瑞安电大

机电一体化系统综合

实训报告

年级专业：                               

学    号：                               

姓    名：                               

实习单位：                               

岁月如流水般，一去不返。作为数控专业的一名学生，通过大学提供的综合型学习平台，整合课堂中相关专业技能知识，从而具备了一名数控专业学生应该具备的基本能力以及素质。尤其通过最后这个阶段的机电一体化系统综合实训，我以理论联系实际的方法，巩固深化课本理论，进一步整合对机电综合知识，对其一体化产品、设备有了更高层次的认识。在实训中，走过了查找问题、发现问题、解决问题这三个阶段，加深了对数控技术的感性认识。最重要的是，通过实训提供的平台，得以窥探社会领域，开阔视野的同时，提高了自身社会交际水平。

一．实习目标

在XX公司进行实训，通过现场实习的方式，在这个过程中，进一步熟悉机械设备，并在实训中，掌握工艺流程，与此同时，在实训的八大项目中，我选取了PLC应用技术以及单片机控制技术，通过投入到实践中，将专业知识储备应用到生产一线中。从而对机电一体化系统的基本组成有了实质性的认识以及看法。在动手动脑的过程中，对于机电一体化控制方式、控制对象的基本特征及工作机理，有了深入的了解。在这个过程中，在教师指导以及师傅引导下，完成对典型机电一体化系统的组装、连接、调试，实现其基本控制功能。培养自身独立发现问题、分析问题以及解决问题的能力及工程实践的能力。

二．实习内容

（一）PLC应用技术

PLC实指可编程控制器，在工业环境下应用而设计的一种数字运算器操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来进行存储执行逻辑运算、顺序运算、计时计数及运算等操作指令，并通过数字或模拟输出和输入，控制着各种类型的机器和生产。大致划分为扫描计数、用户程序执行阶段及输出刷新阶段。第一，扫描计数，当PLC运行后，其工作过程划分为三阶段，1、输入采样，2、程序执行，3、输出刷新三个阶段。输入采样PLC以扫描方式按顺序读入所有的输入数据，并将它们存入I/O映像区中的单元内。输入结束后，转入到执行和刷新的阶段，在这两个阶段中，输入的状态和数据发生了变化，I/O中相应状态数据也不会发生改变。所以，当输入的信号为脉冲信息，其扫描的周期要小于信号的宽度，在这种情况下，该输入才能被读入。在执行阶段，PLC是按照从上而下的进行扫描程序。在进行扫描每条图时，先从梯形图左侧进行扫描由各点构成控制线路。从而形成了由左到右，由上而下的顺序进行逻辑运算；在执行过程中指令与点之间形成了一一对应的关系，如果指令为I/O则直接存储I/O点，即便用I/O指令的话，输入过程也不会更新；程序结束后，PLC进行了刷新的阶段，此阶段CPU按照映象区对应的状态和数据进行刷新锁存电路，再经过输出电路的驱动外部设备。最后，才是PLC的输出。

PLC系统设计时，常要根据其工艺的特点和应用要求进行设计选型。PLC和有关设备应为集成的、标准化，应按照控制系统形成一个整体，易于进行扩充。选型应根据相关工业领域有成熟可靠的系统，根据运营的情况进行选择。另外在系统硬件、软件方面和功能方面应与装置的规模和控制要求相结合相适应。最后在价格选择上，应选取高性能比的PLC和设计相应的控制系统。

PLC作为实训必选的一个项目，充分彰显了它在机电一体化中的重要作用。它以“培养学生的职业素质和培训学生的职业技能。”为实训目标。在职业技能培训中，学习内容包括：1、控制对象的工作原理、运动与动作特征2、PLC的选型与配置3、系统连接与调试4、控制程序的编制与调试。从而达到以下目的：1、了解控制对象的工作机理与特征；2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标）；3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法；4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能。

在进行典型课题的实训之前。指导老师以及工程技术人员，首先向我们讲述了操作中注意事项，并让我们认识到操控过程中，存在的安全问题以及安全隐患。从而，在接下来的动手过程中，我们稳扎稳打。遇到不会的问题，不光会搜集大脑中的储备知识，也会通过画线路图的方式，来进一步明晰思路。通过小组讨论的方式，进一步清理知识死角。在实践中认知到PLC的综合型知识。

