光电一体化工业机械手实训装置

一、光电一体化工业机械手实训装置概述
本装置是针对机电一体化教学的要求而研制的，装置集PLC、步进电机、直流电机、气动手爪、三维位置控制技术于一体的教学实训系统。通过传感器信号采集，PLC编程，对步进电机、直流电机、电磁阀进行较复杂的开关量控制、位置控制、时序逻辑控制，实现对机械手行程范围内任一位置物体的抓取、移动、存放功能。可培养学生的复杂动作编程能力。本装置也适用于机械制造及自动化、自动化、电气自动化、电气工程等专业的《机电传动与控制》、《运动控制》、《气压系统》、《机电一体化技术》、《检测与转换技术》等课程开设实训课。
本装置采用型材桌及伸缩式网孔板抽屉结构，全开放式布局且具有设故排故单元，可充分锻炼学生系统接线、机械调试安装、软件编程、独立构建控制系统、反馈整定、故障检测及检修的能力。

二、特点

1.机械手实训装置由实训桌（型材结构）、旋转底座、气动组件、三维(X、Y、Z)运动机械及电气控制等六部分组成。三维运动机械部分采用滚珠丝杠传动和齿轮传动相结合的模块化结构。具备底盘旋转、手臂升降、手臂伸缩、手爪旋转四个自由度控制的功能，可实现在一定范围内物体的抓取控制，用于实现定位功能。
2.PLC可选用三菱系列的可编程控制器，其中三菱主机为FX1N-24MT 内置开关量I/O（14路开关量输入/10路晶体管输出）。
3.装置设有黄、绿、红及急停等控制按钮，方便操作者编写机械手各种控制功能；设有急停开关可供学员使用，防止损坏设备。
注：静音气泵（用户自行采购），也可由本企业代为采购
三、技术参数
1.输入电源：单相三线～220V±10%  50Hz
2.气源：0.2Mpa～0.55Mpa
3.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m
4.装置容量：＜0.5kVA
5.外形尺寸：1100mm×650mm×1500mm
四、装置组成
实训装置主要由型材结构实训桌、旋转底座、气动组件、三维(X、Y、Z)运动机械、工件、物料台、设故排故单元及电气控制等组成。
1.实训桌由型材桌面、型材支架、固定板、伸缩式抽屉及自锁紧轮子组成。抽屉上安装有网孔板，可灵活布局器件。自锁紧轮子使整个装置可灵活移动及固定
2.旋转定位机构为底盘旋转采用稳定的行星直流减速电机传动，配置光电传感器及编码器，可实现水平旋转方向的精确定位。
3.气动组件为电磁阀和气动机械手爪，能快速抓取放开物体。
4.三维运动机械采用滚珠丝杆、齿轮等机械部件组成。
5.电气方面由步进电机驱动器、多种类型的直流减速电机、传感器、光电编码器、电磁阀等组成。
6.机械手爪旋转由减速直流电机控制。
7.设故排故单元主要有故障设置箱及排故端子排组成。通过该单元可设置机械手的10种故障，由操作者根据故障现象，线路的测量、对照原理图分析后，可通过端子排排除故障。
8.保护功能：底盘机械旋转角度限位保护功能；上升、下降机械限位保护功能；前后机械限位保护功能；手旋转限位保护功能。
9.开关电源为输入电源220VAC 50Hz，提供直流电源DC24V。
五、实训项目
1.PLC基本指令练习
2.高速计数器应用
3.气动控制技术
4.传感器技术实训
5.步进电机控制电路的连接
6.机械手控制系统设计、安装、接线及调试
7.步进电机定位
8.编码器的定位
9.单轴往返运动控制
10.双轴手臂直线运动控制
11.三轴机械手空间直线控制
12.机械手搬运控制
13.机械手故障分析及排除实训
14.机械手多点定位控制
15.双工件多轴联动机械手高级运动控制

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