机电技术应用专业骨干教师培训教程

近年来，随着机电技术行业的快速发展，师资队伍建设一直是困扰职业院校发展的瓶颈。本书作者从事机电、电气专业骨干教师培训近十年，积累了丰富的经验和教学案例资源。本书从实际应用出发，采用课题分析的形式展开内容，理论与实践相结合， 并引入大量工程中的应用实例，突出技术应用，内容精炼，通俗易懂，可作为培训教材，也可供机电、电气、自动化及相关行业工程技术人员参考。 

本书为职业教育骨干教师培训教材,包含气电控制技术、工业机械手和机器人应用技术、工业自动化过程控制技术、变频器应用技术、自动化生产线的安装调试、数控装调与维修技术、机械系统的拆装与测量、工业控制网络等多方面知识与技能,并针对各项技术的实践操作应用进行了详细讲解,引入生产中的实例,重点说明应用的原理与具体操作方法。本书既可作为职业教育骨干教师培训教材,又可作为机电、电气、自动化等工程技术人员的参考书籍,还可供本科及职业院校相关专业师生参考。

刘建华，任教于上海工程技术大学高职学院、上海市高级技工学校，机电系副主任、高级技师，主编和参编过多部教材，受到广泛好评。

前 言

第1章 气电控制技术 …………………………………………………………………… 1

1.1 货仓卸料装置气路设计 ………………………………………………………… 1

1.1.1 气压传动理论基础 ………………………………………………………… 2

1.1.2 气压传动元件介绍 ………………………………………………………… 4

1.1.3 气压传动方向控制阀及典型回路 …………………………………………… 11

1.1.4 系统设计 ………………………………………………………………… 13

1.2 往复运动送料机构气路设计 ………………………………………………… 15

1.2.1 压力控制阀及典型回路 …………………………………………………… 16

1.2.2 流量控制阀及典型回路 …………………………………………………… 19

1.2.3 其他典型回路 ……………………………………………………………… 21

1.2.4 系统设计 ………………………………………………………………… 26

1.3 热压膜装置电气控制系统设计 ……………………………………………… 26

1.3.1 电气控制简介 ……………………………………………………………… 27

1.3.2 电气控制典型回路 ………………………………………………………… 27

1.3.3 系统设计 ………………………………………………………………… 29

1.4 轴承安装压力机液压系统设计 ……………………………………………… 29

1.4.1 液压传动理论基础 ………………………………………………………… 30

1.4.2 液压油及压力损失简介 …………………………………………………… 32

1.4.3 液压缸差动连接简介 ……………………………………………………… 34

1.4.4 系统设计 ………………………………………………………………… 35

第2章 工业机械手、机器人应用技术 ………………………………………………… 37

2.1 工业机器人基本示教操作 …………………………………………………… 37

2.1.1 川崎工业机器人简介 ……………………………………………………… 37

2.1.2 工业机器人操作安全规范 ………………………………………………… 39

2.1.3 川崎工业机器人开关机步骤………………………………………………… 43

2.1.4 川崎工业机器人控制器外观及功能 ………………………………………… 45

2.1.5 川崎工业机器人基本示教操作方法 ………………………………………… 52

2.1.6 工业机器人基本示教操作练习 ……………………………………………… 56

2.2 工业机器人涂胶操作 ………………………………………………………… 57

2.2.1 川崎工业机器人再现运行操作 ……………………………………………… 57

2.2.2 川崎工业机器人示教编程 ………………………………………………… 60

2.2.3 川崎工业机器人程序数据修改 ……………………………………………… 66

2.2.4 工业机器人涂胶程序编制及调试练习 ……………………………………… 69

第3章 工业自动化过程控制技术 ……………………………………………………… 70

3.1 PLC控制模拟量电压采样系统 ……………………………………………… 70

3.1.1 FX2N-2AD模拟量输入模块………………………………………………… 70

3.1.2 外部设备BFM 读出/写入指令……………………………………………… 72

3.1.3 七段码分时显示指令 ……………………………………………………… 74

3.1.4 PLC控制模拟量电压采样系统程序设计 …………………………………… 75

3.2 PLC控制模拟量电压输出设置系统 ………………………………………… 77

3.2.1 FX2N-2DA模拟量输出模块………………………………………………… 77

3.2.2 数字式开关指令 …………………………………………………………… 79

3.2.3 PLC控制模拟量电压输出设置系统程序设计 ……………………………… 80

第4章 变频器应用技术 ………………………………………………………………… 83

4.1 西门子 MM420变频器应用技术……………………………………………… 83

4.1.1 西门子 MM420变频器的安装、接线 ……………………………………… 84

4.1.2 西门子 MM420变频器参数设置方法 ……………………………………… 86

4.1.3 西门子 MM420变频器常用参数简介 ……………………………………… 90

4.1.4 西门子 MM420变频器的各种控制形式 …………………………………… 98

4.2 松下VF0变频器应用技术 ………………………………………………… 102

4.2.1 松下 VF0变频器的安装、接线 …………………………………………… 103

4.2.2 松下 VF0变频器参数设置方法 …………………………………………… 105

4.2.3 松下 VF0变频器常用参数简介 …………………………………………… 107

