模块九 物料搬运、分拣自动控制设备的组装与调试

模块九 物料搬运、分拣自动控制设备的组装与调试主编任务一 传感器与电磁阀的认识图 9-1 材料分拣实验装置的实物图在自动检测与控制系统中，传感器感受外界信息并将其转换成电信号，传送给控制装置，控制装置根据此信息发出指令控制执行装置工作。传感器是自动控制装置中采集外界信息的重要器件，而电磁阀是自动控制装置中的重要执行器件。图 9-1所示是一个材料分拣实验装置的实物图 .任务一 传感器与电磁阀的认识一、传感器传感器是能感受外界信息并将其转换成电信号的装置，由感受元件和转换电路组成。机电设备中常用的传感器主要是将感受到的外界信息转换成开关量输出，如各种类型的接近开关，包括电感式接近开关、光电接近开关、磁性开关（磁性传感器）和光纤传感器等。任务一 传感器与电磁阀的认识1.电感式接近开关图 92所示为电感式接近开关的结构，其电源为直流 24V。一般说来，棕色为电源 “ ”极，蓝色为 “ ”极即公共端，黑色线为信号输出线。图 9-2 电感式接近开关的结构任务一 传感器与电磁阀的认识(1)电感式接近开关的实验 将电感式接近开关按图 9-3a或图 9-3b所示接线，用金属块和塑料板靠近、远离电感式接近开关，观察继电器的动作情况。图 9-3 电感式接近开关的实验a)NPN型 b)PNP型任务一 传感器与电磁阀的认识(2)电感式接近开关的接线 不同的电感式接近开关的输出端口数量是不一样的，有两线、三线、四线，甚至五线输出的接近开关，其中两线、三线输出的接近开关应用较多。1)电感式接近开关与继电器的连接。图 9-5 直线三线接近开关与继电器线圈的接线图a)NPN型三线低电位输出 b)PNP型三线高电位输出任务一 传感器与电磁阀的认识图 9-4 交流两线接近开关与继电器线圈的接线图1)电感式接近开关与继电器的连接。图 9-4所示为交流两线接近开关与继电器线圈的接线图，图 9-5所示为直流三线接近开关与继电器线圈的接线图。2)电感式接近开关与三菱 PLC的连接。由于三菱 FX系列 PLC为低电平输入，因此，选择 NPN-NO型电感式接近开关。图 9-6所示为电感式接近开关与 FX1N系列 PLC的接线图，必须将图中 PLC的 24V图 9-6 电感式接近开关与 F 系列 PLC的接线任务一 传感器与电磁阀的认识2)电感式接近开关与三菱 PLC的连接。注意： 接近开关在使用之前，一定要看清接近开关上的铭牌，否则可能会因为电压不相称而烧坏设备； 使用直流交流两线型电感式接近开关时，必须连接负载，如不经负载直接连接电源，内部元器件将会烧坏，且无法修复。任务一 传感器与电磁阀的认识2.光电接近开关光电接近开关又称光电开关，它由光发射器、光接收器以及转换电路组成。光电开关一般采用功率较大的红外发光二极管（红外 LED）作为红外光发射器。为防止荧光灯的干扰，一般在光敏元件表面加红外滤光透镜。光电接近开关的外形与电感式接近开关很相似，只是它的探头表面为红外滤光透镜，其输出线与电感式接近开关完全相同，接线方法也相同。(1)光电接近开关的实验 将光电接近开关按图 9-6所示与三菱 PLC连接，上电后用金属块、白色塑料和黑色塑料靠近、远离光电接近开关，观察 PLC输入端指示灯的点亮情况。(2)光电接近开关的特性 光电接近开关能检测所有物体，对于散射型光电开关，反射光强的物体，检测距离大；反射光弱的物体，检测距离小。任务一 传感器与电磁阀的认识3.磁性开关磁性开关也称霍尔开关或磁性传感器。它能完成接近开关的功能，但它只能检测磁性物体。在区分同质金属材料时，常在其中一个材料上嵌装磁性物质，用磁性开关区分检测。例如，气缸活塞极限位的检测，常在气缸活塞上装上磁性物体，将磁性开关装在气缸体上。任务一 传感器与电磁阀的认识图 97所示为磁性开关的外形、应用及与 PLC连接图。磁性开关是电子器件，响应速度快，可输出标准信号，易与计算机或 PLC配合使用。图 9-7 磁性开关的外形、应用及与 PLC连接图a)磁性开关的外形 b)检测气缸活塞极限位 c)与 PLC连接图任务一 传感器与电磁阀的认识4.光纤传感器光纤传感器是一种把被测量信号转变为可测光信号的装置，由光发送器、敏感元件（光纤或非光纤）、光接收器、信号处理系统及光纤构成。图 98所示为光纤传感器。图 9-8 光纤传感器任务一 传感器与电磁阀的认识5.常用传感器的图形符号常用传感器的图形符号如图 99所示。图 9-9 传感器的图形符号a)接近传感器 b)(铁 )接近开关常开触点 c)磁性接近开关常开触点 d)光电 (纤 )开关常开触点任务一 传感器与电磁阀的认识二、电磁阀在液压传动或气压传动系统中，常利用气缸的活塞产生较大的力或产生足够大的位移去控制机械设备，实现自动控制，如空气锻打锤和注射机等的自动控制。为了实现活塞运动方向、起动和停止的自动控制，常使用电磁阀。使用最多的电磁阀是四通电磁阀。电磁阀可分为直流和交流两种，也可分为单向（控）和双向（控）电磁阀两种。图 910所示为电磁阀的外形。图 9-10 电磁阀的外形a)双向 (控 )电磁阀 b)单向 (控 )电磁阀任务一 传感器与电磁阀的认识图 9-11 四通电磁阀的结构及电磁阀与液 (气 )压缸连接工作原理示意图a)线圈无电时的油 (气 )路 b)线圈通电时的油 (气 )路 c)符号图 9-10所示为电磁阀的外形。