机电工程案例1_电气.pdf

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1、工程案例研讨CH0 绪论 0.1 学习本课程的意义1）通过案例了解实际应用中所需要的各种知识，2）强化理论基础知识的实践应用能力；3）加强在实际工程环境下的专业基础知识学习，理论学习与实际应用相结合；4）提高学生的自学能力，教会学生发现问题、分析问题、解决问题的方法；CH0 绪论5）让大家养成大系统的观念，形成良好的文化交流与沟通能力；6）强化基本技能、培养综合实践能力和参与创新实践。CH0 绪论 0.2 本课程的教学方法本课程通过5个典型的机电一体化的自动化设备，通过如下几个方面来剖析：1）分析被加工对象的基本组成和功能要求2）生产的功能要求、生产工艺、性能指标。3）设备总体设计原理分析，机

2、械、电器控制、测量测试等功能分析。4）机械结构设计、电器硬件设计、测量电路设计、控制系统软件设计流程等分析。5）设备安装、调试的基本要求和技术规范探讨和互动CH0 绪论 0.3本课程的学习方法1）笔记记录，相互交流。2）根据上课内容，自己补充没有学习到的知识。3）对于学习中出现的问题，向老师提出，互相探讨。4）关键是把“要我学习”变成“我要学习”。5）用“这是我的项目”的角度来看这些案例。机电工程案例一汽车发动机点火线圈电阻、二极管装配及产品功能测试机 电气篇点火线圈基本组成及功能要求 一.点火线圈的基本组成 壳体,初级线圈,初级线圈插头,次级线圈,二极管,电阻二.点火线圈的工作原理点火线圈装

3、配工艺 壳体内装入电阻-初级,次级线圈组件装入壳体-手工安装线圈插头-线圈插头,电阻压装-二极管压装-图像识别防错-电阻测试-工件清洁-自动下料点火线圈装配设备功能要求 上料方式:人工手动 时间节拍:装配内容:初级线圈,插头,次级线圈,二极管,电阻 测试内容:初级电阻,绝缘电阻,次级电阻 废品处理:自动剔除 下料方式:人工手动点火线圈电阻、二极管装配及测试设备工位介绍 工位一:人工上料工位 工位二:初级插头,电阻压装 工位三:二极管装配 工位四:图像检测 工位五:电阻测试 工位六:清洁 工位七:自动分选下料 工位八:空工位上料工位上料工位工位二:初级插头,电阻压装 插头与线圈的压装要求 插头与

4、壳体的密封要求 工件的保护初级插头,电阻压装初级插头压装机械手工位三:二极管装配 二极管送料机构 二极管剪切机构 二极管抓取机械手机械抓手真空吸取 防错措施二极管送料,剪切机构二极管吸取机械手二极管送料机构二极管剪切机构工位四:图像检测图像检测图像检测工位五:电性能测试 测试探针 初级电阻 次级电阻 快速换型问题电性能测试电性能测试工位六:清洁 真空发生器 常用清洁方式清洁工位工位七:自动下料 自动下料机械手自动下料机械手电气系统的要点一、控制系统总体策略根据整个设备的要求，选择控制策略。1、控制方法：控制方法有很多，都是围绕计算机展开。1）PLC是工业控制的主力，用于设备当作控制。主要特征：

5、采用类似于继电器回路的梯形图编程，直观、形象。一定的数据处理能力。高度的可靠性。2）工业计算机，工业计算机的主要能力是数据处理。一般在自动化设备中，用于监控、数据采集、数据存储。3）单片机或DSP芯片开发；单独开发这种线路，不利于设备的标准化，会导致将来备件、可靠性等一系列问题，一般设备使用者不允许出现这种情况。因此采用主流厂商的PLC是首选。本系统采用三菱FX2N PLC+GOT900触摸屏的控制方式PLC-三菱FX2N-128MT触摸屏 F940GOT经济实惠电气系统的要点2、检测策略在本设备中，检测方式分两种：1）数字量输出传感器，输出数字1/0，表示“真（TRUE）”/“假（False

