桁架机械手综合训练指导书 第一章 设备整体说明 1.1 设备外观
实训装置整体外观图（现场图片替换） 1.2 设备概述 桁架机械手实训装置元器件主要由伺服电机（可选配同功能不同厂家伺服）、电磁阀、伸缩气缸、滚轴丝杆、传感器等组成。装置控制系统采用西门子S7-1200PLC（可选配同功能不同厂家PLC）,设备主要功能通过PLC控制伺服电机来实现左右X轴、上下Z轴的高精度定位，结合气动机构实现工件的物料搬运功能；可以完成垂直平面内复杂运动轨迹的控制，使实训内容与生产实际更加接近。适合高等院校“机电工程系”自动化课程的教学/实训。开放式教学、在提升趣味性的同时提高学生动手能力是产品的优势；轻便、美观、易学习是产品的特色。
1.3 设备特点 1. 装置由铝型材、高强度钣金制作，表面高亮度银色硬质氧化； 2. PLC控制端口对外开放； 3. 用PLC实现对伺服电机的控制； 4. 采用伺服电机实现高精度定位的运动控制； 5. 体现丝杆传动在实际生产中的应用； 6. 运用了气动回路控制技术、很好的体现气压传动在实际生产中的运用； 7. 可选配上位机（触摸屏、电脑等）对硬件检测及程序校验； 8. 采用铝材加工，不生锈、轻便、美观； 9. 学习趣味性，耐用、直观。 1.4 设备项目 通过配置的设备部件：PLC、传感器、滚轴丝杆、按钮开关、中间继电器、气缸、电磁阀、气管、导线等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
1. 传感器的安装与调试； 2. 直线滑轨、滚轴丝杆的安装与调试； 3. 气动元件的安装与调试； 4. 伺服电机及驱动器的安装与调试； 5. PLC控制器与外围电器元件的安装与调试。 1.4.1传感器的安装与调试 ● 电感开关的接线方式、感应材质距离及输出电压的正负 ● 光电对射开关的接线方式、感应材质距离及输出电压的正负 ● 传感器在滚轴丝杆有效行程内的安装与感应 1.4.2直线滑轨、滚轴丝杆的安装与调试 ● 滚轴丝杆与电机的连接及固定 ● 直线滑轨的安装及作用 ● 运动控制中其他部件的安装及应用 1.4.3气动元件的安装与调试 ●气动元件间的管路连接 ● 气动方向控制回路的安装 ● 气动三联件（又称气源处理装置）的安装与应用 ● 气动夹爪在实际生产中的应用 1.4.4伺服电机及驱动器的安装与调试 ● 伺服电机及伺服驱动器的安装与接线方法 ● 伺服驱动器的参数调节 ● 伺服电机在机械设备运动控制中的应用 1.4.5 PLC可编程控制器的应用 ● 学习PLC的接线方法 ● 学习PLC逻辑编程 ● 学习PLC脉冲输出控制 ● 学习PLC控制器在自动化机械中的应用 1.5 设备配置 桁架机械手实训装置配置了可编程控制器（PLC）、电器控制装置、驱动器控制、传感器控制、机械手模块等实训机构。整个装置为模块化结构提供开放式实训平台。
1.6 技术参数 1、输入电源：AC220±10%； 2、控制电压 : DC24V; 3、整机功率：<1KW; 4、气源压力：0.75MPa； 6、采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线； 7、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护等功能，安全性符合相关的国家标准。
第二章 桁架机械手机构说明 2.1 工作原理 初次上电后，装置进行复位过程，桁架搬运机械手处于零位（光电开关发出信号）。在按钮模块上按下启动按钮，由 PLC 程序触发伺服电机驱动器使仓储机械手运动。
2.3 机械手搬运模块 2.3.1 结构说明 ➢ 步进电机1：用于驱动左右来回移动； ➢ 伺服电机2：用于驱动上下来回移动； ➢ PX1:电感式接近开关,用于检测左右移动限位,当手移动到最左方时,PX1发出左方限位信号；
➢ PX2: 电感式接近开关,用于检测零点限位,当回零到最达时,PX2发出回零完成限位信号；
➢ PX3: 电感式接近开关,用于检测左右移动限位,当手移动到最右方时,PX3发出右方限位信号；
➢ PX4: 扁平式接近开关,用于检测上下移动限位,当手移动到最下方时,PX4发出下方限位信号；
➢ PX5: 扁平式接近开关,用于检测零点限位,当回零到最达时,PX5发出回零完成限位信号；
➢ PX6: 扁平式接近开关,用于检测上下移动限位,当手移动到最上方时,PX6发出上方限位信号；
设定工作流程：在按钮模块上按下启动按钮，由 PLC 程序触发步进电机驱动器使仓储机械手运动。
2.3.2 PLC参考程序 详细PLC程序请见虚拟仿真电脑 2.3.3 气动原理图 气动控制回路作为仓储机械手出入库机构的执行机构，由PLC控制工件出入库的功能。电路接线及气动控制回路的工作原理如下图所示： (JL-811气动原理图)增加二位五通电磁阀说明 2.4 调试重点 在安装伺服电机时，要保持与滚珠丝杆的同轴度，避免电机运转不畅。 认真阅读步进电机驱动器说明书，了解驱动器的工作原理，做到相关参数能正常设置。
