如果有错误发生, 功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的,同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。ModBus 通讯协议分为 R

29、TU 协议和 ASCII 协议，本设备采用 ModBus RTU 通讯协议，下面就 ModBus RTU 协议简要介绍如下：2.9.5 通讯传送方式：通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU 通讯规约相兼容：编 码起始位数据位奇 偶 校 验位停止位8 位二进制1 位8 位1 位（偶校验位）1 位错误校检 CRC（冗余循环码）初始结构 = 4 字节的时间地址码 = 1 字节功能码 = 1 字节数据区 = N 字节打造中国实训装备第一品牌 17为造就世界一流高技能人才服务错误校检 = 16 位 CRC 码结束结构 = 4 字节的时间全国职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试竞赛指定设备地址码