比如在自动送料专车控制系统的设计课题中，第一个自动送料装车控制系统进展的过程中，由于我的疏忽，把程序指令输错了，所以导致程序难以展开，虽然造成了一定的麻烦，但是还是在大家集思广益下完成了。在应用plc实现机床液压及主轴的设计，安装与调试中，我们学会了电动机的星．三角形接法及其互锁的连接方法。

在实践中，我不止一次地感受到PLC在开关量处理上的便捷指出。它的模拟量处理和运动控制等功能。实现了真正意义上的创新。使得我认识到PLC无论是在逻辑控制，还是运动控制、过程控制等领域，均发挥着非常重要的作用。在这个过程中，我也发现了PLC应用技术不光是个技术活，更是个精细活，无论是用电电压还是开关闭合，都需要遵循严格的数据指标。必须从一点一滴做起，注意每一个准则。从零件的准备、调试，一直到加工，最终测量完成、确保合格，走完这个程序，是需要专业能力，更需要耐心精心细心。实训让我了解ＰＬＣ设计原理，并不仅仅是课本上描述的那样，而是更有变通性，更有灵活性。首先PLC设计原理有许多是来源于实际的，并不设计方法也并不是一成不变的，而是依赖于一定的现实条件。只有依据客观条件，寻找出最契合的设计方法，才能保证效率性以及实用性。虽然在这个过程中，我们有很多的问题，但是老师都会为我们指导解决的同时，更提醒我们注意观察，自己寻找突破口，然后解决问题。

（二）单片机控制技术

单片机控制作为我在实训中选择的另一个项目。在专业老师以及技术工作人员的指导下，进一步认识到了这种技术的重大意义。职业技能培训的内容包括：1、控制对象的工作原理、运动与动作特征 ；2、单片机的选型与硬件配置 ；3、系统连接与调试 ；4、控制程序的编制与调试 ；5、实训报告撰写。以达到的目的为：1、了解控制对象的工作机理与特征 ；2、能够根据控制要求选择控制设备（技术性能指标）；3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法；4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能。

之所以选择单片机控制技术这个课题。是感觉到单片机在现实生活中应该得非常广泛———“大致可分如下几个范畴：（1）在智能仪器仪表上的应用（2）在工业控制中的应用（3）在家用电器中的应用（4）在计算机网络和通信领域中的应用(5)单片机在医用设备领域中的应用(6)在各种大型电器中的模块化应用(7)单片机在汽车设备领域中的应用单片机横款各个领域。“所以说，单片机是生活中不可缺少的机械元素，单片机控制技术也必然成为一个数控专业学生应该具备的基本素质。

它作为现代电子设计的核心技术，掌握其理论原理以及概念性的原理，却并没有实质性的用处，所做的必须就是要将单片机应用到电子产品中，通过以电子系统落实单机片的功能。所以，我们在此次实训中，制定了两个课题来增强对单片机的实践动手能力。

在这个过程中，我们团队虽然力争将课本知识嫁接到实验程序里，但是还是出现了问题。原因是并不知道如何将理论运用到实验项目中。最后，只好求助于工程技术人员。在其协助下，我们明确了实验的程序以及框架，进一步探索，通过框架的启发，我们编写出了主要程序。最终，实验终于实现了基本功能，我们也顺利完成了课程目标。

三、实训过程中存在的问题

（一）课题研究不够深刻

课题研究不够深刻的原因，一方面是对课本理论知识的掌握程度欠缺，理解层面并不成熟，另一方面，也是由于懒惰心理，没有从根本上求真务实，只是抱有完成任务的想法。所以说，编制的程序并没有尽善尽美，一定程度上，还需要进一步完善。另一方面，对于发现的问题，习惯通过老师的引导，以及工程技术人员的提示来设定思路，并不愿意通过多次尝试，进行自我总结，因而，课题任务虽然能够保证完成，但是还有欠深入的部分。

