《机械系统自动化技术25498.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械系统自动化技术25498.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械系统自动化技术实验指导书周 亮 李立青 段相立编哈尔滨工业大学机械制造及自动化系二三年九月目 录实验一：自动回转机械手创意组合与运行实验实验二：自动回转丝杠升降机械手创意组合与运行实验实验三：自动回转连杆升降机械手创意组合与运行实验实验四：气动自动机械门创意组合与运行实验实验五：气动打孔机创意组合与运行实验实验六：光牵引自动车创意组合与运行实验实验七：躲避边缘自动车创意组合与运行实验实验八：自动寻迹自动车创意组合与运行实验实验九：双工作台流水线模型运行实验实验十：三自由度机器人模型运行实验实验十一：柔性加工流水线模型运行实验实验十二：自动运动机构位置与速度控制实验 注：学生从实验一至实验八
2、中任选一个，实验九至实验十二为演示实验实验一 自动回转机械手创意组合与运行实验一、实验目的（1） 通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2） 通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解回转机械手的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）回转机械手散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3
3、）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理 如组装样本书装配图第10页所示：为一自动回转机械手，它能够实现搬运工件的作用，回转机械手包括旋转部分和夹钳。旋转部分能够实现夹钳的旋转，夹钳能够实现夹放物体。该回转机械手总共涉及到四个限位开关和两个电机。其中电机M1驱动回转机械手的旋转部分作180度的旋转运动，电机M2驱动夹钳的开闭。限位开关E1，E2用于旋转部分的限位，它们限制了旋转部分的左右极限位置。限位开关E3限制夹钳张开的极限位置，限位开关E4检测夹钳的闭合。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第611页装配图装配机械手
4、；（2）按照组装样本书第11页连线图，将机械手各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下限位开关，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转，点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对机械手进行控制操作。控制程序路径为：d:Program F
5、ilesLLWin 3.01PROJECTIndustry RobotsROB1-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，通过修改程序来实现改变夹钳的夹紧程度，并自行编制控制程序控制夹钳的开闭或旋转部分的旋转。五、实验报告内容（1） 画出回转机械手的传动系统结构简图；（2） 画出回转机械手的检测控制系统流程图； （3）经检验电机和限位开关都正常，夹钳夹紧工件后机械手不动了，是什么原因？（4）用于旋转部分限位的限位开关如果换成其它传感器能否实现？如何实现？ 实验二 自动回转丝杠升降机械手创意组合与运行实验一、实验目的（1） 通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2） 通过总
6、体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解三自由度机械手的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）三自由度机械手散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第26页所示：为一个三自由
7、度机械手，能够实现搬运工件的运动。三自由度机械手包括腰部，手臂及夹钳。腰部能够实现左右旋转运动，手臂能够实现上下运动，夹钳能够夹放工件。该三自由度机械手总共涉及到四个电动机和八个限位开关。其中电机M1驱动腰部旋转，电机M2驱动手臂前后运动，电机M3驱动手臂上下运动，电机M4驱动夹钳的开闭。限位开关E1和E2用于限定腰部的位置，E3和E4用于限定手臂前后运动的位置，E5和E6用于限定手臂上下运动的位置，E7和E8限定夹钳张开的位置。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第1926页装配图装配三自由度机械手；（2）按照组装样本书第27页连线图，将三自由度机械手各个部分同接口板连接起来；（3）接口板
8、外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下限位开关，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对三自由度机械手进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTIndustry RobotsROB
