1、項目4.1基于磁控開關(guān)的氣缸位置檢測 項目一 機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)例 供料單元 加工單元 裝配單元 分揀單元 輸送單元 供料單元的基本功能：按照需要將放置在料倉中待加工的工件自動送出到物料臺上，以便輸送單元的抓取機(jī)械手裝置將工件抓取送往其他工作單元。 任務(wù)一：供料單元1、供料單元的結(jié)構(gòu)組成 供料單元的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。其主要結(jié)構(gòu)組成為：料倉、料槽、物料臺、頂料氣缸、推料氣缸、端子排組件、PLC、傳感器、電磁閥組、走線槽、底板等。圖1 供料單元的結(jié)構(gòu)供料單元的工作過程： 工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當(dāng)活塞桿在退回位置時，它與最下層工件處于同一水

2、平位置，而頂料氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。 在需要將工件推出到物料臺時，首先使頂料氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使頂料氣缸返回，松開下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。 本站工作過程如下：系統(tǒng)啟動后，頂料氣缸伸出頂住倒數(shù)第二個工件；推料氣缸推出，把料槽中最底層的工件推到物料臺上工件抓取位。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推出氣缸和頂料氣缸逐個縮回，倒數(shù)第二層工件落到最底層，等待推出。搬運(yùn)站機(jī)械手伸出并抓取該工件，并將其運(yùn)送往加工站。此

3、單元共有七個傳感器： 四個磁感應(yīng)接近開關(guān)，裝在兩個氣缸的退回、伸出限位極限位置。 磁感應(yīng)接近開關(guān)的基本原理是當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時，傳感器便會動作，并輸出傳感器信號。在氣缸的活塞或活塞桿上安裝上磁性物質(zhì)，在氣缸缸筒外面的兩端位置各裝一個磁感應(yīng)式接近開關(guān)，就可以用這兩個傳感器標(biāo)識氣缸運(yùn)動的兩個極限位置。當(dāng)氣缸的活塞桿運(yùn)動到哪一端時，哪一端的磁感應(yīng)式接近開關(guān)就動作，發(fā)出信號。此單元共有七個傳感器： 三個漫射式光電接近開關(guān)，底座和第四層工件位置、物料臺下面分別判斷料倉中有無物料、物料是否足夠、物料臺有無工件。 漫射式光電接近開關(guān)的基本原理是利用光照射到被測物體上后反射回來的光線而工作的，它的光發(fā)射器

4、和光接收器處于同一側(cè)位置，在工作時，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測光，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)出現(xiàn)物體，只要反射回來的光強(qiáng)度足夠，則接收器接收到足夠的漫射光使開關(guān)動作改變輸出的狀態(tài)。 加工單元主要結(jié)構(gòu)組成為：物料臺及滑動機(jī)構(gòu)、加工（沖壓）機(jī)構(gòu)、電磁閥組、接線端口、PLC 模塊等。加工單元任務(wù)二：加工單元 加工單元的基本功能：把該單元物料臺上的工件送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動作，然后再送回到物料臺上.物料臺物料臺及滑動機(jī)構(gòu) 物料臺用于固定被加工工件，并把工件移到加工（沖壓）機(jī)構(gòu)加工。其主要由氣動手爪、氣動手指、物料臺伸縮氣缸、線性導(dǎo)軌及滑塊、磁感應(yīng)接近開關(guān)、漫射式光電傳感器等組成。1）簡易物料倉庫

5、 2）物料分配機(jī)構(gòu) 3）物料位置變換機(jī)構(gòu) 4）機(jī)械手5）半成品工件的定位機(jī)構(gòu)6）電磁閥組7）警示燈 8）氣動擺臺 任務(wù)三： 裝配單元1、裝配單元的結(jié)構(gòu)組成 裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過程。 圖10 裝配單元的結(jié)構(gòu)組成圖17 分揀單元的結(jié)構(gòu)組成任務(wù)四： 分揀單元 分揀單元的基本功能：完成將上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。 分揀單元的結(jié)構(gòu)組成如圖17所示。其主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、變頻器模塊、電磁閥組、接線端口、PLC模塊、底板等。1、分揀單元的結(jié)構(gòu)組成傳感器的基本概念

6、傳感器是一種檢測裝置，將感受到的被測量信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理，存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器一般處于研究對象或檢測控制系統(tǒng)的最前端，它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。是感知、獲取與檢測信息的窗口。傳感器的輸出信號多為易于處理的電量，如電壓、電流、頻率等。 傳感器的定義“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成” 敏感元件指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量，并且輸出與被測量成一定關(guān)系的某一物理量的元件。即被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成一個與之有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)

