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机电一体化系统设计实验
发布人: 齐发娱乐游戏平台 来源: 齐发娱乐游戏官网 发布时间: 2020-12-14 15:06

  机电一体化系统设计 实验介绍 实验项目 ? ? ? ? 实验一、直流电机与步进电机调速实验 实验二、机电系统机构装配与集成实验 实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 实验四、机电系统创意组合实验 实验设备 ? 设备一:启东达爱思实验设备 ? 启东达爱思计算机有限公司研制 ? 完成实验:实验一、直流电机与步进电机调速实验 ? 设备二:机电一体化创意实验系统 ? 南京航空航天大学研制 ? 完成实验:实验二、机电系统机构装配与集成实验 实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 实验四、机电系统创意组合实验 实验一、直流电机与步进电机调速实验 ? 1.直流电机闭环调速实验 ? 一.实验要求 编写程序,实现直流电机闭 环调速,使速度稳定在某一给定 值上。 ? 二.实验目的 巩固闭环控制系统的基本概 念;了解闭环控制系统中反馈量 的引入方法;掌握PID算法数字化 的方法和编程。 ? 2.步进电机调速实验 ? 一.实验要求 编制程序,控制步进电动机的运转速度;编制程序,控制 步进电动机的旋转方向。 ? 二.实验目的 掌握步进电动机控制系统的硬件设计方法;掌握步进 电动机速度调节、方向控制技术;进一步学习编制步进电 动机驱动程序的软件设计方法。 实验二、机电系统机构装配与集成实验 ? 一.实验目的 ? 了解典型机械机构零部件组成和工作原理; ? 用各种典型机械运动机构集成滑块传动系统和物料传送系 统,进行运动分析。 ? 二.实验内容 ? 1.机构集成 ? 1).将齿轮变速单元、螺旋传动机构、直线滑动机构集成 滑块传动系统,用交流伺服电机驱动,并画出系统传动简 图。 ? 2).将齿轮变速单元、间歇运动机构(槽轮机构)、传送 带等集成物料传送系统,用交流伺服电机驱动,并画出系 统传动简图。 机构运动简图 1 1 2 3 4 5 6 A B C D 1 传感器 速度 V 输送带 滚筒直径D=?mm V D 传感器 Z3 D 螺旋齿轮 2 2 Ph=?mm C i2=? Z4 C Z8 i5=? Z7 i4=? 槽轮机构 3 Z3 B Z7 Z6 3 Z2 i1=? Z1 交流伺服电机 B 转速n Z5 A 标 记 处 数 描 图 制 图 设 计 4 签 字 文 件 号 校 对 工艺审查 日 期 日 期 i3=? i2=? Z2 Z6 Z3 i1=? Z1 4 滑块传动系统简图 共10张 数 第 1 张 量 重 量 A 4 Z4 1 2 3 5 6 交流伺服电机 转速 n 5 5 6 物料传送系统简图 标 记 处 数 描 图 制 图 设 计 A 6 重量 签 字 文 件 号 校 对 工艺审查 日 期 日 期 共11张 第 6 张 数量 B C D ? 2.运动分析 ? 1).滑块传动系统简图中标出各机构传动比,列出滑块传 动速度v与电机转速n的关系。 ? 2).在物料传送系统简图中标出各机构传动比,求槽数z 及槽轮机构的运动系数τ。若将槽轮机构的传动比近似为2, 列出物料传送速度V与电机转速n之间的关系式。 ? 三.思考题 ? 1.在滑块传动系统中,当电机速度为700r/min时,滑块 移动速度是多少? ? 2.在物料传送系统中,当电机速度为300r/min时,物料 传送速度是多少? ? 3.槽轮机构的优点是什么? 实验三、机电系统控制柜接线与调试实验 ? 一.实验目的 ? 1.掌握PLC、变频器、传感器、按钮和灯的基本工 作原理; ? 2.通过PLC与输入输出设备的接线连接,掌握控制系统 各部分如何协同工作。 ? 二.实验器材 ? 1.控制柜:包括SIEMENS PLC S7_200、EMERSON TD900变频器、控制按钮、状态显示灯、各种外接端子。 ? 2.传感器:OMRON E3JK光电传感器两个、OMRON E2E-X2E1光电接近传感器两个、OMRON EF-SX光电U 形开关两个。 ? 3.专业连接导线。 ? 三.试验内容 ? 1.滑块传动系统的控制柜接线)控制按钮接线 控制按钮是PLC输入设备,主要有SB1~SB3、 ST1~ST3,SW1~SW2和EM,与对应的PLC端子用电 线)传感器连线 传感器是PLC输入设备,包括螺旋传动机构上的光电 接近开关SE1和SE2,以及直线滑块机构上的U形开关 SE3和SE4,与对应的PLC端子用电线)状态显示灯接线 状态显示灯是PLC输出设备,主要有LP1~LP8,与 PLC对应的输出端子连接起来。 ? 四.思考题 ? 1.控制柜接线以PLC 程序的控制逻辑为基础 的,思考各接线端子与 程序中I/O之关系。 并 填充表I/O分配表中功 能一栏。 ? 2.画出I/O接线图(见 下页)。 I/O接线 ST1 ST2 ST3 SE1 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 Q0.0 LP1 LP2 LP3 LP4 LP5 LP6 LP7 LP8 X1 X2 X3 变频 器 X4 X5 C SE2 SE3 SE4 SW1-1 SW1-2 SW2-1 SW2-2 S7-200 CPU224 DC/DC/DC ?I2.0 ?Q2.0 B 设备状态 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输入设备 输出设备 输出设备 输出设备 输出设备 输出设备 设备 I/O端子号 功能 EM TC SB1 SB2 SB3 ST1 ST2 ST3 SE1 SE2 SE3 SE4 SW1-1 SW1-2 SW2-1 SW2-2 LP1~LP8 X1 X2 X3 X4 X5 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 Q0.0~Q0.7 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 急停 变频器故障信号 电机正转 电机反转 高速 停止 故障复位 高速复位 正限位光电接近开关 反限位光电接近开关 正限位U形开关 反限位U形开关 SWI右位 SWI左位 SW2右位 SW2左位 灯 控制变频器频率变化 控制变频器频率变化 控制变频器频率变化 控制电机反转 控制电机正转 D C B I2.0 S7-200 EM223 Q2.0 A 标 记 处 数 描 图 制 图 设 计 4 签 字 文 件 号 校 对 工艺审查 日 期 日 期 共张 第 张 数 量 A 1 2 3 5 6 实验四、机电系统创意组合实验 ? 一.实验目的 ? 1.对前面实验构成的机械系统和控制系统运行设定程序, 验证面板上输入输出量及灯变化; ? 2.改变变频器频率,从而调节电机转速,目测滑块和物 料的速度变化。 ? 二.实验内容 ? 1.SW1↗、SW2↖, 按下正转按钮SB1,按照变频器 内设定好的低速1档 (10Hz)运行程序,正向运行,按下 ST1停止程序; ? 2.SW1↗、SW2↗,按下反转按钮SB2,按照变频器内 设定好的低速2档 (15Hz) 运行程序,反向运行,按下ST1 停止程序; ? 3.SW1↖、SW2↗,运行程序时调节变频器旋钮,观察 变频器频率值的改变,观察电机以及机构运动速度的改变, ? 4.按下高速按钮SB3,重复步骤1、2,观察运行速度, 按下ST1停止程序; ? 三.思考题 ? 1.交流电机转速n与电流频率f的关系是什么? ? 2.实验步骤4对应的交流电频率是多少? ? 3.填充下表中PLC输入输出端子的状态量。 备注 ? 南航设备购于2005年5月份,在10年内完成 数千名学生的实验教学任务。目前设备已 经损坏,且南航已经不再生产。

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