畢業(yè)論文--自動(dòng)裝卸機(jī)

1、木文主耍介紹了自動(dòng)裝卸機(jī)實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)過(guò)程，木文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī) 應(yīng)用于瓶裝飲料生產(chǎn)線(xiàn)中的裝卸工作。設(shè)計(jì)過(guò)程包括裝卸機(jī)整體結(jié)構(gòu)分析，零件 造型，零件工藝分析，plc選擇等。首先對(duì)裝卸機(jī)工作內(nèi)容進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，繪 制工作環(huán)境圖，并對(duì)主要零部件及苴運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟 件對(duì)各零部件進(jìn)行二維或三維的圖形繪制，并對(duì)主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和尺寸分 析，合理布局各零部件，確定機(jī)械整體尺寸，采用plc實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)控制。設(shè) 計(jì)過(guò)程中，使用了 ugnx4.0、autocad. plc編程軟件等。關(guān)鍵詞：自動(dòng)製卸機(jī)plc自動(dòng)控制目錄摘要i引言1第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)21.1設(shè)計(jì)題目及要求21.2裝卸

2、機(jī)的發(fā)展21.3裝卸原則31. 4本章小結(jié)4第二章i動(dòng)裝卸機(jī)總體設(shè)計(jì)52. 1工作內(nèi)容與壞境分析52.2整體構(gòu)思62.3總體尺寸設(shè)計(jì)72.4本章小結(jié)7第三章運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)分析83. 1飲料瓶搬運(yùn)83.1.1機(jī)械手水平方向運(yùn)動(dòng)分析83.1.2機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)分析93.2薄鐵板搬運(yùn)103. 3本章小結(jié)11第四章氣動(dòng)裝置設(shè)計(jì)124.1氣動(dòng)傳動(dòng)概述124.2氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)124.3氣動(dòng)抓瓶器設(shè)計(jì)124.4真空吸盤(pán)設(shè)計(jì)1445本章小結(jié)15第五章控制及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)165. 1plc 概述165.2 plc主要優(yōu)點(diǎn)165.3 plc的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理165. 3. 1 plc控制系統(tǒng)組成175. 3.2

3、plc的工作過(guò)程175.4控制系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程185.4. 1控制系統(tǒng)構(gòu)成185.4.2控制系統(tǒng)工作流程185.5 plc的選擇195.6傳感器的選擇225.7接觸器的選擇235.8熱繼電器的選擇235.9開(kāi)關(guān)電器、熔斷器的選擇245. 10本章小結(jié)24第六章軟件設(shè)計(jì)256. 1系統(tǒng)i/o點(diǎn)分配256.2 plc梯形圖266.2程序調(diào)試與結(jié)果306. 3本章小結(jié)30第七章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)31致謝32參考文獻(xiàn)33in引言當(dāng)今世界制造業(yè)口動(dòng)化普及速度加快，機(jī)械與電了科技技術(shù)的完美融合，以 求高速度、高精度，推進(jìn)自動(dòng)化與智能化的發(fā)展，迫使生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度及 生產(chǎn)效率提高，釆取在原有的機(jī)械設(shè)備的基

4、礎(chǔ)上，外加入電子元件或裝置，使機(jī) 器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，從而來(lái) 提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品生產(chǎn)贏得吋間贏得市場(chǎng)。在裝卸機(jī)的設(shè)計(jì)制造中，添加口動(dòng)控制技術(shù)，有利于將人類(lèi)從繁瑣、危險(xiǎn)、 重載的勞動(dòng)環(huán)境屮解放出來(lái)，并大大提高生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的裝卸機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、 操作簡(jiǎn)便、h動(dòng)化程度高。能很大程度上提高裝卸質(zhì)量與速度，經(jīng)改造后可廣泛 應(yīng)用于糧油、食品、飲料、果品等的裝卸生產(chǎn)線(xiàn)上。第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)題目及要求本次設(shè)計(jì)題目為“飲料生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)裝卸機(jī)”。在裝卸機(jī)設(shè)計(jì)中，要求結(jié)構(gòu)合 理，運(yùn)行可靠，結(jié)合電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝卸機(jī)的自動(dòng)控制。此設(shè)計(jì)運(yùn)用丁飲料生產(chǎn) 線(xiàn)裝卸任務(wù)，裝