（二）理论联系实际的能力并不强

在实训过程中，虽然任务已经明确，工作目标也已经下达，但在实行的过程中，往往表现出茫然的状态。无论是在PLC原理应用上，还是单片机原理的应用上，都不能够得心应手，虽然对其运行方式以及运作条件都从课本中，已经充分认知，但是一拿到现实中，往往感觉是陌生的。这就代表着理论联系实际的能力并不够强。

四、实训过程中学习心得

（一）提高专业基本素质的重要性

虽然在生活学习中，我们经常这样说，来自课本的知识都是死的，并不需要死记硬背，也不需要深入钻研，应该多尽心实践。但是，这样却也并不是全面的，作为一名数控专业的学生，我最先通过的是课本知识，了解到了本领域。在以后的现实操作中，课本教给我的注意事项以及动手能力，都会是我展开工作的第一个步骤，也就是一个基石。所以，提高专业基本素质是十分必要的。这就需要我在工作中，多读专业书籍，利用这块垫脚石，在工作中提高效率，规避风险。

（二）增强团队合作的能力

在这次实训中，我收获了许多许多，其中让我感悟最深的是团队的重要性。在每一次的课题实验中，每当我一遇到知识的死角以及技能上的空缺，就会一筹莫展，从而停滞不前。但是在团队其他成员的带动以及帮助下，我能够解决问题，重整士气。与此同时，在遇到我懂而其他人不懂的问题时，我能够将自己的专业知识教给别人，也给我带来了一定的成就感，让我对本专业有了更多的成就感，以及兴趣，成为我不断探索的动力。

在整个实习过程中，无论是学校老师，还是公司负责人员，对我们的纪律要求都非常的高，让我们在安全操作的过程中，保持工作环境。这也进一步规范了我们的劳动纪律，提高了遵守安全技术规则的自觉性。让我们在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，善于发现问题、提出问题、解决问题，并在这个过程中不断培养、提高工程实践能力。并通过进一步优化实现创新。

第二篇：机电一体化系统综合实训报告

西 安 广 播 电 视 大 学

综合实训报告

（理、工、农、医用）

年（季）：   20##（春）

专   业：   数控（专）

课   程：机电一体化系统设计

姓   名：    

 学   号： 

综合实训报告任务书

一、课程性质、目的和任务

“机电一体化系统综合实训”是中央广播电视大学数控技术专业（机电方向）的必修实践课之一。本实训环节是在课程试验的基础上，以机电一体化系统的硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试与操作的综合实训。

二、基本要求

　　通过本课程的教学，要达到以下基本要求。

1、了解控制对象的基本工作原理，及运动与动作特征；

2、能够根据控制要求，正确地选择控制系统，并掌握其主要技术性能指标；

3、掌握系统的硬件连接、安装、调试的基本方法，并能进行正确的操作与维护；

4、掌握典型控制程序的编制方法，实现基本控制功能。

同组人员：                                                                                

指导教师：           实验时间：             成绩           

批阅时间：         .

机电一体化系统综合实训报告

一 实训目的

1、熟悉HED—21S数控系统综合试验台各个组成部件的接口。

2、读懂电气原理图，通过电气原理图独立进行数控系统各部件之间的连接。

3、了解数控系统的调试运行方法。

二 实训设备、环境、用具、材料

数HED—21S控系统综合实验台

万用表

工具

三 实训内容（步骤、方法及数据）

包括数控装置，由变频器和三相异步电机构成主轴驱动系统，由交流伺服单元和交流伺服电机构成的进给伺服驱动系统，由步进电机构成的进给伺服驱动系统等的数控系统，可实现主轴驱动系统的速度控制，进给伺服驱动系统的开环、半闭环、闭环控制。

1．电源部分

图1 电源部分接线图

2．继电器与输入/输出开关量

图2 继电器部分接线图

图3 继电板部分接口

  

