2021機(jī)電一體化考核題庫

機(jī)電一體化考核題庫

一、機(jī)械結(jié)構(gòu)介紹

1.1機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)介紹

圖一機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)圖

1一旋轉(zhuǎn)氣缸2一非標(biāo)螺絲3—氣動手爪4一手爪磁性開關(guān)Y59BLS

5—提升氣缸6一磁性開關(guān)D-C737一節(jié)流閥8—伸縮氣缸

9一磁性開關(guān)D-Z7310一左右限位傳感器11一緩沖閥12一安裝支架

整個搬運機(jī)構(gòu)能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松

紫。

手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制。

磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，為此在前點

和后點上各一個，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個信號；（在應(yīng)用

過程中棕色接PLC主機(jī)輸入端，藍(lán)色接輸入的公共端）

手爪：抓取和松開物料由雙電控氣閥控制，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指

示燈亮，在控制過程中不允許兩個線圈同時得電。

旋轉(zhuǎn)氣缸：機(jī)械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙電控氣閥控制。

接近傳感器：機(jī)械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號輸出。（在應(yīng)用過程

中棕色線接直流24V電源“+”、藍(lán)色線接直流24V電源黑色線接PLC主

機(jī)的輸入端）

雙桿氣缸：機(jī)械手臂伸出、縮回，由電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器,

檢測氣缸伸出或縮回位置。

緩沖器：旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，起緩沖減速作用。

1.2物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)介紹

圖二物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)圖

1一磁性開關(guān)D-C732一傳送分揀機(jī)構(gòu)3一落料口傳感器4一落料口

5一料槽6—電感式傳感器7—光纖傳感器8—過濾調(diào)壓閥

9一節(jié)流閥10—三相異步電機(jī)11—光纖放大器12—推料氣缸

落料口傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個輸入信號。

落料孔：物料落料位置定位。

料槽：放置物料。

電感式傳感器：檢測金屬材料，檢測距離為3~5mm。

光纖傳感器：用于檢測不同顏色的物料，可通過調(diào)節(jié)光纖放大器來區(qū)分不同顏色

的靈敏度。

三相異步電機(jī)：驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，由變頻器控制。

推料氣缸：將物料推入料槽，由電控氣閥控制。

設(shè)備氣動控制主要分為兩部分：

1、氣動執(zhí)行元件部分有單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、氣動手爪。

2、氣動控制元件部分有單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥、節(jié)流閥、磁性限位

傳感器。

二、氣路原理圖

氣路原理圖

2.1氣缸電控閥控制原理

氣缸示意圖

氣缸的正確運動使物料分到相應(yīng)的位置只要交換進(jìn)出氣的方向就能改變氣

缸的伸出（縮回）運動，氣缸兩側(cè)的磁性開關(guān)可以識別氣缸是否已經(jīng)運動到位。

照勸找圈

雙向電磁閥示意圖

注：雙向電控閥用來控制氣缸進(jìn)氣和出氣，從而實現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運動。電

