工匠精神視域下的機電一體化設備裝調研究

徐彩

摘要：YL-235A型光機電一體化設備采用模塊化的設計理念，涵蓋機械、電路、氣動、PLC、變頻器、傳感器等多學科的知識，是一套綜合性強的設備。對于初學者來說，要掌握它的裝調技術不是一件容易的事。而我們裝調設備，除了必須實現所需的功能外，對一些細節的把控也不容忽視，這就需要秉承時代呼吁的工匠精神。本文以YL-235A型光機電一體化設備為例，介紹了安裝過程中的注意事項，結合工匠精神強調了細節的重要性。

Abstract： YL-235A type optical-mechanical integration equipment adopts a modular design concept， covering multi-disciplinary knowledge of machinery， circuits， pneumatics， PLC， frequency converters， sensors， etc. It is a comprehensive set of equipment. For beginners， it is not an easy task to master its adjustment technology. When we install and adjust equipment， in addition to the necessary functions， we must not ignore the details. This requires the spirit of craftsmen who adhere to the appeal of the times. This article takes the YL-235A type optical-mechanical integration equipment as an example， introduces the precautions during the installation process， and emphasizes the importance of details in conjunction with the spirit of the craftsman.

關鍵詞：機電一體化;工匠精神;安裝;調試

Key words： mechatronics;craftsmanship;installation;commissioning

0 ?引言

YL-235A型光機電一體化設備既是機電一體化設備安裝與調試技能競賽項目的專用設備，又是學測技能抽測的專用設備。它采用模塊化的設計理念，涵蓋機械、電路、氣動、PLC、變頻器、傳感器等多學科的知識，是一套綜合性強的設備。對于初學者來說，要掌握它的裝調技術不是一件容易的事。而我們裝調設備，除了必須實現所需的功能外，對一些細節的把控也不容忽視，這就需要秉承時代呼吁的工匠精神。

1 ?機械部件的安裝

機電一體化設備零部件較多，如果沒有頭緒地盲目施工，往往會造成到處找零部件、安裝尺寸不對而返工等現象，耗時又費力。所以，在施工前，一定要對零部件和工具進行分類整理。在整齊有序的環境下工作，會更加舒適和便利。

機械部件的安裝順序一般是由中心到外圍。首先安裝傳送帶。需要分析裝配圖，了解幾個主要尺寸。第一，傳送帶與桌面的距離。第二，傳送帶的位置尺寸。如果前期忽略了這個尺寸的話，后期調整起來會非常不便。安裝時要注意使主輥筒與皮帶輥筒平行，松緊要得當，這樣才能使傳送帶平穩的運行。在安裝電機支架時要注意支架底座與安裝平臺之間應墊上防震墊。電機軸軸線與輸送機主輥軸軸線應為同一水平直線，這樣可保證運行時輸送機和電機無跳動。接下來安裝電磁閥，注意將電磁閥上的導線理順，觀察好導線長度，方便后面電路接線時確定走向。然后是安裝機械手和送料平臺。機械手要將送料平臺上的物料準確地取走，送至皮帶傳送機的入料口位置，必須將三者的高度、位置調到合適，這也是初學者最難掌握的地方，需要不斷揣摩練習。最后是安裝其他外圍部件，如轉盤、警示燈、氣源組件等，這些同樣要注意其位置尺寸。當然，安裝的順序也不是完全固定不變的，針對不同的圖紙，安裝的次序也可變化，這就需要仔細分析，防止因安裝順序錯誤而導致的施工不便甚至返工現象。

2 ?電氣部件的安裝

2.1 警示燈的接線

警示燈一般有5根引出線，分別是電源線兩根、控制線兩根、公共線一根。

接線時要注意識別線的顏色和粗細。較粗的紅線接24V正極，黑線接24V負極，較細紅線接紅色警示燈控制線，綠線接綠色警示燈控制線，棕色為公共線，一般可不接。

2.2 傳感器的安裝與接線

機械手上共有7個傳感器，分別是懸臂伸出限位傳感器、懸臂縮回限位傳感器、手臂上升限位傳感器、手臂下降限位傳感器、左擺限位傳感器、右擺限位傳感器、手爪夾緊限位傳感器。傳送帶上有10個傳感器，分別是三個氣缸的伸出、縮回限位傳感器、入料檢測傳感器、電感傳感器、兩個光纖傳感器。另外，還有一個接料平臺傳感器。總共18個傳感器，它們可以分為兩類：直流兩線制和直流三線制。

直流兩線制傳感器有兩根線，藍線接電源“-”極，棕色線為信號線，接PLC輸入端。直流三線制傳感器有三根線，藍線接電源“-”極，黑色線為信號線，接PLC輸入端，棕色線接電源“+”極。

傳送帶上的傳感器安裝時要注意其高度要以能準確檢測到物料為宜。若與傳送帶距離太大，不能準確檢測到物料;若與傳送帶距離太小，則會影響物料通過。在布線光纖時，轉角的曲率半徑過小，影響光線的傳播，因此光纖傳感器上的光纖，彎曲時的曲率半徑應不小于100mm。

