目录第一章光机电气一体化控制实训系统产品简介 (2)一、产品概述 (2)二、产品图片 (2)三、产品特点 (2)四、技术性能 (3)五、实训工作任务 (3)六、装置基本配置 (4)第二章光机电气一体化控制实训系统组成、运行过程及各机构功能 (6)一、系统组成 (6)二、运行过程 (6)三、上料机构 (7)四、皮带输送机构 (8)五、搬运机械手机构 (9)六、分类仓储机构 (9)第三章光机电气一体化控制实训系统电气、气动控制及运行操作 (10)一、电气控制电路组成 (10)二、气动原理及气动回路原理图 (11)三、光机电一体化实训考核装置使用说明——三菱PLC和变频器 (12)附录一： THJDQG-1型光机电气一体化控制实训系统使用说明书 (21)一、产品概述 (21)二、技术性能 (21)三、使用说明 (21)四、使用注意事项 (24)附录二：光机电气一体化实训系统设备总图 (25)第一章光机电气一体化控制实训系统产品简介一、产品概述本装置是一种最为典型的光机电气一体化产品，是为职业院校、职业教育培训机构而研制的，适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。

它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计，强化了光机电气一体化的安装与调试能力。

本装置由导轨式型材实训台、光机电气一体化设备部件、电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、交流电机模块、步进电机及驱动器模块、模拟生产设备实训单元（包含上料机构、皮带输送线、搬运机械手、分类仓储等）和各种传感器等组成。

采用开放式和拆装式结构设计，可根据现有的机械部件组装生产设备，使整个装置能够灵活的按实训教学需要组装光机电气一体化设备。

装置采用工业标准结构设计及抽屉式模块放置架，组合方便。

控制对象均采用典型机电设备部件，接近工业现场环境，满足实训教学或技能竞赛需求。

本装置涵盖了机电一体化和电气自动化专业中所涉及的PLC控制、变频调速、步进调速、传感检测、气动、机械结构安装与系统调试等内容，为培养可持续发展的光机电气一体化高技能人才提供一个良好的平台。

二、产品图片三、产品特点1.该装置融典型机电一体化设备机械部件安装、气动系统的安装与调试、电气控制电路的安装和PLC编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试于一体，满足实训教学和竞赛的需要。

2.该实训考核装置有PLC模块I/O端子、变频器接线端子、交流电机接线端子、步进电机驱动器接线端子、各常用模块与PLC连接端子，均采用安全插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各光电开关、行程开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。

插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

四、技术性能1.输入电源：三相五线 AC380V±10% 50Hz2.工作环境：温度-10℃～40℃相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m3.装置容量：≤1.5kVA4.安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准五、实训工作任务1.气动系统的安装与调试通过配置的单杆气缸、导杆气缸、旋转气缸、气动手爪等气动执行元件和单控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：➢气动执行元件的安装➢气动方向控制元件的安装➢气动速度控制的调试➢气动顺序控制回路的安装➢气动机械手臂的安装➢气动系统安装与调试2.电气控制电路的安装通过配置的交流电机、步进电机、指令开关和传感器等，可完成下列电气安装的工作任务：➢交流电机正反转控制电路的连接➢交流电机调速控制电路的连接➢步进电机控制电路的连接➢传感检测电路的连接3.PLC编程➢步进电机控制程序编写➢异步电机正反转控制程序编写➢异步电机调速控制程序编写➢搬运机械手控制程序编写➢皮带输送线控制程序编写➢光机电气一体化设备控制程序编写4.机电设备安装与调试通过配置的光机电气一体化设备部件、PLC模块、变频器模块、步进电机模块、指令开关和传感器等，可完成下列光机电气设备安装和光机电气一体化技术的工作任务：➢工件库及工件推出设备的安装与调试➢皮带输送线设备的安装与调试➢搬运机械手设备的安装与调试➢运料小车的安装与调试➢光机电气一体化设备安装与调试5.自动控制系统安装与调试通过配置的光机电气一体化设备部件、PLC模块、变频器模块、步进电机模块、指令开关和传感器等，可完成下列光机电气设备安装和光机电气一体化技术的工作任务：➢上料结构和皮带输送线的自动控制➢搬运机械手的自动控制➢运料小车的自动控制➢光机电气一体化的自动控制六、装置基本配置光机电气一体化控制实训系统由型材实训台、井式上料机构、物料输送、搬运机械手、及分类仓储机构、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、各种传感器、工件、I/O接口板和序号名称主要元件规格或功能数量备注1. 型材实训台1200mm×800mm×840mm 1台2. 三菱PLC主机、变频器模块推荐配置：FX2N-48MT（晶体管输出）；或用户自行配置，PLC要求输入DI≥ 20点，输出DO≥ 12点1台用户可自行配置推荐配置：FR-E740，三相输入，功率：0.75kW；或用户自行配置1台3. 触摸屏 5.7英寸工业彩色触摸屏1块4. 电源模块三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，三相五线电源输出1组。

1件5. 按钮模块开关电源24V/6A 1只，开关电源12V/5A 1只，急停按钮1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，24V指示灯黄、绿、红各2只。