9、3-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制程序使三自由度机械手在一个自由度方向能够运动，其它方向不动。五、实验报告内容（1）画出三自由度机械手的传动系统结构简图；（2）画出三自由度机械手的检测控制系统流程图； （3）经检验电机和限位开关都正常，夹钳夹紧工件后机械手不动了，是什么原因？（4）用于旋转部分限位的限位开关如果换成其它传感器能否实现？如何实现？ 实验三 自动回转连杆升降机械手创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解三
10、自由度机械手的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用该软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）三自由度机械手散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第35页所示：为一个三自由度机械手，能够实现搬运工件的运动。三自由度机械手包括腰部，手臂及夹钳。腰部能够实现左右旋转运动，手
11、臂能够实现上下运动，夹钳能够夹放工件。该三自由度机械手总共涉及到四个电动机和八个限位开关。其中电机M1驱动腰部旋转，电机M2驱动手臂前后运动，电机M3驱动手臂上下运动，电机M4驱动夹钳的开闭。限位开关E1和E2用于限定腰部的位置，E3和E4用于限定手臂前后运动的位置，E5和E6用于限定手臂上下运动的位置，E7和E8限定夹钳张开的位置。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第2835页装配图装配三自由度机械手；（2）按照组装样本书第36页连线图，将三自由度机械手各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check
12、 interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下限位开关，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对三自由度机械手进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTIndustry RobotsROB4-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制程序使三自由度机械手在一个自由度方向能够
13、运动，其它方向不动。五、实验报告内容（1）画出三自由度机械手的传动系统结构简图；（2）画出三自由度机械手的检测控制系统流程图； （3）经检验电机和限位开关都正常，夹钳夹紧工件后机械手不动了，是什么原因？（4）用于旋转部分限位的限位开关如果换成其它传感器能否实现？如何实现？ 实验四 气动自动机械门创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解气动自动机械门的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验
14、系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）气动自动机械门散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第9页所示：为一个气动自动机械门，能够实现机械门的自动打开和关闭。电机M4转动，并通过带轮带动曲柄机构运动，曲柄则带动气缸的活塞作往复的运动，向储气罐中压缩空气。电磁阀M1和电磁阀M2控制机械门的打开与关闭。限位开关E1检测机械门
15、是否关上。光电传感器E2通过检测电源M3的光信号确定机械门是否关上，当机械门打开时将遮住M3发出的光线，E2检测不到光信号，当机械门关上时，E2能检测到光信号。机械门打开或关闭后都延时3秒。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第69页装配图装配气动自动机械门；（2）按照组装样本书第10页连线图，将气动自动机械门各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interfa
16、ce的对话框，用手按下光电传感器或限位开关，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对气动自动机械门进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTPneumatic RobotsPNEUMATIC DOOR（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制气动自动机械门打开与关闭程序。五、实验报告内容（1）画出气动自动机械门的传动系统结构简图；（2）画出气动自动机械门的检测控制系统流程图； （3）如果自动机械门不能进入循环过程
17、，即只能打开不能闭合，或者只能闭合不能打开，是什么原因造成的？（4）用于自动机械门检测是否打开的光电传感器换成其它传感器能否实现？如何实现？ 实验五 气动打孔机创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解气动打孔机的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程
