實驗光機電氣一體化實驗系統綜合控制
一、 實驗目的
1. 了解電感、電容、顏色感測器的應用。
2. 掌握光機電氣一體化實驗系統的控制。
3. 通過完成綜合控制實驗，掌握高速脈衝發生器、高速計數器、左移指令的綜合運用。
二、 實驗原理
變頻器設定為外部端子控制模式，通過程式控制實現交流電動機的執行、停止；傳送帶單元的光電編碼器將電機旋轉的角度通過脈衝形式傳送給plc，經過plc計算控制變頻器停止，實現對工件傳送的準確定位；在傳送過程中電容感測器檢測工件是否為金屬材質，電感感測器檢測工件是否為鐵質，色標感測器檢測工件的顏色；將感測器檢測的訊號傳送到plc進行計算，分辨傳送工件的材質和顏色，為工件入庫做準備；在工件傳送到位後，氣動機械手動作，將工件搬運到貨運台上；plc根據電容、電感、顏色感測器檢測的訊號，對步進電機的執行脈衝數進行控制，將不同材質、顏色的工件準確入庫。
本系統主要由物料分揀單元、氣動機械手搬運單元和物料儲存單元三大部分組成，完成上料、檢測、分揀、搬運、傳輸、分類、儲存功能，是典型的光機電一體化實驗平台。
（1）物料分揀單元
由電容感測器、電感感測器、顏色感測器、光電感測器、傳送帶、交流非同步電機、歐姆龍變頻器3g3jv、旋轉編碼器、單作用推動氣缸、磁性開關、電磁閥、集裝閥、空氣過濾器等部件組成。
當氣動井式上料裝置中的光電感測器檢測到物料時，驅動電磁閥、氣缸動作，將物料推到傳送帶上。同時變頻器驅動交流電機、傳送帶執行，物料依次電容感測器（檢測出物料的金屬或非金屬特性）、電感感測器（檢測出金屬物料的鐵質或鋁質特性）和顏色感測器（檢測出物料的顏色特性）的檢測，與交流電機同軸的旋轉編碼器計數到設定值後，變頻器停止執行，物料停在傳送帶上等待下一單元進行處理。
（2）氣動機械手搬運單元
由磁性開關、電磁閥、薄型氣缸、迴轉氣缸和氣動手爪等組成。將物料從分揀單元搬運至儲存區。
（3）物料傳送倉儲單元
由同步帶、同步輪、步進電機、步進電機驅動器、平面貨架、平面送貨臺、磁性開關、電磁閥和單作用推動氣缸等組成的。
當貨臺有物料時，由步進電機動作，驅動貨台執行，根據物料的型別，單作用推動氣缸動作將物料推到相應貨架內。
三．實驗裝置
1.光機電氣一體化控制實驗系統一台
2.安裝程式設計軟體的計算機一台
三、 實驗內容
通過plc程式設計或使用樣例程式實現光機電氣一體化實驗系統綜合控制。
四、 實驗步驟
1. 將實驗裝置的電源插頭插到電源插座上，為實驗裝置提供電源。
2. 用程式設計電纜連線plc程式設計口與計算機串列埠。
3. 根據下表用2號實驗導線連線線路：
「感測器輸出端子」板簡稱「傳」板，「氣動元件輸入輸出端子」板簡稱「氣」板
「步進電機驅動器」板簡稱「步」板，「變頻器輸入輸出端子」板簡稱「變」板
「plc輸出端子」板簡稱「出」板，「plc輸入端子」板簡稱「入」板
4. 將電源開關置於開位置。
5. 在step 7 micro/win 軟體中編寫步進電機控制程式或使用樣例程式，編譯程式，根據提示錯誤資訊修改程式，直至無誤。將程式**到plc內，並將可程式設計控制器主機上的stop/run開關撥到run位置，執行指示燈點亮。
6. 將氣幫浦輸出連線到過濾閥輸入介面，為系統提供氣源。
7. 執行實驗系統，觀察各機構的運**況。
7.1 在物料鬥中放不同的工件，將鈕子開關sd撥上，貨運站和機械手站分別進行復位動作：貨運站貨運臺執行到起點位置，接觸起點限位開關後停止；機械手站將機械手執行到傳送站的終點位置；等待工件到位。
7.2 傳送站的物料鬥中有工件時，推料氣缸動作，將工件推到傳送帶上。推出後由plc啟動變頻器，交流電動機運轉，帶動傳送帶傳動。
（西門子主機可調節plc上的電位器0，可改變終點座標值，使物料停留在氣夾範圍內）
7.3 工件在傳送帶的帶動下，依次經過可檢測出金屬材質的電容感測器、可檢測出鐵質的電感感測器、可檢測出顏色的顏色感測器（通過調節感測器的放大電位器可調節感測器的工作距離）。工件到達傳送帶終點後，電機停止執行。
7.4 工件到達傳送帶的終點後，機械手動作，將工件從傳送帶上搬運到貨運台上。
7.5 機械手將工件放置到貨運台後，plc根據在傳送帶上三個感測器檢測到得工件的材質、顏色引數，給步進電機不同的脈衝訊號，將工件運送到相應的**，並由分揀氣缸將工件推送到**內，分揀氣缸縮回後，貨運臺返回執行到等待位置。（西門子主機可調節plc上的電位器1，改變**座標值，使貨台停留在**範圍內）
五、 思考題
1. 如何計算電容、電感、顏色感測器對工件的檢測訊號，將不同的工件分揀出來？
2. 傳送站、機械手、步進電機運送三部分是如何配合起來的？
3. 分揀金屬與非金屬物塊是通過什麼原理進行的？
4. 如何分揀鐵質與鋁質物塊？
5. 氣動機械手自動搬運過程怎麼實現？
6. 物料分揀、搬運、分類綜合系統是如何控制的？
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