7、換元件是指傳感器中能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量，轉(zhuǎn)換成適合于傳輸或測量的電信號的部分。有時敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的功能是由一個元件(敏感元件)實(shí)現(xiàn)的。信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路將敏感元件或轉(zhuǎn)換元件輸出的電路參數(shù)轉(zhuǎn)換、調(diào)理成一定形式的電量輸出。由于傳感器輸出信號一般都很微弱，因此需要進(jìn)行信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換、放大、運(yùn)算與調(diào)制之后才能進(jìn)行顯示和參與控制。輔助電源輔助電源為無源傳感器的轉(zhuǎn)換電路提供電能。傳感器分類1.按被測參數(shù)分類被測參數(shù)即為輸入量，如對溫度、壓力、位移、速度等被測參數(shù)測量，按輸入量相應(yīng)的分為溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和速度傳感器等。2.按工作原理分類按工作原理，傳感器可分

8、為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩類。物理傳感器應(yīng)用的是物理校應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)、磁致伸縮現(xiàn)象、離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)換包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器。3.按能量轉(zhuǎn)換方式分類按轉(zhuǎn)換元件的能量轉(zhuǎn)換方式，傳感器分為有源型和無源型兩類。有源型也稱能量轉(zhuǎn)換型或發(fā)電型，它把非電量直接變成電壓量、電流量和電荷量等，如磁電式、壓電式，光電式、熱電偶等。無源型也稱能量控制型或參數(shù)型，它把非電量變成電阻、電容和電感等。4.按輸入輸出特性分類按輸入、輸出特性傳感器分為線性和非線性兩類5.按用途分類按用途傳感器可分為壓敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器?/p>

9、加速度傳感器、射線輻射傳感器、振動傳感器、真空度傳感器和生物傳感器等。6.按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“”和”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。自動生產(chǎn)線中常用傳感器開關(guān)量傳感器，如磁控開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、光纖式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)等，也有檢測諸如流量、壓力、溫度、速度等物理量的模擬型或數(shù)字型傳感器。 轉(zhuǎn)光電傳感器磁控開關(guān)的工作原理 由兩片具有高導(dǎo)磁和低矯頑力的合金簧片組成，并密封在一個充滿惰性氣體的玻璃管中。兩個簧片之間保持一定的重疊和適當(dāng)?shù)拈g隙，末端鍍金作為觸點(diǎn)，管外焊接引信。當(dāng)傳感器所處位

10、置的磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大，兩簧片相互吸引而使觸點(diǎn)導(dǎo)通；當(dāng)磁場減弱到一定程度時，在簧片本身彈力的作用下而釋放。特點(diǎn)磁控開關(guān)，也稱磁力式接近開關(guān)，是一種非接觸式的磁感應(yīng)傳感器，主要用作位置檢測，這種非接觸式位置檢測不會磨損和損傷檢測對象，具有體積小、慣性大、動作快等優(yōu)點(diǎn) 磁控開關(guān)用永久磁鐵驅(qū)動時，多作檢測之用，如作為限位開關(guān)使用，取代靠碰撞接觸的行程開關(guān)，可提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命，在PLC控制器中常用作位置控制的通訊信號。磁控開關(guān)的使用在自動化生產(chǎn)線中，磁控開關(guān)是用來檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如氣缸活塞）位置的，即檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如氣缸活塞）的運(yùn)動行程的 氣缸的活塞上安裝一個永久磁鐵的磁環(huán)，從而提供一個反映氣缸

11、活塞位置的磁場。而安裝在氣缸外側(cè)的磁控開關(guān)用舌簧開關(guān)作磁場檢測元件。當(dāng)氣缸中隨活塞移動的磁環(huán)靠近開關(guān)時，舌簧開關(guān)的兩根簧片被磁化而相互吸引，觸點(diǎn)閉合；當(dāng)磁環(huán)移開開關(guān)后，簧片失磁，觸點(diǎn)斷開。觸點(diǎn)閉合或斷開即提供了氣缸活塞伸出或縮回的位置。接線磁控開關(guān)作為檢測元件，一般把檢測到的開關(guān)量信息傳遞給系統(tǒng)的控制元件PLC，磁控開關(guān)的信號檢測可不依賴于外接電源，圖4-5所示為兩線制磁控開關(guān)接線原理圖及圖形符號，其標(biāo)準(zhǔn)引出線為棕色線與藍(lán)色線各一根。在于PLC連接時，一般棕色接PLC接線端子，藍(lán)色接直流24V電源負(fù)極。注意事項(1)直流型磁控開關(guān)所使用電壓為330V DC，一般應(yīng)用范圍為524VDC。過高的電

