实验目的
1.通过了解物流生产线的结构及工作原理建立典型机电系统基本组成概念；了解机电
系统五要素。

2.了解物流生产线的工作过程，体会各组成部分的作用以及相互间是如何通讯协调工
作的。

实验机电一体化系统组成实验
实验设备：
1-立体仓库系统单元
4-多通道环行线系统单元2 -机械手搬运系统单元
5-视觉检测系统单元
3—多工位加工系统
其中巷式起重机基本结构；
由丝杠驱动步进电机（5-1-1 ）、光杠（5-1-2 ）、气动储取货物机构机（5-1-4 ）、X轴光杠（5-1-5 ）、Z轴气缸（5-1-6 ）、滚珠丝杠（机（5-1）主要是实现货物在仓库内的自动存取（5-1-3）、X轴步进电5-1-7）组成。

巷式起重
机械手搬运系统单元
四轴联动机械手机构结构：由伺服电机驱动可旋转角度=270°的气控机械手（具有光电传感器）（1-1-1 ）、②由步进电机驱动丝杠组件构成沿X、Y轴移动装置（含X、y轴
限位开关）（1-1-2）、可回旋=270。

的转盘机构（1-1-3）（其电气部分由直流无刷电动机、光电编码器、接近开关等）。

型材基体（1-1-4）组成。

四轴联动机械手机构主要实现空间货物的存取
(1-1)
(5-1-1)
(5-1-2)
(5-1-6) (5-1-3)
(5-1-7) (5-1-4)
(5-1-5)
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多工位工作台
多工位工作台由X 轴步进电机（ 2-3-1）、滚珠丝杠（2-3-2 ）、自动夹紧工作台（2-2-
3）、
直线导轨（2-3-4 ）、Y 轴步进电机（2-3-5 ）、Y 轴丝杠（2-3-6 ）、型材基体（2-3-7）组成， 多工位工作台主要是通过X 、Y 轴步进电机使自动夹紧工作台中的货箱到达预定的钻、 铳工
多工位加工系统单元
4000E2多工位加工系统单元结构图
如图4-3所示。

(2-1) (2-1)—铳床
(2-2)
SUE"
(2-3)
(2-2)—钻床 （2-3）—多工位工作台
ijn ---- d r
----- ctr
位，并对货箱进行钻、铳削加工。

见图4-3-3
'(2-3-7)
检测环节；在各站点均有检测环节，请根据运动控制需求分析各检测环节 位置检测：接近开关、光电开关 位移检测；光栅尺 驱动：
步进电机、负压吸盘
柔性制造系统网络组成
物流生产线是由主控单元 1仓储单元4、拾取单元2、加工单元3、检测单元5及传送 单元和上位工控机构成。

其控制器均为S7-200 PLC 226，相互间直接通过 PPI 网络通讯。

B B-B
二
壮绍會
:-鼠步进电机
30 -?4.5
(2-3-5)
(2-3-3)
(2-3-6)
(2-3-4)
4
Lflr
r--・・
PPI 网络
从机
3#站 iXlTMi
PPI 网络拓扑图
由主控单元通过 PPI 总线控制其他从站 PLC 的工作状态（起停与物料运行情况）.具 体各从站的控制任务由各从站控制器独立运算与驱动完成。

另主控单元通过 EM277和CP5611与上位工控机构成 PROFIBUS_DP^络.组态软件 使用组态
王.
P ROFIBUS 网络拓扑图
AN
F 机1#粘
从肌 A#站 觇址旳訓
I 务逬
从机 5#乩 n 动fCM
乐统
从机2#站 机械手 >4住线 AA 机
5#站
CP5611
加丨乐统 以
flL7#站
机械乎 从肌6#諒
辄遠:陆测菇统 駅机8#汕
将上述两种总线合并，系统完整网络拓扑如图
了解分析系统中信息数据流的传输关系。

主控系统负责通过PPI总线控制其他从站
的启动停止，传输线运转及物料传输情况。

PROFIBUS总线系统中工控机安装组态王，作
为主站，通过CP5611板卡与各EM277为从站
的下位PLC系统连接，实现上位人机界面系
统与下位控制器连接。

S L
思考题：
1、试分析机电系统中系统五大要
素各系统构成？
2、请根据系统能协调控制加工节
拍等现象，分析PPI通讯网络中主
站作用？
3、试分析主站与从站通讯数据区应如何规划？
4、谈谈仓储单元中显示装置的作用，可能的通讯参数与协议？
5、试分析某一单元的控制功能，并画出流程图。

6、传动导向机构分析；与滑动传动对比分析？
7、检测系统分析：各接近开关工作原理及功用分析
8、驱动系统分析：步进驱动在各系统定位（如取某层某位的工件）中运用分
析。

9、请分析仓储单兀每次存取工件都需复位原因？。