18、序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）气动打孔机散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第23页所示：为一个气动打孔机，能够实现工件自动传送，并完成示意性打孔。电机转动，并通过带轮带动曲柄机构运动，曲柄则带动气缸的活塞作往复的运动，向储气罐中压缩空气。电机M4实现转盘连续转动。电磁阀M1和电磁阀M2控制气缸1和气缸2，气缸1将工件送到转盘上，气缸2将工件送入物料盒。电磁阀M3和弹簧控制气缸3完成对工件的示意性打孔。转盘的角度位置通过转盘上的长杆和限位开关E1
19、来实现。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第2023页装配图装配气动打孔机；（2）按照组装样本书第24页连线图，将气动打孔机各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下光电传感器或限位开关，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5
20、）用计算机中的软件（LLWin）对气动打孔机进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTPneumatic RobotsPROCESSING CENTRE（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制气动自动机械门打开与关闭程序。五、实验报告内容（1）画出气动打孔机的传动系统结构简图；（2）画出气动打孔机的检测控制系统流程图； （3）如果取物气缸不能正常工作是什么原因？（4）如果要将黑白工件分别放在不同的物料盒中，如何实现？ 实验六 光牵引自动车创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的
21、设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解光牵引自动车的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）按路径移动自动车散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第27页所示，为一个光牵引自动车，
22、能够自动寻找并跟踪光源。驱动部分由二个电机及其传动减速器组成，电机M1驱动右轮，电机M2驱动左轮。控制部分由二个光电传感器E3、E4和行程开关组成，当右侧的光电传感器E3接收到信号而光电传感器E4没有接收到光信号时，电机M2正转、电机M1反转，从而使机器人向右转，即向着光源方向转弯。反之，E4接收到信号而E3没有接收到信号，电机M1正转，电机M2反转，机器人向左转。当E3、E4同时接收光信号时，两个电机M1、M2同时正转，即整个模型向着光源方向前进。如果E3、E4都没有接收到光信号时，电机M1正转，电机M2反转，即模型在原地向左打转以寻找新的光源。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第272
23、9页装配图装配光牵引自动车；（2）按照组装样本书第29页连线图，将按路径移动自动车各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下光电传感器，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对三自由度机械手进行控制
24、操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTMobile RobotsMR4-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制控制程序。五、实验报告内容（1）画出光牵引自动车的传动系统结构简图；（2）画出光牵引自动车的检测控制系统流程图；（3）机器人在原地打转寻找不到光源，请你提出新的策略寻找光源。（4）结合本实验，叙述你对机电系统自动控制的理解。实验七 躲避边缘自动车创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组
25、装模型让学生了解按躲避边缘自动车的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）按路径移动自动车散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第24页所示，为一自动躲避危险的自动车，能够判断前方是否有危险及在哪个方向上，然后自动避开。自动车的前
26、端有二个小轮子压着两个行程开关E3、E4。当右边的轮子先探出边缘时，行程开关E3动作，自动车先后退一段指定距离再向左转一个指定的角度然后继续前进。如果左边的轮子先探出边缘时，原被压下的行程开关E4动作，自动车先后退一段指定距离再向右转一个指定的角度然后继续前进。若是两个轮子同时探出边缘，则E3、E4同时动作，自动车先后退一段指定距离再向后转，然后继续前进。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第2426页装配图装配按路径移动自动车；（2）按照组装样本书第26页连线图，将按路径移动自动车各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPT
27、ION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Check interface的对话框，用手按下光电传感器，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对三自由度机械手进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTMobile RobotsMR3-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制路径搜索程序。五、