所有限位开关都要做到有信号灯亮显示，无信号灯灭不显示。 2.5 调试运行 在编写、传输、调试程序过程中，能进一步了解掌握设备调试的方法、技巧及注意点，培养严谨的作风。
1）在下载、运行程序前，必须认真检查程序。在检查程序时，重点检查：各个执行机构之间是否会发生冲突，采用了什么样措施避免冲突，同一执行机构在不同阶段所做的动作是否区分开了。
2）只有在认真、全面检查了程序，并且再也查不出错误的时候，才可以运行程序，进行实际调试，不可以在不经过检查的情况下直接在设备上运行所编写的程序，如果程序存在问题，很容易造成设备损毁和人员伤害。 3）在调试过程中，仔细观察执行机构的动作，并且在调试运行记录表中做好实时记录，作为分析的依据，来分析程序可能存在的问题。如果程序能够实现预期的控制功能，则应该多运行几次，检查运行的可靠性以及进行程序优化。
4）总结经验，把调试过程中遇到的问题、解决的方法记录下来。 5）在运行过程中，应该在现场设备时刻注意运行情况，一旦发生执行机构相互冲突事件，应该及时采取措施，如急停、切断执行机构控制信号、切断气源和切断总电源等，以避免造成设备的损毁。
2.6 故障诊断 在调试程序过程中，会遇到一些常见问题，下面列举一些常见问题解决办法： 1）为什么按下启动按钮，设备并未开始运行？ a.查看PLC电源是否打开，PLC是否为RUN状态； b.查看设备处在一个什么工作状态； c.查看设备急停是否已旋上来； d.气源气压是否满足条件； d.若以上情况都没有出现，则重新下载PLC程序，根据实际情况判断。 2）为什么设备不能正常回零？ a.查看PLC处于Stop/Run的工作状态（若为Stop需拨至Run）； b.查看X、Z轴是否在两个极限为之间若不在需要人工手动将X、Z轴移动到两限位之间；
c.若以上情况都没有出现，则重新下载PLC程序，根据实际情况判断。 第三章 设备电气控制说明(三天综合训练内容) 3.1 电器控制模块 所有模块可单独与其它工作模块组合使用达到不同的组合方式，满足不同的功能组合需求。所有的工作模块的电器组件连接线方式为:→→接口>→→→→→→。当中每个工作模块的组件接线端与对应的每一个接线端口都进行明确的标号，在接入面开放端口板>上时采用外开放式接线端子、这样从集装接线端引接过来的各个连接线可以轻松的接入到上可自行任意的连接和更换，丛而使得整套系统相对复杂的线路变得简单、清晰而且具有很好灵活性和开放性。系统控制线由通过连接线与进行连接，这就使得PLC与工作模块上的组件进行连接时是可以自由选择
3.1.1电气电路组成 电气电路由电源、PLC输入/出、步进电机输入/出、按钮、继电器组成，面板所有接口均与下方的元器件对应连接，在使用时选择正确的接线方法连接即可。由于面板上的控制元件接口都是直接从电气元件中接出，所以在使用时需先充分阅读各个元器件的硬件接线方法和使用方法。请勿盲目接线，以防错误接线造成对元件不可逆转的损坏。
3.1.2 电气模块组成 控制面板：此面板用于设备开放端口与控制面板之间的连接及操作。 开放端口： 起到一个集成转接作用，在站点上的每一个模块所有需连接元件的连接线必须经过此处进行转换成可与控制面板连接的端口。面板中所有端口都有与它对应的接线端子，这样大大减少了在实训过成中多而复杂的线路，使得每一个电气元件的连接线都以开放形式陈列在外。与控制面板连接时只需通过专用连接线进行对号连接即可。
连接导线: 用于将各个电器元件之间电源与信号连接,装置配置有0.4M、0.6M、1M多种不同颜色和长度的导线,根据需要进行选择应用。
3.2 警示灯 警示灯采用外径60的标准型产品，有点亮和常亮型两系列可供选择，指示灯与蜂鸣器可同步工作，也可独立工作。外壳采用优良性能的工业塑料，增强了耐用性，安全性，直交型棱镜设计，有较好散光性。报警器还采用底座式固定，特殊连接设计，具备了一定的抗震功能。光源类型采用发光二极管和白炽灯两种。还可按实际需求，调整固定杆长度和结构层次，个体之间连接严紧，外形美观。警示灯可用于多种多样的机器及报警监视等各种警示监控场所。
接线说明： 1、警示灯为DC24V供电，不要在其它超压或欠压电源中使用。（使用前仔细阅读报警灯使用说明）
2、警示灯共有绿色和红色两种颜色。引出线五根，其中并在一起的两根粗线是电源线（红线接“+24” ，黑红双色线接“GND” ），其余三根是信号控制线（棕色线为控制信号公共端，如果将控制信号线中的红色线和棕色线接通，则红灯闪烁，将控制信号线中的绿色线和棕色线接通，则绿灯闪烁
3.3 电磁阀 电磁阀所带手控开关有锁定（LOCK）和开启（PUSH）2种位置。在进行设备调试时，使手控开关处于开启位置，可以使用手控开关对阀进行控制，从而实现对相应气路的控制，从而实现对相应气路的控制，以改变冲压缸等执行机构的控