机电一体化系统设计实验报告例文

机电一体化系统设计

实 验 报告

院

校：

系

别：

专

业：

班

级：

姓

名：

学

号：

实验 1 1 、三坐标测量机实验

一、实验要求  掌握三坐标测量机的组成、工作原理、应用领域以及测量方法。

二、实验目的  1．通过观摩学习三坐标测量机，掌握三坐标测量机的工作原理。

 2．掌握三坐标测量机的测量方法。

三、实验装置：三坐标测量机。

四、实验内容

（1）

对瑞士 FARO 便携式三坐标测量机的原理结构和测量方法进行深入的探讨和掌握，FARO 软件的基本操作也进行了学习。FARO 便携式三坐标测量机的精度可以达到 20um。

（2）

进行了零件平面度的测量方法，零件圆度的测量方法，测量误差小于 （3）

对零件表面和工作台表面两个平面的平行度也进行了测量，平行度误差约为 ， 原因：这主要是工件的放置不太平整，工作台表面有杂质颗粒导致平面度的误差偏大。

五、实验心得

通过本次试验，学习了。。，知道了。。用途。在以后的工作中，如果遇到。。。。情况下，可以考虑采用三坐标测量机进行精确测量。

实验 2 2 、PLC 、变频器、触摸屏及电机控制实验 一、实验要求  会写简单的 PLC 梯形图语言；能够实现变频器对三相异步电机的内部或外部变频控制；熟悉触摸屏的编程，并与 PLC 进行联接。

二、实验目的  1．了解变频器控制电机的基本原理。

 2．掌握 PLC 的简单编程方法。

 3．了解工业触摸屏的编程和通讯。

三、实验装置：工业控制实验装置。

四、实验内容

图 1 整体电气回路图

（1）变频器控制电机实验 电路图  变频器内部 PU 控制 设置方法。。。。

电机连接方法  变频器外部 EXT 控制 设置方法。。。。

电机连接方法 （2）PLC 和变频器的电机正反转实验

电气连接方法

（2）触摸屏、PLC 和变频器的电机正反转实验

电气连接方法

五、实验心得

通过本次试验，学习了。。，知道了。。用途。在以后的工作中，如果遇到。。。。

情况下，可以考虑工业的自动化设备，如变频器、PLC、触摸屏等设备进行工厂设备的改造升级，提高劳动生产率，节省能源。

报告挺多的啊。

典型机电一体化系统（产品）结构剖析、操作

一、实验课的目的和要求

巩固和加深对机电一体化技术基本原理的理解；具体了解机电一体化装置的组成及性能特点；掌握典型机电一体化产品的使用与维护；初步具有机电一体化产品试验研究的能力。

二、实验内容和占用学时的具体分配

必开实验：

实验项目名称：典型机电一体化系统（产品）结构剖析、操作（2 学时） 综合型

实验目的：

（1）了解微机数控装置的构成特点及工作原理；

（2）熟悉各构成要素的分布位置与作用；

（3）熟悉各构成要素之间的相互连接；

（4）熟悉数控系统的控制操作。

仪器设备：工业自动化实物模型（机械手2台、立体仓库2台和电梯及其群控系统装置2台）、微机。

三、实验课的考核办法

根据实验操作和《实验报告》评定实验成绩；并作为课程成绩的一部分。

四、实验教材及参考书

《机电一体化系统设计实验指导书》，西南石油大学

《机电一体化系统设计》，张建民，北京：高等教育出版社

设备使用说明书

数控机床是典型的机电一体化系统。PLC工程现场界面涉及光、机、电、气、液等复杂的输入输出信令，加之PLC对于信号的逻辑处理具有的抽象运算特征，使得工业现场故障处理工作通常是相当的复杂困难，PLC机电系统现场故障往往使得缺少工程经验的设备管理者们束手无策，较长时间的故障处理处理可以大幅度降低产能，严重影响生产。本文以就事论事的方式平铺直叙具体的机电工程现场故障处理案例，保留住故障处理经验中最珍贵的分析判断过程。

2数控机床故障诊断案例

甄别PLC内外部故障实例

配备820数控系统的某加工中心，产生7035号报警，查阅报警信息为工作台分度盘不回落。在SINUMERIK

810／820S数控系统中，7字头报警为PLC操作信息或机床厂设定的报警，指示CNC系统外的机床侧状态不正常。处理方法是，针对故障的信息，调出PLC输入/输出状态与拷贝清单对照。

工作台分度盘的回落是由工作台下面的接近开关SQ

25、SQ28来检测的，其中SQ28检测工作台分度盘旋转到位，对应PLC输入接口，SQ25检测工作台分度盘回落到位，对应PLC输入接口。工作台分度盘的回落是由输出接口通过继电器KA32驱动电磁阀YV06动作来完成。

从PLC STATUS中观察，为“1”，表明工作台分度盘旋转到位，为“0”,表明工作台分度盘未回落，再观察为“0”，KA32继电器不得电，YV06电磁阀不动作，因而工作台分度盘不回落产生报警。

处理方法：手动YV06电磁阀，观察工作台分度盘是否回落，以区别故障在输出回路还是在PLC内部。

诊断接近开关故障实例

某立式加工中心自动换刀故障。

故障现象：换刀臂平移到位时，无拔刀动作。

ATC动作的起始状态是：（1）主轴保持要交换的旧刀具。（2）换刀臂在B位置。（3）换刀臂在上部位置。（4）刀库已将要交换的新刀具定位。

自动换刀的顺序为：换刀臂左移（B→A）→换刀臂下降（从刀库拔刀）→换刀臂右移（A→B）→换刀臂上升→换刀臂右移（B→C，抓住主轴中刀具）→主轴液压缸下降（松刀）→换刀臂下降（从主轴拔刀）→换刀臂旋转180°（两刀具交换位置）→换刀臂上升（装刀）→主轴液压缸上升（抓刀）→换刀臂左移（C→B）→刀库转动（找出旧刀具位置）→换刀臂左移（B→A，返回旧刀具给刀库）→换刀臂右移（A→B）→刀库转动（找下把刀具）。换刀臂平移至C位置时，无拔刀动作，分析原因，有几种可能：