图 9-11所示为四通电磁阀的结构及电磁阀与液 (气 )压缸连接工作原理示意图，图中四通电磁阀有四个阀口，阀口 P为压力气 (油 )口即进气 (油 )口， A、 B为工作气 (油 )口，接气 (液 )压缸右、左两个腔。图 9-11a所示位置为电磁阀在未通电时阀芯在弹簧作用下被推向左边的情况任务一 传感器与电磁阀的认识图 9-12 常用电磁阀的符号a)二位二通 b)二位三通 c)二位四通 d)三位四通 e)三位五通图 9-12所示为常用电磁阀的符号，其中图 9-12a、 9-12b、 9-12c均为两个方格，表示两位，它们只有一侧有线圈，为单向 (控 )电磁阀。图 9-12d、 9-12e为三个方格，表示三位，它们在两侧有线圈，为双向 (控 )电磁阀，图中箭头表示阀内流体的流动方向，符号 “ ”表示阀内通道堵塞。任务一 传感器与电磁阀的认识1.光电接近开关光电接近开关由光发射器、光接收器以及转换电路组成。光发射器是将电能转换为光能的器件，如 LED发光二极管；光接收器为光电传感器，是把光信号转变为电信号的一种传感器，主要有光敏二极管、光敏晶体管、光敏电阻和光电池等。光电开关可分为遮断型和反射型两类，如图 9-13所示 .图 9-13 光电开关的类型a)遮断型 b)反射镜反射型 c)散射型任务一 传感器与电磁阀的认识2.接近开关的类型接近开关分为 PNP与 NPN型两大类，它们一般都有三条引出线，即电源线、公共线和信号输出线。(1)PNP型接近开关 PNP型接近开关是指当有信号触发时，信号输出线和电源线接通，相当于输出高电平的电源线。1)PNP-NO型 (常开型 )。如图 9-5b所示，此类接近开关在没有信号触发时，输出线是悬空的，就是电源线和信号输出线断开；有信号触发时，发出与电源相同的电压，也就是信号输出线和电源线接通，输出高电平。2)PNP-NC型 (常闭型 )。此类接近开关在没有信号触发时，信号输出线与电源线接通，输出高电平；当有信号触发后，输出线是悬空的，也就是信号输出线和电源线断开。3)PNP-NC+NO型 (常开、常闭共有型 )。此类型的接近开关其实就是多出一个输出线，根据需要取舍。(2)NPN型接近开关 NPN型接近开关是指当有信号触发时，信号输出线和公共线接通，相当于输出低电平。1)NPN-NO型 (常开型 )。如图 9-5a所示，此类接近开关在没有信号触发时，输出线是悬空的，即信号输出线和公共线断开；有信号触发时，发出与公共线相同的电压，即信号输出线和公共线接通，输出低电平。2)NPN-NC型 (常闭型 )。此类接近开关在没有信号触发时，信号输出线与公共线接通，输出低电平；当有信号触发后，输出线是悬空的，即地线和信号输出线断开。3)NPN-NC+NO型。此类接近开关和 PNP-NC+NO型类似，多出一个输出线，根据需要取舍 。任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试1.识读 YL-235A型光机电设备的布局图 (见图 9-14)和装配图 (见图 9-15)，识别各器件与组件该设备是送料机构、机械手搬运机构、物料传送与分拣机构的组合，这就要求物料转盘、出料口、机械手及传送带落料口之间的衔接准确，安装尺寸误差要小，以保证送料机构图 9-14 YL-235A型光机电设备的布局图任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试图 9-15 YL-235A型光机电设备的装配图任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试2.按装配图的技术要求进行机械装配机械装配的流程如下：画线定位 装配送料、检测机构 安装机械手 组装传送与分拣装置 装配辅助装置，如过滤调压阀等。(1)组装送料、检测机构 送料、检测机构如图 9-16所示，其物料、转盘、支架和出料口承载槽的高度均可调节。图 9-16 送料、检测机构载槽的高度和左右位置，使物料滑移平稳，不产生堆积与倾斜现象，然后紧固各部件。图 9-17所示为精调后出料口物料平稳滑移图。任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试图 9-18 出料口光电检测开关的调整(2)调整出料口光电检测开关 调整光电检测开关，使其高度和检测位置合适。光电开关检测点一般应位于承载槽上圆柱体的中心稍偏向支架的方向。其调整位置如图 9-18所示(3)警告灯的装配 组装警告灯，并按图 9-19所示的方法和尺寸将其固定。任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试图 9-20 机械手的结构(4)机械手的装配 机械手的结构如图 9-20所示，其装配方法与步骤如下：1)安装旋转气缸及其节流阀。图 9-21所示为旋转气缸及其节流阀的安装方法。任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试图 9-22 机械手支架的组装2)组装机械手支架。如图 9-22所示，将旋转气缸的安装支架固定在两垂直支架上，注意两垂直支架的平行度和垂直度，然后装上弯脚固定支架。任务二 YL-235A型光机电设备的组装与调试3)组装机械手手臂。如图 9-