图4 输入开关量接线图

图5 输出开关量接线图

3．数控装置与手摇单元和光栅尺

图6 手摇单元接线图

图7 数控装置与光栅尺连接

4．数控装置与主轴的连接

图8 数控装置与主轴连接

5．数控装置与步进驱动单元连接

图9 数控装置与步进驱动单元的连接

6．数控装置与交流伺服单元的连接

图10 数控系统与交流伺服单元的连接

7．数控系统刀架的连接

1.数控系统的连接

（1）电源回路的连接

按前图接线，并用万用表检查电源电压和变压器输出端电压。

（2）数控系统继电器的输入/输出开关量连接

按前图连接继电器和接触器，以及输入/输出开关量。

（3）数控装置和手摇单元的连接

按前图连接手摇单元和光栅尺。

（4）数控装置和变频主轴的连接

连接变频器和主轴电机强电电缆，以及数控装置和变频器信号线。确保地线可靠。

（5）数控装置和交流伺服器的连接

按前图连接交流伺服电机的强电电缆和码盘信号线，接入伺服单元电源。地线可靠正确接地。

（6）数控装置和步进电机驱动器的连接

按前图连接步进电机驱动器和步进电机，以及驱动器电源。

（7）数控系统刀架电动机的连接

连接刀架电机。

2、数控系统调试

(1)线路检查。

由强到弱，按线路走向顺序检查以下各项。

①变压器规格和进出线的方向和顺序。

②主轴电动机、伺服电动机强电电缆的相序。

③DC24V电源极性的连接。

④步进电动机驱动器(或称步进驱动器)直流电源极性的连接。

⑤所有地线的连接。

(2)系统调试。

1)通电。

①按下急停按钮，断开系统中所有空气开关。

②合上空气开关QF1。

③检查变压器TC1电压是否正常。

④合上控制电源Dc24V的空气开关QF4，检查DC24V是否正常。HNC一21TF数控装置

通电，检查面板上的指示灯是否点亮， HC5301—8开关量接线端子和HC5301一R继电器板的电源指示灯是否点亮。

⑤用万用表测量步进驱动器直流电源+V和GND两脚之间电压(应为DC+35V左

右 )，合上控制步进驱动器直流电源的空气开关QF3。

⑥合上空气开关QF2。

⑦检查变压器 TC1的电压是否正常。

⑧检查设备用到的其他部分电源的电压是否正常。

⑨通过查看 PLC状态，检查输入开关量是否和原理图一致。

2)系统功能检查。

①左旋并拔起操作台右上角的“急停”按钮，使系统复位；系统默认进人“手动”方式，软件操作界面的工作方式变为“手动”。

②按住“+X”或“—X”键(指示灯亮)，X轴应产生正向或负向的连续移动。松开“+X”或 “— X”键(指示灯灭)，X轴即减速运动后停止。以同样的操作方法使用“+Z”、“一Z”键可使Z 轴产生正向或负向的连续移动。

③在手动工作方式下，分别点动X轴、Z轴，使之压限位开关。仔细观察它们是否能压到 限位开关，若到位后压不到限位开关，应立即停止点动；若压到限位开关，仔细观察轴是否立即停止运动，软件操作界面是否出现急停报警，这时一直按压“超程解除”按键，使该轴向相反方向退出超程状态；然后松开“超程解除”按键，若显示屏上运行状态栏“运行正常”取代了“出 错”，表示恢复正常，可以继续操作。

检查完X轴、z轴正、负限位开关后，以手动方式将工作台移回中间位置。

④按一下“回零”键，软件操作界面的工作方式变为“回零”。按一下“+X”和“+Z”键，检 查X轴、Z轴是否回参考点。回参考点后，“+X”和“+Z”指示灯应点亮。

⑤在手动工作方式下，按一下“主轴正转”键(指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速 正转，检查主轴电动机是否运转正常；按住“主轴停止”键，使主轴停止正转。按一下“主轴反 转”键 (指示灯亮)，主轴电动机以参数设定的转速反转，检查主轴电动机是否运转正常；按住 “主轴停止”键，使主轴停止反转。