（1）SQ2无信号，使松刀电磁阀YV2未激磁，主轴仍处抓刀状态，换刀臂不能下移。

（2）松刀接近开关SQ4无信号，则换刀臂升降电磁阀YV1状态不变，换刀臂不下降。

（3）电磁阀有故障，给予信号也不能动作。

逐步检查，发现SQ4未发信号，进一步对SQ4检查，发现感应间隙过大，导致接近开关无信号输出，产生动作障碍。

诊断压力开关故障实例

配备FANUC 0T系统的某数控车床。

故障现象：当脚踏尾座开关使套筒顶尖顶紧工件时，系统产生报紧。

在系统诊断状态下，调出PLC输入信号，发现脚踏向前开关输入为“1”，尾座套筒转换开关输入为“l”，润滑油供给正常使液位开关输入为“1”。调出PLC输出信号，当脚踏向前开关时，输出为“1”，同时，电磁阀也得电，这说明系统PLC输入/输出状态均正常，分析尾座套筒液压系统。

当电磁阀通电后，液压油经溢流阀、流量控制阀和单向阀进入尾座套筒液压缸，使其向前顶紧工件。松开脚踏开关后，电磁换向阀处于中间位置，油路停止供油，由于单向阀的作用，尾座套筒向前时的油压得到保持，该油压使压力继电器常开触点接通，在系统PLC输入信号中为“l”。但检查系统PLC输入信号则为“0”，说明压力继电器有问题，其触点开关损坏。故障原因：因压力继电器触点开关损坏，油压信号无法接通，从而造成PLC输入信号为“0”，故系统认为尾座套筒未顶紧而产生报警。

解决方法：更换新的压力继电器，调整触点压力，使其在向前脚踏开关动作后接通并保持到压力取消，故障排除。

诊断中间继电器故障实例

某数控机床出现防护门关不上，自动加工不能进行的故障，而且无故障显示。该防护门是由气缸来完成开关的，关闭防护门是由PLC输出控制电磁阀来实现。检查的状态，其状态为“1”，但电磁阀却没有得电，由于PLC输出是通过中间继电器来控制电磁阀的，检查发现，中间继电器损坏引起故障，更换继电器，故障被排除。

另外一种简单实用的方法，就是将数控机床的输入/输出状态列表，通过比较通常状态和故障状态，就能迅速诊断出故障的部位。

根据梯形图逻辑诊断DI点故障实例

配备SINUMERIK 810数控系统的加工中心，出现分度工作台不分度的故障且无故障报警。根据工作原理，分度时首先将分度的齿条与齿轮啮合，这个动作是靠液压装置来完成的，由PLC输出控制电磁阀YVl4来执行，PLC梯形图如图1所示。

图1分度工作台PLC梯形图

通过数控系统的DIAGNOSIS能中的“STATUS PLC”软键，实时查看的状态，发现其状态为“0”，由PLC梯形图查看也为“0”，按梯形图逐

个检查，发现为“0”导致也为“0”，根据梯形图，查看STATUS PLC中的输入信号，发现为“0”，从而导致为“0”。、I

、和为四个接近开关的检测信号，以检测齿条和齿轮是否啮合。分度时，这四个接近开关都应有信号，即

3、、和应闭合，现未闭合，处理方法：（1）检查机械传动部分。（2）检查接近开关是否损坏。

根据梯形图逻辑诊断DO点故障实例

配备SINUMERIK 810数控系统的双工位、双主轴数控机床。

故障现象：机床在AUTOMATIC方式下运行，工件在一工位加工完，一工位主轴还没有退到位且旋转工作台正要旋转时，二工位主轴停转，自动循环中断，并出现报警且报警内容表示二工位主轴速度不正常。

两个主轴分别由B

1、B2两个传感器来检测转速，通过对主轴传动系统的检查，没发现问题。用机外编程器观察梯形图的状态。

为二工位主轴起动标志位，为二工位主轴起动条件，为二工位主轴起动输出，为二工位主轴刀具卡紧检测输入，为二工位刀具卡紧标志位。

在编程器上观察梯形图的状态，出现故障时，和状态都为“0”，因此主轴停转，而为“0”是由于Bl、B2检测主轴速度不正常所致。动态观察的变化，发现故障没有出现时，和都闭合，而当出现故障时，瞬间断开，之后又马上闭合，随瞬间断开其状态变为“0”，在闭合的同时，的状态也变成了“0”，这样的状态保持为“0”，主轴停转。Bl、B2由于随瞬间断开测得速度不正常而使状态变为“0”。主轴起动的条件受多方面因素的制约，从梯形图上观察，发现的瞬间变“0”引起的变化，向下检查梯形图，发现刀具卡紧标志瞬间变“0”，促使发生变化，继续跟踪梯形图，观察发现，在出故障时，瞬间断开，使瞬间变“0”，最后使主轴停转。是刀具液压卡紧压力检测开关信号，它的断开指示刀具卡紧力不够。由此诊断故障的根本原因是刀具液压卡紧力波动，调整液压使之正常，故障排除。

3结束语

通过典型实例与故障现象对数控系统、立式加工中心自动换刀故障、配备FANUC 0T系统的某数控车床、配备SINUMERIK 810数控系统的双工位、双主轴数控机床等运行中存在的问题加以分析，并作出相应的故障排除方法。

一点也不牵强。

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