6、）”。根据实际使用的情况，可以代表多种意义，比如：有料/无料、到位/不到位、门关上/门打开、按钮按下/按钮未按下。这种数量传感器，按其工作原理不同分成：机电式（比如行程开关、压力开关、按钮、带灯按钮等，实质是机械机构带动触点动作）；传统器件-行程开关数字量传感器 电磁感应式（接近开关、磁性开关）；接近开关：采用电磁感应原理，检测磁导体的有和无。接近即可检测到。磁性开关采用磁感应器件，如霍尔器件、舌簧管等，检测磁性材料的有/无。一般检测气缸活塞环的位置，间接判断气缸活塞杆的位置。光电式（光电开关（对射型、回归反射型、漫反射型）、光纤开关（对射型、漫反射型、回归反射型）等等。2）智能仪表传感器电阻

7、测量仪、CCD。这类仪表传感器，采集模拟量信号，计算、与设定值相比对，最终输出OK、NG结果信号。CCD3、驱动策略本设备涉及的驱动方式1）电机驱动；转台2）气缸驱动；各小的执行器件3）全数字式交流伺服电机；取二极管（升降部分）4、器件选用策略1）工厂备件的一致性2）性能3）供货4）价格二、控制系统硬件（线路）设计1、电源分配驱动与控制电源的分配；要点：安全、保护。2、IO分配PLC的IO接口与简单输入器件、简单输出器件。要点：合理分配，留出余地。3、智能器件（仪器仪表）接口电路包括：电阻测量仪、视觉传感器、伺服系统。要点：可能需要不同的接口器件与这些智能器件配套。1)电阻测量仪接口-HIOK

8、I 3541 电阻测试仪电阻测试仪电阻测量仪接口-3541 电阻测试仪电阻测试仪带有：1）DI/DO接口，用于简单用途。2）RS232C接口，可用于复杂低速用途。可通过RS232C接口，进行参数设置、功能设置、量程设置，测量数据的读出，出错信息读出等等。PLC需要配置RS232接口板/模块与其通讯。3）GP-IB接口用于惠普接口总线通讯，速度快（高达1MBYTE/S），用于需要高速采样的场合。本系统因需要测量初级电阻、次级电阻、二极管等不同的对象，量程也不同，但速度要求不高，所以采用RS232C的通讯方法。仪表侧：PLC侧：2)视觉传感器-OMRON F1603)交流伺服系统 三菱MR-E-4

9、0A 伺服控制可以采用脉冲控制的接口方式，PLC侧品种FX2N-1PG 脉冲发生模块进行位置控制。把伺服系统当作步进电机处理，由伺服系统实现位置闭环和速度闭环。三、控制系统软件设计 对象特点转台，多工位同步运行。多品种。功能手动、自动、单步 操作模式 自动运行模式正常生产测试模式、校验样件校验模式、返工模式 软件结构a)数据初始化b)品种数据预处理c)伺服定位位置的示教储存d)安全问题处理e)手动操作处理f)自动流程处理（三种操作模式混合分别处理）g)故障处理h)触摸屏信息显示、数据规正等人机接口i)输出j)伺服处理k)电阻测试表RS232通讯处理四、电气设计流程1）与客户商讨、熟知要求。2）选型，特别是仪器仪表。3）控制体系确认（控制方案确认），必要时实验验证。4）采购、线路设计；包括操作面板、操作箱、控制箱布置、电缆布置、管路布置等等相关内容。完成外购件清单。5）软件设计，包括PLC软件、触摸屏画面设计。6）部分功能的计算机模拟调试。7）机箱安装与现场配线、管路。8）手动操作功能的现场调试。9）自动功能与其他功能的现场调试。10）完善。11）验收。12）资料递交与归档。13）售后服务。