2.3 電磁閥的接線

電磁閥組包括三個單向電磁閥和四個雙向電磁閥。三個單向電磁閥分別控制三個推料氣缸的動作;四個雙向電磁閥分別控制機械手的手臂上升與下降、懸臂的伸出與縮回、手爪的夾緊與放松以及機械手的左右擺動。每個電磁閥都有兩根線，其中藍色線接電源負極，紅色線接PLC輸出端。

2.4 電動機與變頻器的接線

YL-235A型光機電一體化設備有兩臺電動機，一是轉盤電機，供電電壓為直流24V。接線時直接黑線接電源負極，紅線接電源正極。二是傳送帶上的電機，供電電壓為交流380V。黃、綠、紅三根線分別接U、V、W三相，還有一條黑色中性線接地。

E740變頻器模塊上除了連接電動機外，還需要將正轉STF、反轉STR、高速RH、中速RM、低速RL分別連接至PLC的輸出端。SD端子接24V電源正極。

2.5 其他注意事項

與端子排連接的導線（包括傳感器的芯線），應做冷壓端子并套上熱塑管，與端子排連接時不可露出導體。所有與接線柱、接線端子連接的導線，都應套長度一致的號碼管，號碼管上的字跡清楚，排列方向一致且便于觀看。從行線槽出線孔穿出的導線，最多只能兩條。行線槽與接線端子排之間的導線，不能交叉。交流電動機的電源線不能放入信號線的線槽，電源線應做冷壓端子套上熱塑管和編號管后再連接再端子排的接線端子上。

電線綁扎時，第一個綁扎點距器件距離應為3～4mm，距離太小，容易折斷導線;距離太大，顯得凌亂。一束導線的綁扎點之間的距離應一致，以60～80mm為宜。間距小，浪費綁扎帶;間距大，沒有綁扎效果。未進入行線槽而露在安裝臺臺面的導線，應使用線夾子固定在臺面上或部件的支架上，不能直接塞入鋁合金型材的安裝槽內。

關于插拔線：同一插拔孔，最多只能插接兩條導線。插拔線不夠長時，只能更換一條長度符合要求的導線，不允許用插拔的方式接長。插拔線應梳理整齊、走向一致，不影響調試操作和對信號的觀察。

這些細節雖然比較繁瑣，卻都是必須要遵守的規范。我們要教導學生嚴格執行，懷匠心、做匠人、踐匠行。

3 ?氣路的安裝

按照氣路連接圖首先從進氣口連至氣源組件，然后將氣源組件連至電磁閥的進氣口。三個單向電磁閥的氣路分別連至三個推料氣缸，四個雙向電磁閥分別連至機械手，控制其上下、左右、前后、松緊的動作。

氣管綁扎時，距離氣動元件的氣管接口的距離以60mm左右為宜。若太小，引起氣管變形，影響氣體的流通;若太大，則容易松散。氣管綁扎點之間的距離以50～80mm為宜。安裝臺臺面上的氣管不能懸空，應使用線夾子固定在安裝臺臺面上。

4 ?整體調試

輸入信號的調試：接通電源，將PLC調至STOP模式，依次觀察各傳感器和PLC輸入端的指示情況。如懸臂伸出限位傳感器的調試，將懸臂伸出至極限位置，觀察懸臂伸出限位傳感器上的指示燈是否點亮。若不亮，則可以調整傳感器的位置并且檢查電源。若亮，再看PLC相應的指示燈是否點亮，與自己定義的輸入信號相比較，看是不是符合。若不符，則調整到相應位置。對于直流三線制傳感器，調試方法類似。這里補充一種情況，如果檢查金屬傳感器，發現有金屬物品通過時傳感器上的燈是亮的，但PLC對應的輸入端不亮，這時需檢查黑色信號線，往往是信號線斷路故障。兩個光纖傳感器其中一個需要檢測到白色物料，不能檢測黑色物料，需將相應開關打至L和ON，然后再調節旋鈕使之滿足感應要求。另一個光纖傳感器要能檢測到黑色物料，則將相應開關打至L和OFF，然后再調節旋鈕使之滿足感應要求。

輸出信號的調試：將調壓閥調至0.3-0.4Mpa，打開氣閥，觀察各氣缸的動作。若不是初始狀態，可換一下對應電磁閥上的兩個氣管。然后，將輸出信號線直接插入24V電源的插拔線，觀察氣缸動作情況，再將輸出信號線插回定義好的相應的PLC的輸出端。如果氣缸打出的速度過快或者過慢，可以通過調節氣缸上的節流閥來調整。

要完整地裝調出符合要求的機電一體化設備，絕非一朝一夕可以練就的，需要秉承工匠精神，把學習變成探索，把訓練變成積累，扎扎實實地完成每一步工序，不斷思考與總結，裝調出有匠心、有匠魂的作品。

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