28、实验报告内容（1）画出躲避边缘自动车的传动系统结构简图；（2）画出躲避边缘自动车的检测控制系统流程图；（3）在本实验中如何实现该机器人的转弯控制？在程序中控制哪几个参数实现？（4）该机器人为何种驱动方式？为实现机器人的直线行走，你能在控制方面给出一些设想吗？实验八 自动寻迹自动车创意组合与运行实验一、实验目的（1）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过组装模型让学生了解按路径移动自动车的基本结构和工作原理并掌握各种机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统的运行让学
29、生了解运行的可靠性和稳定性，在实验中是通过何种元器件实现的；（5）让学生了解本实验系统所使用的LLWin软件并使用此软件编写程序实现某一简单运动的控制。二、实验器材（1）按路径移动自动车散装零件一套；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）组装样本书一本。三、实验原理如组装样本书装配图第30页所示：为一个按路径移动自动车，能够按给定的路径（黑色胶带）运动。电机M1驱动移动模型右轮，电机M2驱动移动模型左轮。灯泡M3射向路面，如果照在黑色胶带则没有反光，照在其它位置则有反光。光电传感器E1和E2接受地面反射的光信号，如果E1
30、和E2都没有信号，则移动模型在路径上，模型向前移动；如果E1有信号，E2没有信号，则移动模型向左转；如果E1没有信号，E2有信号，则移动模型向右转；如果E1和E2都有信号，则移动模型旋转移动自动寻找路径。四、实验内容（1）按照组装样本书装配图第3032页装配图装配按路径移动自动车；（2）按照组装样本书第33页连线图，将按路径移动自动车各个部分同接口板连接起来；（3）接口板外接电源，并将接口板与计算机串口连接；（4）对各个部分进行检测（在OPTION菜单下点击Check interface命令或点击下面工具栏中的Check interface的图标）。检测方法：在执行上面的操作后你会看见一个Ch
31、eck interface的对话框，用手按下光电传感器，如果正常，限位开关标号后面的圆框变成绿色，松开手圆框恢复原来的颜色。点击电动机标号下面的图标，如果正常，电动机将旋转点左键反转点右键正转；（5）用计算机中的软件（LLWin）对三自由度机械手进行控制操作。控制程序路径为：d:Program FilesLLWin 3.01PROJECTMobile RobotsMR5-ENGLISH；（6）熟悉控制程序的各个模块，自行编制路径搜索程序。五、实验报告内容（1）画出按路径移动自动车的传动系统结构简图；（2）画出按路径移动自动车的检测控制系统流程图； （3）程序运行后，电机转动但模型不动或未按路径
32、移动，可能有哪些原因？（4）如果前面有障碍物，让移动模型避开，如何实现？ 实验九 双工作台流水线模型运行实验一、实验目的（1）通过该实验让学生了解自动化系统总体设计方案的构思；（2）通过总体方案的构思让学生了解该系统的工作原理，并学会绘制控制系统流程图，掌握物料流、信息流、能量流的流动路径；（3）通过总体方案的构思让学生掌握各机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统运行让学生了解运行的可靠性、安全性是采用何种元器件实现的。二、实验器材（1）双工作台操作流水线模型一台；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板二块（带串行接口
33、线）；（6）结构样本图一张。三、实验原理如结构样本图所示，双工作台流水线模型由两台机床、四段传送带和两个换向机构组成，分别由八个电机驱动。电机M1负责前端换向机构的运动，E3，E4是限位开关，限制换向机构的行程。电机M2负责前端传送带的运动，光电传感器 E1判断有否来料，光电传感器E2判断工件是否送到指定位置。电机M3负责铣床传送带的运动，光电传感器E5判断工件是否到达铣削位置，电机M4负责铣床的运动。电机M5、M6、光电传感器E9、电机M4、M3和光电传感器E5负责钻床和钻床传送带的运动与控制。同样M7、 M1，E10、E11、E4、E3，负责后端换向机构的运动和控制。电机M8负责后端传送带
34、的运动，光电传感器E12判断工件是否到达指定位置。四、实验内容（1）观察双工作台操作流水线模型，熟悉双工作台流水线模型的各个模块，了解双工作台流水线的基本结构；（2）按照连线图检查线路，将电源、接口板和计算机连接好；（3）对各个部分进行检测；（4）在老师指导下调出控制程序，对双工作台流水线模型进行控制操作。理解双工作台流水线的工作原理。五、实验报告内容（1）双工作台流水线模型分几个模块，它们的作用分别是什么？（2）光电传感器和限位开关在工作上有什么不同？实验十 三自由度机器人模型运行实验一、实验目的（1）通过该实验让学生了解自动化系统总体设计方案的构思；（2）通过总体方案的设计让学生学会绘制控
35、制系统流程图，掌握信号传递和控制的方法；（3）通过总体方案的构思让学生掌握各机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统运行让学生了解运行的可靠性、安全性是采用何种元器件实现的。二、实验器材（1）三自由度机器人模型一台；（2）9V外接电源一个；（3）PC机一台；（4）LLWin软件一套；（5）接口电路板一块（带串行接口线）；（6）结构样本图一张。三、实验原理如结构样本图所示，三自由度机器人模型主要工作是夹持和移动工件，它由底座、身体、手臂和夹钳四部分组成，分别由四个电机驱动。电机M1负责底座的运动，限位开关E1限制底座向右旋转的位置，限位开关E2限制的底座旋转的行程。电