控閥內(nèi)裝

的紅色指示燈有正負(fù)極性，如果極性接反了也能正常工作，但指示燈不會亮。

驅(qū)動線圈

氣動接頭

單相電磁閥示意圖

注：單向電控閥用來控制氣缸單個方向運動，實現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運動。與

雙向電控閥區(qū)別在雙向電控閥初始位置是任意的可以隨意控制兩個位置，而單控

閥初始位置是固定的只能控制一個方向。

2.2氣動手爪控制

手爪夾緊信號，動手爪

氣動■

電磁閥驅(qū)動線圈

手爪控制示意圖

當(dāng)手爪由單向電控氣閥控制時，如上圖所示，當(dāng)電控氣閥得電，手爪夾緊。當(dāng)電控氣

閥斷電后手爪張開。當(dāng)手爪由雙向電控氣閥控制時，手爪抓緊和松開分別由一個線圈控制,

在控制過程中不允許兩個線圈同時得電。

三、傳感器應(yīng)用說明

3.1常用傳感器的使用說明

電感式接近傳感器由高頻震蕩、檢波、放大、觸發(fā)及輸出電路等組成。震蕩

器在傳感器檢測面產(chǎn)生一個交變電磁場，當(dāng)金屬物料接近傳感器檢測面時，金屬

中產(chǎn)生的渦流吸收了震蕩器的能量。使震蕩減弱以至停滯。震蕩器的震蕩及停振

這兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為電信號通過整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的開關(guān)信號，經(jīng)功率放

大后輸出。

光電傳感器是一種紅外調(diào)制型無損檢測光電傳感器。采用高效果紅外發(fā)光二

極管'光敏三極管作為光電轉(zhuǎn)換元件。工作方式有同軸反射和對射型。在本實訓(xùn)

裝置中均采用同軸反射型光電傳感器，它們具有體積小，使用簡單，性能穩(wěn)定，

壽命長，響應(yīng)速度快，抗沖擊，耐震動，接受不受外界干擾等特點。

3.2磁性開關(guān)的使用說明

磁性開關(guān)是用來檢測氣缸活塞位置的，即檢測活塞的運動行程的。它可分為有觸

點式和無觸點式兩種。本裝置上用的磁性開關(guān)均為有觸點式的。它是通過機(jī)械觸

點的動作進(jìn)行開關(guān)的通（ON）斷（OFF）。用磁性開關(guān)來檢測活塞的位置，從

設(shè)計、加工、安裝、調(diào)試等方面，都比使用其他限位開關(guān)方式簡單、省時。觸點

電阻小，一般為50?200mC,吸合功率小，過載能力較差，只適合低壓電路。

響應(yīng)快，動作時間為1.2ms。耐沖擊，沖擊加速度可達(dá)3002/ms,無漏電流存在。

3.3使用注意事項

1）安裝時，不得讓開關(guān)受過大的沖擊力，如將開關(guān)打入、拋扔等；

2）不要把連接導(dǎo)線與動力線（如電動機(jī)等）、高壓線并在一起；

3）磁性開關(guān)的配線不能直接接到電源上，必須串接負(fù)載。且負(fù)載絕不能短路，

以免開關(guān)燒壞；

4）帶指示燈的有觸點磁性開關(guān)，當(dāng)電流超過最大電流時，發(fā)光二極管會損壞；

若電流在規(guī)定范圍以下，發(fā)光二極管會變暗或不亮。

四、電氣電路介紹

亞龍235A裝置電氣部分主要有電源模塊、按鈕模塊、可編程控制器（PLC）模塊、

變頻器模塊、三相異步電動機(jī)、接線端子排等組成。所有的電氣元件均連接到接

線端子排上，通過接線端子排連接到安全插孔，由安全接插孔連接到各個模塊，

提高實訓(xùn)考核裝置安全性。結(jié)構(gòu)為拼裝式，各個模塊均為通用模塊，可以互換，

可以根據(jù)功能需要完成不同的實訓(xùn)項目，擴(kuò)展性較強(qiáng)。

4.1端子排接線布置圖

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4.2三菱PLC控制原理圖

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4.3三菱I/O分配圖（樣版）（具體的I/O分配需要根據(jù)現(xiàn)場試題的要求）

輸入地址輸出地址

序號地址備注序號地址備注

1X0啟動1Y0驅(qū)動手臂正轉(zhuǎn)

2XI停止2Y1驅(qū)動手臂反轉(zhuǎn)

3X2氣動手爪傳感器3Y2驅(qū)動轉(zhuǎn)盤電機(jī)

4X3旋轉(zhuǎn)左限位傳感器4Y3驅(qū)動手爪抓緊

5X4旋轉(zhuǎn)右限位傳感器5Y4驅(qū)動手爪松開

6X5氣動手臂伸出傳感器6Y5