《机电一体化模块化控制系统》介绍.doc

WUHAN TEXTILE UNIVERSITY 《机电一体化模块化控制系统》课程设计名: 机电一体化模块化控制系统指导老师: 张智明班级: 机械 11201 班姓名: 程志超学号: 1202281 102 供料单元的结构与控制一、供料单元功能供料单元可作为起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其它单元提供原料的作用。它的具体功能是:按照需要将放置在料仓中的待加工工件(原料)自动地取出,并将其传送到下个工作单元。二、供料单元的结构组成供料单元的结构组成如上图所示。其主要结构组成为:工件推出与支撑, 漏斗,阀组,端子排组件, PLC ,急停按钮和启动/停止按钮,走线槽、底板等。 工件推出与支撑及漏斗部分该部分如图所示。用于储存工件原料,并在需要时将料仓中最下层的工件推出到物料台上。它主要由大工件装料管、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。该部分的工作原理是:工件垂直叠放在料仓中,推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。当活塞杆在退回位置时,它与最下层工件处于同一水平位置,而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时,首先使夹紧气缸的活塞杆推出,压住次下层工件;然后使推料气缸活塞杆推出,从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后,再使夹紧气缸返回,松开次下层工件。这样,料仓中的工件在重力的作用下,就自动向下移动一个工件,为下一次推出工件做好准备。为了使气缸的动作平稳可靠,气缸的作用气口都安装了限出型气缸截流阀。气缸截流阀的作用是调节气缸的动作速度。截流阀上带有气管的快速接头,只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了,使用时十分方便。气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置,这两个极限位置都分别装有一个磁感应接近开关,如下图所示。磁感应接近开关的基本工作原理是:当磁性物质接近传感器时,传感器便会动作,并输出传感器信号。若在气缸的活塞(或活塞杆)上安装上磁性物质,在气缸缸筒外面的两端位置各安装一个磁感应式接近开关,就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。当气缸的活塞杆运动到哪一端时,哪一端的磁感应式接近开关就动作并发出电信号。在 PLC 的自动控制中,可以利用该信号判断推料及顶料缸的运动状态或所处的位置,以确定工件是否被推出或气缸是否返回。在传感器上设置有 LED 显示用于显示传感器的信号状态,供调试时使用。传感器动作时,输出信号“1”,LED 亮; A 传感器不动作时,输出信号“0”,LED 不亮。传感器(也叫做磁性开关)的安装位置可以调整,调整方法是松开磁性开关的紧定螺栓,让磁性开关顺着气缸滑动, 到达指定位置后,再旋紧紧定螺栓。磁性开关有蓝色和棕色 2根引出线,使用时蓝色引出线应连接到 PLC 输入公共端,棕色引出线应连接到 PLC 输入端子。磁性开关的内部电路如图 3-6 虚线框内所示, 为了防止实训时错误接线损坏磁性开关, YL-335A 上所有磁性开关的棕色引出线都串联了电阻和二极管支路。因此,使用时若引出线极性接反,该磁性开关不能正常工作。磁性开关内部电路在底座和装料管第 4 层工件位置,分别安装一个漫射式光电开关。漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的,由于物体反射的光线为漫射光,故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置,且为一体化结构。在工作时,光发射器始终发射检测光,若接近开关前方一定距离内没有物体,则没有光被反射到接收器,接近开关处于常态而不动作;反之若接近开关的前方一定距离内出现物体,只要反射回来的光强度足够, 则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。图 3-7 为漫射式光电接近开关的工作原理示意图。漫射式接近开关的工作原理由此可见,若该部分机构内没有工件,则处于底层和第 4 层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态;若仅在底层起有 3个工件,则底层处光电接近开关动作而第 4层处光电接近开关常态,表明工件已经快用完了。这样,料仓中有无储料或储料是否足够,就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。在控制程序中,就可以利用该信号状态来判断底座和装料管中储料的情况,为实现自动控制奠定了硬件基础。供料单元中,用来检测工件不足或工件有无的漫射式光电接近开关选用 OMRON 公司的 E3Z-L 型放大器内置型光电开关(细小光束型) 。该光电开关的外形和顶端面上的调节旋钮和显示灯如图 3-8 所示。图3-9 给出该光电开关的内部电路原理框图。 E3Z-L 光电开关电路原理图被推料缸推出的工件将落到物料台上。物料台面开有小孔,物料台下面设有一个园柱形漫射式光电接近开关,工作时向上发出光线,从而透过小孔检测是否有工件存在,以便向系统提供本单