36、机M2负责手臂的伸缩运动，限位开关E3限制手臂的后退的位置，限位开关E4限制手臂前进的行程。电机M3负责手臂的升降运动，限位开关E5限制手臂上升的位置，限位开关E6限制手臂升降的行程。电机M4负责夹钳的开合运动，限位开关E7负责检测夹钳是否张开，限位开关E8限制夹钳闭合的程度。四、实验内容（1）观察三自由度机器人模型，熟悉三自由度机器人模型的各个模块，了解三自由度机器人模型的基本结构；（2）按照连线图检查线路，将电源、接口板和计算机连接好。（3）对各个部分进行检测；（4）在老师指导下调试出控制程序，对三自由度机器人模型进行控制操作。理解三自由度机器人模型的工作原理。五、实验报告内容（1）用通过
37、对限位开关的计数来控制三自由度机器人模型的位置时，如果设定值超出行程，会有什么结果，为什么？实验十一 柔性加工流水线模型运行实验一、实验目的（1）通过该实验让学生了解自动化系统总体设计方案的构思；（2）通过总体方案的构思让学生了解该系统的工作原理，并学会绘制控制系统流程图，掌握物料流、信息流、能量流的流动路径；（3）通过总体方案的构思让学生掌握各机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及其性能；（4）通过实验系统运行让学生了解运行的可靠性、安全性是采用何种元器件来实现的。二、实验器材（1）柔性加工流水线模型一台；（2）可编程控制器一台；（3）接口模块二个； （4）结构样本图一张。三、实验原理如
38、结构样本图所示，柔性加工流水线模型主要完成工件从进料处被运送到各台机床进行加工然后从出料处取出这一加工过程，整个过程由可编程控制器PLC来控制。它由三台机床、三条传送带和一个推杆组成。限位开关E1检测进料处是否有工件，电机M1将工件从进料处推到第一条传送带上，由限位开关E2、E17限制推杆的位置，并由单向光传感器E3检测工件是否被传送到了传送带上。电机M2、M3、M4分别带动三条传送带，电感式接近开关E4、E5、E6检测工件是否到达被加工位置。电机M5负责第一台机床立式磨床的上下运动，电机M6负责立式磨床的磨削运动，限位开关E7、E8限制立式磨床的上下运动的位置。电机M7负责第二台机床综合加工
39、机床的上下运动，电机M8负责换刀，电机M9负责刀具的运动，限位开关E9、E10限制综合加工机床的上下运动的位置，限位开关E11控制换刀时的转角。电机M10负责第三台机床立式钻铣床的上下运动，电机M11负责、立式钻铣床的刀具运动，电机M12负责立式钻铣床的前后运动，限位开关E12、E13限制立式钻铣床的上下运动的位置，限位开关E14、E15限制立式钻铣床的前后运动。单向光传感器E16检测工件是否被传送到了出料处。四、实验内容（1）观察柔性加工流水线模型，熟悉柔性加工流水线模型的各个模块，了解柔性加工流水线模型的基本结构；（2）按照连线图检查线路，将电源、接口板连接好。（3）对各个部分进行检测；（
40、4）在老师指导下调试出控制程序，对柔性加工流水线模型进行控制操作。理解柔性加工流水线模型的工作原理。五、实验报告内容（1）简述第二台机床综合加工机床的工作原理。（2）叙述电感式接近开关的工作原理。实验十二 自动运动机构位置与速度控制实验一、实验目的（1）通过实验让学生掌握实验系统框图中各元件的原理及用途；（2）通过实验让学生借助于主程序流程图了解位置控制和速度控制系统的原理及其概念。二、实验器材（1）流体静压丝杠螺母副和多孔质节流球轴承中和实验台一台；（2）交流伺服电机一台；（3）驱动器一台；（4）电机控制卡一个；（5）光栅尺一个；（6）计算机一台。三、实验原理本实验系统主要由PC机、电机控制
41、卡、交流伺服电机及其驱动器、实验台（采用流体静压丝杠螺母实验台）、位移传感器组成。图1 控制接线图PC机伺服电机驱动器显示转速电机控制卡实验台输入速度指令输出图2 速度控制系统组成框图控制接线图如图1所示，将脉冲信号通过芯片AM26LS31转换连接到PLUS1和PLUS2，将方向信号（高电平，电机正转；低电平，电机反转）通过AM26LS31转换连接到SIGN1和SIGN2。改变脉冲的频率即改变电机的转速，改变脉冲的输出的个数，即改变电机的转数。如图2所示，当对其进行速度控制时，将速度指令通过微机键盘输入，CPU按指令通过ISA接口将信号传给电机控制卡，电机控制卡根据信号将指令脉冲输入给驱动器控
42、制伺服电机，改变指令脉冲的频率即改变电机的速度。电机的转速由驱动器的显示屏上显示出来。从而实现对交流伺服电机的速度控制。如图3所示，当对电机进行位置控制时，将位置指令通过微机键盘输入，CPU按指令通过ISA接口将信号传给电机控制卡，电机控制卡根据信号将指令脉冲输入给驱动器控制伺服电机，改变指令脉冲的输出个数即改变电机的转数。电机通过联轴节带动丝杠转动，使与丝杠配合的螺母带动工作台作直线运动。在工作台侧部安装一个位移传感器（光栅尺，输出为数字信号）将螺母的位置信号反馈给电机控制卡，从而实现位置的全闭环控制。输入位置指令PC机伺服电机驱动器电机控制卡实验台位移传感器输出图3 位置控制系统组成框图四、实验内容（1）观察实验台，熟悉控制元件、驱动元件、执行元件和检测元件，了解实验台的基本结构和原理；（2）连线图检查线路，将电源、电机控制卡、驱动器、电机、光栅尺连接好；（3）各个部分进行检测；（4）在老师的指导下调试出控制程序，对交流伺服电机进行速度控制和位置控制。五、实验报告内容（1）简述实验台的工作原理。（2）叙述光栅尺的工作原理。