一种新型PLC及组态软件教学培训装置的制作方法

文档序号:26179780发布日期:2021-08-06 18:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:包括平台(1),所述平台(1)上设有功能壳(2)和控制组件(4),所述功能壳(2)外端固定连接有电机一(5),所述功能壳(2)内部设有凹槽一(201),所述凹槽一(201)内部设有承载板(7)和动力组件,所述电机一(5)与所述动力组件连接,所述动力组件与所述凹槽一(201)底端滑动设置的若干滑动块一(3)连接,所述若干滑动块一(3)与固定板一(8)连接,所述固定板一(8)内部滑动设有与气缸一(10)连接的滑动块二(9),所述滑动块二(9)上设有功能组件,所述电机一(5)、气缸一(10)、动力组件和功能组件与所述控制组件(4)连接,所述控制组件(4)为可编程控制组件。

2.根据权利要求1所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述动力组件包括所述凹槽一(201)内部转动设置的若干螺纹杆一(6),所述若干螺纹杆一(6)的数量为两个,两个所述螺纹杆一(6)前后对称设置在所述凹槽一(201)的左右两侧端之间,所述螺纹杆一(6)的右侧固定连接有皮带轮(501),前后两侧的所述皮带轮(501)之间连接有皮带(502),前侧的所述螺纹杆一(6)与所述电机一(5)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述若干滑动块一(3)的数量为两个,两个所述滑动块一(3)分别与前后两侧的所述螺纹杆一(6)螺纹连接,所述滑动块一(3)的上端设有凹槽二(301),前后两侧的所述凹槽二(301)与所述固定板一(8)的前后两侧对应连接,所述固定板一(8)的前端固定设有气缸一(10),所述固定板一(8)的中部上下贯通设有活动腔(801),所述活动腔(801)的左右两侧端之间滑动设有所述滑动块二(9),所述气缸一(10)的伸缩端贯穿所述固定板一(8)的前端与所述滑动块二(9)固定连接,所述气缸一(10)与所述控制组件(4)连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述控制组件(4)采用工控pc配合组态软件上位机plc的方式进行控制,所述控制组件(4)包括上位机、下位机以及plc控制电路,所述上位机配有mcgs6.5版本的组态软件和西门子plc编程软件v4.0step7,下位机采用西门子s7-200plc,mcgs组态软件通过rs232c接口与下位机之间进行通信,并监控下位机的i/o接口的状态,以变量值的形式传输到计算机上,供上位机使用及处理。

5.根据权利要求1所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述功能组件包括固定设置在所述滑动块二(9)上端的气缸二(12),所述气缸二(12)的伸缩端贯穿所述滑动块二(9)的下端固定连接有固定壳(11),所述固定壳(11)内部设有第一空腔(1101),所述第一空腔(1101)内部设有转动组件,所述固定壳(11)的下端设有夹紧组件,所述转动组件和夹紧组件连接;

所述转动组件包括电机二(13),所述电机二(13)通过电机轴一(1301)固定连接有转盘一(15),所述转盘一(15)的下端偏心转动连接有弧块(16)和固定轴一(17),所述弧块(16)与槽轮(18)配合,所述固定轴一(17)与所述槽轮(18)的槽口配合,所述槽轮(18)的下端固定连接有固定轴二(19),所述固定轴二(19)贯穿所述固定壳(11)的下端固定连接有安装壳(14)。

6.根据权利要求5所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述夹紧组件包括:

安装壳(14),所述安装壳(14)下端设有凹槽三(1401),所述凹槽三(1401)的上端固定设有双头电机(20),所述双头电机(20)的左右两侧对称连接有螺纹杆二(21),左右两侧的所述螺纹杆二(21)的旋向相反,所述螺纹杆二(21)与所述凹槽三(1401)的侧端转动连接,所述螺纹杆二(21)与连接块一(22)螺纹连接;

夹紧壳(23),所述夹紧壳(23)与所述连接块一(22)下端固定连接,所述夹紧壳(23)内部设有第二空腔(2301),所述夹紧壳(23)的右侧设有凹槽四(2302),所述凹槽四(2302)的前后两端对称设有螺纹孔一(2303);

电机三(25),所述电机三(25)固定设置在所述第二空腔(2301)的左端,所述电机三(25)通过电机轴二(2501)固定连接有锥齿轮一(2502),所述锥齿轮一(2502)的前后两侧对称啮合有锥齿轮二(2601),所述锥齿轮二(2601)与转动轴一(26)靠近所述锥齿轮一(2502)的一端固定连接,所述转动轴一(26)远离所述锥齿轮一(2502)的一端分别与所述第二空腔(2301)中与其对应的前后两端中的一端转动连接;

锥齿轮三(2602),所述锥齿轮三(2602)固定设置在所述转动轴一(26)的中部,所述锥齿轮三(2602)与锥齿轮四(2701)啮合,所述锥齿轮四(2701)固定设置在所述转动轴二(27)的左端,所述转动轴二(27)的右端固定设有锥齿轮五(2702),所述转动轴二(27)的中部转动连接有支撑块(28),所述支撑块(28)与所述第二空腔(2301)中与其对应的前后两端中的一端固定连接;

