工业机械手实训装置

工业机械手实训装置

一、概述

工业机械手实训装置是一种坐标式机械手，能够实现机械手旋转、手臂垂直上下移动、手臂水平移动以及手爪旋转等四个自由度的精确位置控制。该装置配备了晶体管式可编程控制器，能够对机械手进行复杂的高精度位置控制，是工业自动化控制技术教学与实践的理想平台。通过在该实训装置上的操作与实训，学生可以全面掌握 PLC 高级指令、传感器技术、旋转编码器应用、气动控制、步进电机控制、气动手指操作、直流电机控制以及精确机械位置传动等多方面的技术知识，培养综合应用能力，为未来在工业自动化领域的工作打下坚实基础。

二、主要技术参数

• 电源输入 ：三相五线 AC380V±10% 50Hz；

• 滚珠丝杠有效行程 ：400mm；

• 外形尺寸 ：1200×780×840mm；

• 电脑桌尺寸 ：600×530×1000mm；

• 整机功耗 ：≤1KW；

• 安全保护措施 ：具备完善的接地保护和漏电保护功能，严格遵循国家相关安全标准，采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线，全方位保障使用者的安全。

三、实训功能

1. 可编程控制器高级指令编程实训通过使用晶体管式可编程控制器，学习并掌握 PLC 高级指令的应用。学生可以编写复杂的控制程序，实现机械手的精确运动控制，包括各种复杂轨迹的规划与执行，提高对 PLC 编程的理解和应用能力。

2. 步进电机应用技术的掌握和实训深入了解步进电机的工作原理和控制方法，学习如何通过 PLC 对步进电机进行精确的速度和位置控制。掌握步进电机驱动器的参数设置与调试，能够根据实际需求设计步进电机控制系统，实现机械手在不同轴向上的精准移动。

3. 光电传感器应用技能的掌握和实训熟悉光电传感器的性能特点和工作原理，学习光电传感器的安装、调试与标定。掌握如何利用光电传感器实现物料的检测、定位和计数等功能，并将其与 PLC 控制系统相结合，实现自动化的物料分拣和装配等任务，提高学生对传感器技术在工业自动化中的应用能力。

4. 气动技术应用的掌握和实训学习气动系统的基本组成和工作原理，包括气源装置、气动执行元件（如气缸、气动手指等）、气动控制元件（如电磁阀、减压阀等）以及气动辅助元件的选型与应用。掌握气动系统的安装、调试与维护方法，能够根据实际需求设计气动控制系统，实现机械手的夹紧、松开以及物料的搬运等操作，体会气动技术在工业自动化中的优势和应用特点。

5. 二维双轴定位运动控制通过控制机械手在两个坐标轴上的运动，实现二维平面内的精确定位。学生可以学习如何使用 PLC 编程实现多轴联动控制，调整机械手的运动速度、加速度和定位精度，完成复杂的平面运动轨迹规划，满足工业生产中对物料搬运、加工和装配等任务的定位要求。

6. 编码器使用了解旋转编码器的工作原理和类型，学习编码器的安装、连接与调试方法。掌握如何将编码器反馈的脉冲信号转换为位置信息，用于实现机械手的精确位置控制。通过 PLC 编程读取编码器的反馈数据，实现闭环控制，提高机械手的运动精度和稳定性，培养学生对编码器技术在工业自动化中的应用能力。

7. 开环位置控制和闭环精确位置控制实训对比开环位置控制和闭环精确位置控制的工作原理和特点，学习如何根据实际需求选择合适的控制方式。在开环控制中，通过 PLC 编程实现机械手的简单位置控制；在闭环控制中，结合编码器等反馈装置，实现机械手的高精度位置控制，提高系统的控制精度和抗干扰能力。学生可以通过实际操作和实验，深入理解不同控制方式的优缺点和应用场景，为解决实际工业自动化问题提供技术支持。