12、壓會引起內(nèi)部元器件升溫而變得不穩(wěn)定，但電壓過低，容易受外界環(huán)境變化影響，從而引起誤動作。(2)使用時，必須在接通電源前檢查接線是否正確，電壓是否為額定值。磁控開關(guān)只能檢測磁性介質(zhì)，檢測范圍與磁場強(qiáng)度有關(guān)。磁場越強(qiáng)，范圍越大。 任務(wù)一 磁控開關(guān)的機(jī)械安裝 本任務(wù)將磁控開關(guān)SC1、SC2裝接到伸縮氣缸的滑槽中。注意，磁控開關(guān)安裝位置的調(diào)整方法是松開它的緊定螺栓，讓磁控開關(guān)順著氣缸滑動，到達(dá)指定位置后，再旋緊緊定螺栓。任務(wù)二 磁控開關(guān)的電氣安裝本任務(wù)即把磁控開關(guān)與控制器PLC相接，使得檢測信號反饋給控制系統(tǒng)。磁控開關(guān)的棕色引出線接PLC輸入端子，藍(lán)色引出線接24V電源負(fù)極。因為檢測回路基本無負(fù)載，為

13、保護(hù)接點(diǎn)不被燒毀，一般在棕色線上串聯(lián)電阻限制電流大小；串聯(lián)二極管保證在電源極性接反時保護(hù)內(nèi)部電路。 任務(wù)三 磁控開關(guān)的安裝與調(diào)試 1.電氣接線檢查重點(diǎn)要考慮傳感器的尺寸、位置、安裝方式、布線工藝、電纜長度以及周圍工作環(huán)境等因素對傳感器工作的影響。在磁控開關(guān)上設(shè)置有LED，用于顯示傳感器的信號狀態(tài)，供調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)視時觀察。當(dāng)氣缸活塞靠近，磁控開關(guān)輸出動作，輸出“1”信號，LED亮；當(dāng)沒有氣缸活塞靠近，磁控開關(guān)輸出不動作，輸出“0”信號，LED不亮。2.磁控開關(guān)在氣缸上的安裝與調(diào)整磁控開關(guān)與氣缸配合使用，如果安裝不合理，可能使得氣缸的動作不正確。當(dāng)氣缸活塞移向磁性開關(guān)，并接近到一定距離時，磁控開關(guān)

14、才有“感知”，開關(guān)才會動作，通常把這個距離叫“檢出距離”。在氣缸上安裝磁控開關(guān)時，先把磁控開關(guān)裝在氣缸上，磁控開關(guān)的安裝位置根據(jù)控制對象的要求調(diào)整，調(diào)整方法簡單，只要讓磁控開關(guān)到達(dá)指定位置，用螺絲刀旋緊固螺釘（或）螺帽即可。項目實(shí)施 利用磁控開關(guān)檢測觸發(fā)信號，并運(yùn)用PLC完成如下控制要求：氣缸活塞伸出時，磁控開關(guān)SC1狀態(tài)為ON，指示燈L1亮，否則SC1狀態(tài)為OFF，L1滅；氣缸活塞縮回時，磁控開關(guān)SC2狀態(tài)為ON，指示燈L2亮，否則SC2狀態(tài)為OFF，L2滅 1.功能分析根據(jù)項目控制要求，系統(tǒng)要求使用PLC實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)中使用到輸入信號2個（即SC1SC2），輸出信號2個（即燈L1L2），選擇西

15、門子S7-226（AC/DC/RLY）PLC作為控制器。4.傳感器的安裝與調(diào)試通過本項目技能訓(xùn)練模塊鍛煉，具備獨(dú)立安裝與調(diào)試磁控開關(guān)能力，注意按圖接線及電源電壓和電源極性。5.程序設(shè)計作業(yè)P130：1、2 謝謝大家！9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 9:31:41 PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/9/920

16、22/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、行動出成果，工作出財富。2022/9/92022/9/909 September 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022/9/92022/9/92

17、022/9/92022/9/99、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 9:31:41 PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰

18、。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、楚塞三湘接，荊門九派通。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/9/92022/9/909 September 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/9/92022/9/9Friday, September

19、 9, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 9:31:41 PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。九月 222022/9/92022/9/92022