安装块(24),所述安装块(24)固定设置在所述凹槽四(2302)内部,所述安装块(24)的上下两端与右端均为开口结构,所述安装块(24)的前后两端对称设有螺纹孔二(2401),所述螺纹孔二(2401)与所述螺纹孔一(2303)对应设置,所述安装块(24)的左端固定设有弹簧一(35),所述弹簧一(35)固定连接有夹持板二(34);

锥齿轮六(36),所述锥齿轮六(36)与所述锥齿轮五(2702)啮合,所述锥齿轮六(36)固定设置在蜗杆(29)的上端,所述蜗杆(29)转动设置咋说是第二空腔(2301)的上下两端之间,所述蜗杆(29)与涡轮(30)啮合,所述涡轮(30)中部上下贯通设有螺纹孔三(3001),所述螺纹孔三(3001)与螺纹杆三(31)螺纹连接,所述螺纹杆三(31)与所述螺纹孔二(2401)和螺纹孔一(2303)螺纹连接进入安装块(24)内部固定连接有夹持板一(33),所述螺纹杆三(31)远离所述夹持板一(33)的一端固定连接有限位板(32)。

7.根据权利要求1所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:所述平台(1)的下端周向均布设有若干移动缓冲装置,所述移动缓冲装置包括:

连接座(70),所述连接座(70)的上端与所述平台(1)的下端固定连接,所述连接座(70)下端的左右两侧对称设有固定板二(71),左右两侧的所述固定板二(71)之间设有固定轴三(73),所述固定轴三(73)的中部滑动套设有滑块(72),所述滑块(72)的左右两端对称设有弹簧三(74),所述弹簧三(74)套设在所述固定轴三(73)上且与所述固定板二(71)固定连接;

底座(78),所述底座(78)的上端左右两侧对称设有凹槽五(7801),所述底座(78)的下端左右两侧对称设有滑口(7802),所述滑口(7802)与所述凹槽五(7801)连通,所述底座(78)的下端中部转动设有万向轮(80);

两个电动伸缩杆三(77),所述两个电动伸缩杆三(77)的固定端分别固定设置在所述凹槽五(7801)的内部,所述电动伸缩杆三(77)的活动端穿过所述滑口(7802)固定连接有支撑板(79),所述电动伸缩杆三(77)的固定端与所述固定板二(71)之间固定设有弹簧四(75),所述电动伸缩杆三(77)的固定端靠近所述滑块(72)的一侧滑动连接有支铰杆五(76),所述支铰杆五(76)与所述滑块(72)转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:还包括上料装置,所述上料装置转动设置在安装槽(101)内部,所述安装槽(101)设置在所述平台(1)的上端在所述功能壳(2)的一侧,所述上料装置包括:

动力壳(37),所述动力壳(37)转动设置在所述安装槽(101)内部,所述动力壳(37)内部设有第三空腔(3701),所述第三空腔(3701)下端与电动伸缩杆一(38)的固定端固定连接,所述电动伸缩杆一(38)的伸缩端固定连接有锥齿轮七(39),所述第三空腔(3701)的上端左侧固定设有滑动座(47);

电机四(40),所述电机四(40)的上端与所述滑动座(47)滑动连接,所述电机四(40)的左端与电动伸缩杆二(81)的伸缩端固定连接,所述电动伸缩杆二(81)的固定端与所述第三空腔(3701)的左端固定连接,所述电机四(40)的输出端固定连接有电机轴三(41),所述电机轴三(41)上从左到右依次设有锥齿轮八(42)、锥齿轮九(43)和锥齿轮十(44),所述电机轴三(41)的中部转动设有连接块三(46),所述电机轴三(41)的右侧转动设有连接块二(45),所述连接块三(46)和连接块二(45)分别固定设置在所述第三空腔(3701)上端的中部和右侧;

支撑杆(63),所述支撑杆(63)固定设置在所述动力壳(37)上端的左侧,所述支撑杆(63)上端转动设有导向杆(60),所述导向杆(60)的左侧设有导向孔(6001),所述导向杆(60)的右端固定连接有扇形齿轮(61),所述扇形齿轮(61)与齿条(62)啮合,所述齿条(62)下端固定连接有螺纹套(64),所述螺纹套(64)的下端螺纹连接有螺纹杆四(65),所述螺纹杆四(65)贯穿所述动力壳(37)的上端左侧进入所述第三空腔(3701)内部与锥齿轮十一(66)固定连接;

支撑套(67),所述支撑套(67)固定设置在所述动力壳(37)的上端中部,所述支撑套(67)上端设有凹槽六(6701),所述支撑套(67)的左端与所述螺纹套(64)滑动连接,所述凹槽六(6701)的内部固定设有弹簧二(68),所述弹簧二(68)的上端固定连接有伸缩杆(57),所述伸缩杆(57)与所述凹槽六(6701)滑动连接,所述伸缩杆(57)的上端设有连接块四(56),所述连接块四(56)与支铰杆一(58)固定连接,所述支铰杆一(58)与支铰杆二(59)转动连接,所述支铰杆二(59)穿过所述导向孔(6001)与上料板(69)固定连接;