1件6. 井式上料机构井式工件库1件，光电传感器1只，磁性开关2只，单杆气缸1只，单控电磁阀1只，警示灯1只，主要完成将工件库中的工件依次推出。

1件7. 皮带输送机构三相交流减速电机（AC380V，输出转速40r/min）1台，滚动轴承4只，滚轮2只，传输带958 mm×38mm×1.5mm 1条，电感传感器1只，电容传感器1只，色标传感器1只，光电编码器1只，主要完成工件的辨别，并将工件运送到机械手处。

1件8. 搬运机械手机构旋转气缸1只，导杆气缸1只，气动手爪1只，磁性开关5只，单控电磁阀3只，主要完成将工件从皮带输送机构搬运到运料小车上。

1件9. 分类仓储机构步进电机1只，步进电机驱动器1只，磁性开关2只，货台6个，单控电磁阀1只，单杆气缸1只，限位开关3只，运料小车一个，完成物料的分类仓储工作。

1件10. 接线端子转换板接线端子和安全插孔。

1块11. 物料金属（铁、铝）各6个，尼龙6个18个12. 安全插线强电导线/弱电导线若干1套13. 调压过滤器AFR-2000M（配有压力表0～1MPa）。

1套14. 气管Ф4/Ф6若干1套15. PLC编程电缆配套PLC使用1条用户可自行配置16. 配套光盘PLC编程软件使用手册、程序等1套17. 配套工具工具：小号一字螺丝刀，中号十字螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，活动扳手，内六角扳手（9把），接线板1套18. 静音气泵1Mpa 1台19. 挂线架TH-JD20 1个20. 电脑推车TH-JD21 1台21. 计算机品牌机1台用户自配第二章光机电气一体化控制实训系统组成、运行过程及各机构功能一、系统组成光机电气一体化控制实训系统由型材导轨式实训台、典型光机电气一体化设备机械部件、PLC 模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块（包含上料机构、皮带输送线、搬运机械手、分类仓储等）、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。

整体结构采用开放式和拆装式设计，学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、皮带输送机构、搬运机械手机构和分类仓储机构组成的光机电气一体化设备。

二、运行过程1.上料机构在复位完成后，点动“启动”按钮，料筒光电传感器检测到有工件时，延时两秒后，推料气缸将工件推出至皮带输送线，若10秒钟后，料筒检测光电传感器仍未检测到工件，则说明料筒内无物料，这时警示黄灯闪烁，放入物料后黄灯熄灭；推料气缸推出物料后会立即缩回，工件下落。

当搬运机械手夹起物料后，又重复上述过程。

2.皮带输送机构当物料被推料气缸推出后，PLC启动变频器，三相交流异步电机以30Hz的频率运行，皮带开始输送物料。

物料分别经过第一、第二、第三传感器时，传感器会把检测到的信号传给PLC，PLC 判别物料，为分类仓储机构做准备。

物料被传送带运送到终点时，变频器停止运行，传送带停止工作。

上料机构的推料气缸推出物料后，再重复上面的过程。

3.搬运机械手机构当物料送到终点后，机械手手臂下降，手臂下限位传感器检测到位后，气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后，手爪气缸上升。

手爪提升限位传感器检测到位后；手臂向右旋转。

手臂旋转完成一定角度后，延时2秒，机械手手臂下降。

手臂下限位传感器检测到位后，气动手爪放开物料,手爪气缸上升。

手爪提升限位传感器检测到位后，手臂向左旋转，等待下一个物料到位，重复上面的过程。

4.分类仓储机构当机械手把物料放到运料小车上后，PLC启动步进电机，并根据第2步中传感器发来的信息，把物料运送到相应的货台位置，然后推料气缸把物料推到货台上，运料小车再回到起始位置，等待下一物料到位，重复上面的动作。

5.启动、停止、复位、警示(1)系统上电后，点动“复位”按钮后，系统复位。

这时，应将料台、皮带上工件清空。

点动“启动”按钮，警示绿灯亮。

缺料时，延时10秒后警示黄灯闪烁；放入工件后，警示黄灯闪烁停止，设备开始运行。

运行过程中，不得人为干预执行机构，以免影响设备正常运行。

(2)按“停止”按钮，所有部件停止工作（除运料小车，运料小车到达位置后停止），警示红灯亮；缺料时，延时10秒后警示黄灯闪烁；放入工件后，警示黄灯闪烁停止。

6.突然断电的处理突然断电，设备停止工作。

电源恢复后，点动“复位”按钮，再点动“启动”按钮。

则设备重新开始运行。

三、上料机构警示灯井式工件库单杆气缸磁性传感器光电传感器安装支架1.主要组成与功能(1)由井式工件库、光电传感器、工件、推料气缸、安装支架等组成。

主要完成将工件依次送至皮带输送机构上。

没有工件时，延时10秒后，报警指示黄灯闪烁，放入工件后闪烁自动停止。

(2)光电传感器：此传感器为光电漫反射型传感器，用来检测有无物料。

有物料时为PLC提供一个输入信号（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。

(3)磁性传感器：用于气缸的位置检测。

当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信号。

（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。

(4)推料气缸：依次将工件推到皮带输送机构上，由单相电控气动阀控制。