4.2.4 松下 VF0变频器的各种控制形式 ………………………………………… 111

第5章 自动化生产线的安装调试 …………………………………………………… 114

5.1 自动分拣系统的安装与调试 ………………………………………………… 114

5.1.1 分拣输送带简单分拣处理程序 …………………………………………… 115

5.1.2 分拣输送带自检处理程序 ………………………………………………… 116

5.1.3 分拣输送带单料仓包装问题 ……………………………………………… 121

5.1.4 分拣输送带多料仓包装问题与报警处理问题 ……………………………… 126

5.2 机械手系统的安装与调试 …………………………………………………… 129

5.2.1 PLC控制简单机械手 (单作用气缸)的急停问题 ………………………… 129

5.2.2 PLC控制步进电动机驱动的机械手系统的暂停问题处理…………………… 133

5.2.3 PLC控制步进电动机驱动的机械手系统的断电问题处理…………………… 135

第6章 数控装调与维修技术 ………………………………………………………… 139

6.1 数控机床硬件接口连接 ……………………………………………………… 139

6.1.1 各模块接口定义及作用 …………………………………………………… 139

6.1.2 数控机床硬件接口连接 …………………………………………………… 147

6.2 数控机床参数的设定与修改 ………………………………………………… 154

6.2.1 数控机床常用参数的认知 ………………………………………………… 154

6.2.2 数控机床常用参数的修改与调整 ………………………………………… 157

第7章 机械系统的拆装与测量 ……………………………………………………… 172

7.1 数控车床主轴部件的拆装 …………………………………………………… 172

7.1.1 主传动系统工作原理……………………………………………………… 173

7.1.2 数控车床主轴部件的拆装与调整 ………………………………………… 180

7.2 进给传动系统的安装与调试 ………………………………………………… 181

7.2.1 进给传动系统的工作原理 ………………………………………………… 182

7.2.2 进给传动系统的安装与调试 ……………………………………………… 191

7.3 数控车床几何精度与床身导轨精度的测量和调整 ………………………… 194

7.3.1 简述……………………………………………………………………… 196

7.3.2 数控机床的几何精度及其检验 …………………………………………… 198

7.3.3 数控机床的定位精度及其检验 …………………………………………… 203

7.3.4 数控机床的工作精度……………………………………………………… 206

7.3.5 数控车床几何精度的检测 ………………………………………………… 206

第8章 工业控制网络 ………………………………………………………………… 207

8.1 并联链接功能网络控制应用 ………………………………………………… 207

8.1.1 并联链接功能网络设置 …………………………………………………… 208

8.1.2 并联链接功能网络控制应用程序编制……………………………………… 210

8.2 N??N联网控制应用编程 …………………………………………………… 211

8.2.1 FX2N系列PLC的 N??N网络设置 ……………………………………… 212

8.2.2 N??N联网控制应用编程 ………………………………………………… 215

8.3 三菱PLC与变频器网络通信 ……………………………………………… 218

8.3.1 PLC与变频器通信的硬件连接 …………………………………………… 219

8.3.2 变频器通信指令 ………………………………………………………… 223

8.3.3 程序设计与调试 ………………………………………………………… 225

主要参考文献 …………………………………………………………………………… 227

近年来,随着机电技术行业的快速发展,职业院校师资队伍建设一直是困扰职业院校发展的瓶颈。上海市师资培训基地自2009年成立以来,先后在技能及教学方法上对骨干教师进行培训,经过近十年的培训,积累了大量培训教学案例资源和丰富的经验,经过精心组织,整理出版了本书。

本书从实际应用出发,兼顾教学需求与教法需求,将两者进行有机的整合,并做到前后呼应;采用理论与实践相结合的形式,引入大量工程中的应用实例,突出技术应用,通俗易懂,并引入新技术的相关拓展知识与技能。

本书共分为八章。第1章介绍气电控制技术,以传统的气动控制配合继电接触器控制线路的安装、调试为主要内容;第2章介绍目前智能制造系统中广泛应用的工业机械手、机器人应用技术;第3章工业自动化过程控制技术,针对PLC 模拟量模块FX-2AD、FX-2DA 的应用进行介绍;第4章变频器应用技术,针对西门子MM420变频器、松下VF0变频器的应用进行了分析讲解;第5章介绍自动化生产线的安装调试,结合工程实例说明PLC 在自动化生产线中编程与应用的方法; 第6 章以典型的FANUC0imate-TD经济型数控车床系统为例,说明数控设备的安装接线与系统设置方法;第7章机械系统的拆装与测量,以数控车床主轴部件的拆装、进给传动系统的安装与调试以及数控车床几何精度与床身导轨精度的测量与调整为主要内容进行分析讲解;第8章以三菱FX2N 系列PLC并联链接功能网络控制应用、N∶N 联网控制应用编程、PLC与变频器网络通信设置方法为主要内容,介绍工业控制网络的基本应用。

全书由上海市高级技工学校刘建华、上海工程技术大学高职学院王才峄、上海工程技术大学工程实训中心张静之主编。其中,第1章、第2章由王才峄编写,第3章、第8章由刘建华编写,第4章、第5章由张静之编写,第6章由上海工程技术大学高职学院茹秋生编写,第7章由上海市高级技工学校严龙伟编写。全书由刘建华统稿。在本书编写过程中参考了一些文献并引用了一些资料,难以一一列举,在此一并表示衷心的感谢。

由于编者水平有限,编写经验不足,加之时间仓促,书中不足之处在所难免,恳请读者提出宝贵的意见。