TC-R01二维平面搬运装置

一、概述：

   二维平面搬运装置（TC-R01）是一套综合了机械装配与连接、PLC控制、电机控制、传感器控制、气动控制、计算机信息处理等现代化生产控制技术的机电一体化控制对象。是专为职业技术院校、技工学校、职业教育培训机构等而设计的典型机电一体化培训产品。适合于机械制造及其自动化、机电一体化、机械电子工程、电气工程及自动化、自动化工程、计算机控制技术等教学与培训。它提高学生动手能力和实践技能而设计的实用性强的实验设备，是机电一体化专业教育培训的很好设备。在系统方面，二维平面搬运装置的执行机构以电机执行机构为主，以实现工件吸、放的气动机械装置为辅助器件；二维平面搬运装置的整体运动则采取电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是典型的二维控制平面。二维平面搬运装置应用了不同类型的传感器，分别用于判断电机的运动位置、气缸伸缩到位检测等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。位置控制技术与传感器技术是现代工业企业应用较为广泛的电气控制技术。

二、二维平面搬运装置的特点及其优越性：

1、专业性：该装置均采用当前工业系统常用的现代化控制器件、连接设备以及专业的设计理念；

2、全面性：覆盖了传感器技术、气动技术、PLC技术、电机驱动技术、计算机组态技术、机械系统精密传动技术等多项技术实训；

3、综合性：不但能提升学生的专业技能，同时可以培养学生的动手能力、团队协助能力、综合问题的分析和解决能力；

4、开放型：该实验装置所有电器控制端口均通过安全插座接与接线盒之上，方便学员根据学习需要自己接线、编程和调试，机械装备上亦从方便学员动手拆装出发，设计出适合于学员进行拆卸和组装的相关练习；

5、安全性：具有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，安全性符合相关的国家标准，同时备急停保护、限位保护等各种保护功能，可确保人身与设备安全。

三、技术参数：

输入电压：AC 220V；

控制电压：DC 24V ；

额定电流：3 A ；

环境温度：-15℃～45℃(工作) -20℃～50℃(保存)；  

相对湿度: 35-85%(无冷凝)；

具有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，安全性符合相关的国家标准。

四、实训项目：

1．气动系统的安装与调试项目：

（1）气动机械手装置的安装；

（2）气动方向控制回路的安装；

（3）气动速度控制回路的安装；

（4）了解气动元件的使用及气动控制回路。

2．PLC接线与编程软件的学习项目：

（1）系统接线的实训项目，电机正反转控制电路的连接与控制程序编写；

（2）电机调速控制电路的连接与控制程序编写；

（3）气动方向控制程序编写；

（4）气动顺序动作控制程序编写；

（5）气动机械手控制程序编写；

（6）二维平面搬运装置设备控制程序编写。

3．电机驱动器的使用项目：

（1）学习电机驱动器的用途；

（2）熟悉驱动器主要参数的功能；

（3）了解驱动器控制端（CN1）的多功能带驱动、方向、限位等功能；

（4）掌握电机驱动器与电机的接线。

4．电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：

（1）PLC基本指令的学习、编写与调试；

（2）电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；

（3）电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；

（4）实验平台顺序动作控制程序编写；

（5）气动方向控制程序编写；

（6）气动机械手控制程序编写；

（7）综合实验板的控制程序编写。

5．综合实验板的安装与调试项目：

（1）控制板的整体元件分布与模块的放置设计；

（2）控制板元件的安装与调试；

（3）电机传动装置同轴度的调整；

（4）实验平台元件的简单安装与调试。

6．机械构件的装配与调整能力；

（1）机电设备的安装与调试能力；

（2）电路安装能力；

（3）气动系统的安装与调试能力；

（4）熟悉电机运动过程中，限位开关的保护作用；

（5）机电一体化设备的控制程序的编写能力；

（6）自动控制系统的安装与调试能力。

五、装置结构：

二维平面搬运装置大体可分为二个部分：二维平面搬运控制面板、二维平面搬运机构等组成；

二维平面搬运装置的机械部分主要配置：运动机构单元、驱动器单元、控制组件单元等三单元构成；

1、运动机构单元：运动机构单元主要由X轴运动机构、Y轴运动机构、气动机械装置、二维搬运平台以及各限位开关、原点开关等组成；

2、气动机械装置：用于工件的吸取、放置功能，借助精确定位的位置控制实现工件的搬运。主要由真空吸盘、双杆气缸、磁感应接近开关组成；

3、搬运工作台：该平台主要由以下几个部件组成：

1）运动机构：

X轴：滚珠型丝杆、组合式直线导轨、铝材滑台、联轴器、原点开关、限位保护开关等，丝杆行程不低于300mm；采用富士GYS201DC2-T2A高精度交流伺服电机（200W）、RYC201D3-VVT2数字式交流伺服驱动器控制轴的正反定位；

Y轴：滚珠型丝杆、组合式直线导轨、铝材滑台、联轴器、原点开关、限位保护开关等，丝杆行程不低于200mm；采用斯达特步进电机23HS3002高精度步进电机、MS-2H057M步进电机驱动器控制轴的正反定位；

Z轴：采用双杆直线气缸和真空吸盘构成垂直升降搬运装置，上升位及下降位定位传感器各一个，气缸行程不低于75mm。

2）工作台：铝合金支柱，矩形双层有机玻璃搭建而成；

3）接线端子： 由接线端子排组成，运动机构中所涉及的各类端子引至接线端子排，提供老师及学生进行动手操作和接线的开放式教学的需要；

4）气控单元： 气动三联件一个，真空发生器一个，电磁阀两组；

5）单相电源插座一个、防水盒一个、防水接头一个。

六、二维平面搬运装置的基本功能：

1、复位工作：系统上电，先执行复位操作；按复位按钮，X/Y轴电机开始以第一速度反向复位运行，上下缸缩回，真空吸盘不工作，复位传感器检测到运动块并发出信号，原点复位完成；PLC启动电机驱动器驱动电动机复位至工作原点，此时系统复位完成；

2、吸取工作：按下启动按扭，PLC驱动上下缸下降伸出（真空吸盘靠近工件），真空吸盘工作——吸住工件，上下缸缩回，完成工件吸取工作；

3、放置工作：PLC启动电机驱动器驱动电动机正向旋转，通过丝杆带动运动块向前运行至下一工件位，PLC驱动上下缸下降伸出（真空吸盘靠近工件位），真空吸盘不工作——将工件放下，上下缸缩回，完成工件放置工作。电机二维搬运平台上有好几个工件位，PLC带动各执行元件（电机、气缸、真空吸盘）完成二维搬运平台上工件位的吸取、放置工作。最后X/Y运动块返回原位重新开始下一个流程。