连接杆(54),所述连接杆(54)固定设置在所述支撑套(67)的右端,所述连接杆(54)通过轴转动连接有锥齿轮十二(51),所述锥齿轮十二(51)与锥齿轮十四(50)啮合,所述锥齿轮十四(50)与转动轴三(49)固定连接,所述转动轴三(49)下端贯穿所述动力壳(37)的上端右侧进入所述第三空腔(3701)内部与锥齿轮十三(48)固定连接;

转盘二(52),所述转盘二(52)通过轴与所述锥齿轮十二(51)固定连接,所述转盘二(52)与支铰杆三(53)偏心转动连接,所述支铰杆三(53)与支铰杆四(55)转动连接,所述支铰杆四(55)与所述支铰杆一(58)转动连接。

9.根据权利要求2所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:在滑动块一(3)按预设行进速度行进时所述电机一(5)的负载功率为:

其中,p为滑动块一(3)在按预设行进速度行进时所述电机一(5)的负载功率,b为滑动块一(3)与其上设置的结构组件的总质量,s1为螺纹杆一(6)的螺纹外径,s2为螺纹杆一(6)的螺纹内径,v为滑动块一(3)的预设行进速度,h为螺纹杆一(6)的螺距,γ为皮带(502)与皮带轮(501)之间的传送效率,r为皮带轮(501)的半径,l为皮带(502)的长度,c单位长度皮带(502)的质量,g为重力加速度,取值为9.8m/s2

根据计算出的滑动块一(3)按预设行进速度行进时电机一(5)的负载功率来选取合适容量的电机作为电机一(5)使用。

10.根据权利要求6所述的一种新型plc及组态软件教学培训装置,其特征在于:还包括:

试验物品,所述试验物品设置在所述承载板(7)上,用于教学培训装置过程中夹紧组件的夹取;

称重传感器:所述称重传感器设在所述承载板(7)上,用于检测放置在承载板(7)上的试验物品的质量;

力传感器:所述力传感器固定设置在所述夹持板一(33)的夹持面,用于检测夹持板一(33)夹持试验物品时受到的挤压力;

距离传感器:所述距离传感固定设置在所述夹持板二(34)远离夹持面的一端,用于检测所述夹持板二(34)远离夹持面的一端到安装块(24)左端的距离;

继电器:所述继电器与所述电机三(25)连接,用于控制所述电机三(25)的启停;

控制器:所述控制器与所述力传感器和距离传感器电性连接;

所述控制器基于所述力传感器和距离传感器工作,包括以下步骤:

步骤1、控制器根据距离传感器检测出的远离夹持面的一端到安装块(24)左端的距离和公式(1)计算出夹持板二(34)对试验物品的固位力;

其中,f为夹持板二(34)对试验物品的固位力,l为弹簧一(35)的初始长度,x为距离传感器的检测值,μ1为夹持板二(34)与试验物品之间的摩擦系数,x为弹簧一(35)的有效圈数,n为弹簧一(35)的许用应力,k为弹簧一(35)的旋绕比;

步骤2、控制器根据步骤1计算出的夹持板二(34)对试验物品的固位力、称重传感器检测出的放置在承载板(7)上的试验物品的质量,力传感器检测出的夹持板一(33)夹持试验物品时受到的挤压力和公式(2)计算出夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值,控制器比较计算出的夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值和预设变形值,若计算出的夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值大于预设变形值,控制器控制继电器使得电机三(25)停止工作;

其中,w为夹持板一(33)夹取试验物品时发生的变形值,f1为力传感器的检测值,δ为夹持板一的安全系数,σ1为夹持板一(33)的泊松比,σ2为试验物品的泊松比,t1为夹持板一(33)的剪切模量,t2为试验物品的剪切模量,m为称重传感器的检测值,g为重力加速度,取值为9.8m/s2;g1为夹持板一(33)的弹性模量;g2为试验物品的弹性模量;μ2为夹持板一(33)与试验物品之间的摩擦系数,a为夹持板一(33)与试验物品的接触面积。


技术总结
本发明提供了一种新型PLC及组态软件教学培训装置,包括平台,所述平台上设有功能壳和控制组件,所述功能壳外端固定连接有电机一,所述功能壳内部设有凹槽一,所述凹槽一内部设有承载板和动力组件,所述电机一与所述动力组件连接,所述动力组件与所述凹槽一底端滑动设置的若干滑动块一连接,所述滑动块一与固定板一连接,所述固定板一内部滑动设有滑动块二,所述滑动块二上设有功能组件,所述电机一、动力组件和功能组件与所述控制组件连接,解决了现有的自动化教学设备一般只使用灯泡亮灭代替机械相关的动作,利用电气控制,对于很多复杂的控制难以实现,没有机械动作,学员无法直观地观察机械动作过程,影响教学的深入,教学效果差的技术问题。

技术研发人员:曾鑫;林瑞花;郭彪;游友锋;眭相建;陈育鑫
受保护的技术使用者:深圳市技成科技有限公司
技术研发日:2021.05.13
技术公布日:2021.08.06
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