實驗一

機電一體化系統組成實驗

實驗目的1.通過了解物流生產線的結構及工作原理建立典型機電系統基本組成概念；了解機電系統五要素。

2.了解物流生產線的工作過程，體會各組成部分的作用以及相互間是如何通訊協調工作的。

實驗設備：

1－立體倉庫系統單元

2－機械手搬運系統單元　3－多工位加工系統

4－多通道環(huán)行線系統單元

5－視覺檢測系統單元

其中巷式起重機基本結構;

由絲杠驅動步進電機（5-1-1）、光杠（5-1-2）、氣動儲取貨物機構（5-1-3）、X軸步進電機（5-1-4）、Ｘ軸光杠（5-1-5）、Ｚ軸氣缸（5-1-6）、滾珠絲杠（5-1-7）組成。巷式起重機(5-1)主要是實現貨物在倉庫內的自動存取

機械手搬運系統單元

四軸聯動機械手機構結構:由伺服電機驅動可旋轉角度=270°的氣控機械手（具有光電傳感器）（1-1-1）、②由步進電機驅動絲杠組件構成沿X、Y軸移動裝置（含x、y軸限位開關）（1-1-2）、可回旋=270°的轉盤機構（1-1-3）（其電氣部分由直流無刷電動機、光電編碼器、接近開關等）。型材基體（1-1-4）組成。四軸聯動機械手機構主要實現空間貨物的存取

多工位加工系統單元

4000E2多工位加工系統單元結構圖

如圖

4-3

所示。

（2-1）－銑床

（2-2）－鉆床

（2-3）－多工位工作臺

多工位工作臺

多工位工作臺由Ｘ軸步進電機（2-3-1）、滾珠絲杠（2-3-2）、自動夾緊工作臺（2-2-3）、直線導軌（2-3-4）、Ｙ軸步進電機（2-3-5）、Ｙ軸絲杠（2-3-6）、型材基體（2-3-7）組成，多工位工作臺主要是通過Ｘ、Ｙ軸步進電機使自動夾緊工作臺中的貨箱到達預定的鉆、銑工位，并對貨箱進行鉆、銑削加工。見圖4-3-3

檢測環(huán)節(jié);在各站點均有檢測環(huán)節(jié)，請根據運動控制需求分析各檢測環(huán)節(jié)

位置檢測：接近開關、光電開關

位移檢測;光柵尺

驅動：

步進電機、負壓吸盤

柔性制造系統網絡組成物流生產線是由主控單元1、倉儲單元4、拾取單元2、加工單元3、檢測單元5及傳送單元和上位工控機構成。其控制器均為S7-200

PLC

226，相互間直接通過PPI網絡通訊。

PPI網絡拓撲圖

由主控單元通過PPI總線控制其他從站PLC的工作狀態(tài)(起停與物料運行情況).具體各從站的控制任務由各從站控制器獨立運算與驅動完成。

另主控單元通過EM277和CP5611與上位工控機構成PROFIBUS_DP網絡.組態(tài)軟件使用組態(tài)王.PROFIBUS網絡拓撲圖

將上述兩種總線合并，系統完整網絡拓撲如圖

了解分析系統中信息數據流的傳輸關系。主控系統負責通過PPI總線控制其他從站的啟動停止，傳輸線運轉及物料傳輸情況。PROFIBUS

總線系統中工控機安裝組態(tài)王，作為主站，通過CP5611板卡與各EM277為從站的下位PLC系統連接，實現上位人機界面系統與下位控制器連接。

思考題：

1、試分析機電系統中系統五大要素各系統構成？

2、請根據系統能協調控制加工節(jié)拍等現象，分析PPI通訊網絡中主站作用？

3、試分析主站與從站通訊數據區(qū)應如何規(guī)劃？

4、談談倉儲單元中顯示裝置的作用,可能的通訊參數與協議？

5、試分析某一單元的控制功能,并畫出流程圖。

6、傳動導向機構分析;與滑動傳動對比分析？

7、檢測系統分析：各接近開關工作原理及功用分析

8、驅動系統分析：步進驅動在各系統定位（如取某層某位的工件）中運用分析。

9、請分析倉儲單元每次存取工件都需復位原因？

10、