⑥在手动工作方式下，按一下“刀号选择”键，选择所需的刀号，再按一下“刀位转换”键，转塔刀架应转动到所选的刀位。

⑦调入一个演示程序，自动运行程序，观察十字工作台的运行情况。

3)关机。

①按下控制面板上的“急停”按钮。

②断开空气开关QF2、QF3。

⑧断开空气开关QF4。

④断开空气开关QF1，断开380V电源。

表12  Y 坐标轴参数的设置

③ Z 坐标轴参数的设置。 Z 坐标轴参数的设置如表13 所示。

表13   Z 坐标轴参数的设置

④通道参数的设置。

标准设置选“ 0 通道”，其余通道不用，参数设置如表14 所示。

表14 通道参数的设置

(4) 数控系统参数的调整。

1) 与主轴相关的参数的调整。

①确认主轴 D ／ A 相关参数的设置 ( 在“硬件配置参数”选项和“ PMC 系统参数”选项中 ) 的正确性。

②检查主轴变频驱动器的参数是否正确。

③用主轴速度控制指令 (S 指令 ) 改变主轴速度，检查主轴速度的变化是否正确。

④调整设置主轴变频驱动器的参数，使其处于最佳工作状态。

2) 使用步进电动机时有关参数的调整。

①确认步进驱动单元接收脉冲信号的类型与 HNC-21TF 所发脉冲类型的设置是否一 致；

②确认步进电动机拍数 ( 伺服内部参数 P[O]) 的正确性；

③在手动或手摇状态下，使电动机慢速转动。然后，使电动机快速转动。若电动机转动时，有异常声音或堵转现象，应适当增加快移加减速时间常数、快移加速度时间常数、加工加减速时间常数，加工加速度时间常数。

3) 使用脉冲接口伺服驱动单元时有关参数的调整。

①确认脉冲接口式伺服单元接收脉冲信号的类型与 HNC-21TF 所发脉冲类型的设置是否一致，参阅参考文献中硬件配置参数设置说明；

②确认坐标轴参数设置中的电动机每转脉冲数的正确性。该参数应为伺服电动机或伺服驱动装置反馈到 HNC-2lTF 数控装置的每转脉冲数；

③确认电动机转动时反馈值与数控装置的指令值的变化趋势是否一致。控制电动机转动一小段距离，根据指令值和反馈值的变化，修改伺服内部参数 P[1] 或伺服内部参数 P[2] 的符 号，直至指令值和反馈值的变化趋势一致。

④控制电动机转动一小段距离 ( 如 0.1 mm) ，观察坐标轴的指令值与反馈值是否相同。如果不同，应调整伺服单元内部的指令倍频数 ( 通常有指令倍频分子和指令倍频分母两个参数 ) 。直到 HNC — 21TF 数控装置屏幕上显示的指令值与反馈值相同。

⑤使调试的坐标轴运行 10 mm 或 10 mm 的整数倍的指令值，观察电动机是否每 10Mmm运行一周，如果不是，应该同时调整轴参数中的伺服内部参数 [1] 、伺服内部参数 [2] 和伺服单元内部的指令倍频数参数。

例如 ( 在完成上述步骤①～④后 ) ：已知数控装置给出 64 mm 的指令，要求电动机运行一周，应如何调整 ?

原伺服内部参数 [1] ：原伺服内部参数 [2]= l ： 2。

原伺服单元内部的指令倍频数参数等于 2 。

调整后新的相关参数为：伺服内部参数 [1] ／伺服内部参数 [2] 的值减小为原来的 10/64 ，即 1/2 × 10/64=5/64。

伺服单元内部的指令倍频数参数增加为原来的 64/10 倍，即 2/1 × 64/10=64/5。

通过以上步骤①～⑤参数调整，使得坐标轴的指令值与反馈值相同，并且 HNC — 21TF 数控装置每发出坐标轴运动 l0 mm 的指令，伺服电动机运转一周。

此后，连接工作台时为适应丝杠螺距、传动比的变化，还需要调整轴参数中的外部脉冲当量分子 (μm) 和外部脉冲当量分母这两个参数。

四 实训总结

机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体，而不是机械技术、电气技术的简单组合体；从机电一体化技术的成果或最终体现来看，它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备，是一个自动化的工作系统。