5、卸動(dòng)作快捷方便，在實(shí)際生產(chǎn)中可節(jié)約勞動(dòng)成木，并可大幅度提 高生產(chǎn)效率。1. 2裝卸機(jī)的發(fā)展裝卸機(jī)是為車(chē)、船或其他設(shè)備進(jìn)行裝卸作業(yè)的物料搬運(yùn)機(jī)械，因此其木身 也可稱(chēng)為搬運(yùn)機(jī)，其特點(diǎn)是能口行取物。早期，人們一般用齊種起重機(jī)和輸送機(jī)來(lái)完成裝卸工作。隨著裝卸作業(yè)量 的不斷增大，逐漸出現(xiàn)了能自行取物的裝卸機(jī)械。19世紀(jì)初，出現(xiàn)了單斗裝載 機(jī)。19世紀(jì)中葉出現(xiàn)了裝有履帶運(yùn)行裝置的無(wú)軌式裝卸機(jī)械。20世紀(jì)20年代出 現(xiàn)了翻車(chē)機(jī)和蟹耙式裝載機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)后，集裝箱運(yùn)輸?shù)玫桨l(fā)展，陸續(xù) 岀現(xiàn)了集裝箱運(yùn)載橋和集裝箱龍門(mén)起重機(jī)。起升車(chē)輛在裝卸工作屮起著fi益重 要的作用。盡管如此，在一些裝卸作業(yè)量不大的地方仍然使

6、用起重機(jī)或輸送機(jī)來(lái) 完成裝卸工作。從這一點(diǎn)上說(shuō)，要把裝卸機(jī)械與起重機(jī)、輸送機(jī)和搬運(yùn)車(chē)輛截 然分開(kāi)是很困難的。裝卸機(jī)械按裝卸的物料不同可分為散狀物料裝卸機(jī)械和成件物品裝卸機(jī)械。按結(jié)構(gòu)型式可分為i占i定式和運(yùn)行式兩類(lèi)，運(yùn)行式的乂分有軌式和無(wú)軌式兩種。裝卸系統(tǒng)分類(lèi)圖如圖11所示：圖1. 1裝卸系統(tǒng)分類(lèi)圖1. 3裝卸原則（1）盡量不進(jìn)行裝卸因?yàn)檠b卸作業(yè)本身并不產(chǎn)生價(jià)值。但是，如果進(jìn)行了不適當(dāng)?shù)难b卸作業(yè)，就 可能造成商品的破損，或使商品受到污染。因此，盡力排除無(wú)意義的作業(yè)，是理 所當(dāng)然的。盡量減少裝卸次數(shù)，以及盡可能地縮短搬運(yùn)距離等，所起的作用也是 很人的。因?yàn)檠b卸作業(yè)不僅耍花費(fèi)人力和物力，增加費(fèi)用，還

7、會(huì)使流通速度放慢。 如果多增加一次裝卸，費(fèi)用也就和應(yīng)地增加一次，同時(shí)還增加了商品污損、破壞、 丟失、消耗的機(jī)會(huì)。（2）裝卸的連續(xù)性是指兩處以上的裝卸作業(yè)要配合好。進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，為了不使連續(xù)的各種 作業(yè)中途停頓，而能協(xié)調(diào)地進(jìn)行，整理其作業(yè)流程是很必耍的。因此，進(jìn)行流 程分析，對(duì)商品的流動(dòng)進(jìn)行分析，使經(jīng)常和關(guān)的作業(yè)配合在一起，也是很必要 的。如把商品裝到汽車(chē)或鐵路貨車(chē)上，或把商品送往倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行保管時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮 合理取卸，或?qū)鐜?kù)的方便。所以某一次的裝卸作業(yè)，某一個(gè)製卸動(dòng)作，有必要考 慮下一步的裝卸而有計(jì)劃地進(jìn)行。要使一系列的裝卸作業(yè)順利地進(jìn)行，作業(yè)動(dòng)作 的順序、作業(yè)動(dòng)作的組合或裝卸機(jī)械的選擇及運(yùn)用是

8、很垂耍的。（3）減輕人力裝卸就是把人的體力勞動(dòng)改為機(jī)械化勞動(dòng)。在不得已的情況下，非依靠人力不 可時(shí)，盡可能不要讓搬運(yùn)距離太遠(yuǎn)。關(guān)于減輕人力裝卸問(wèn)題，主要是在減輕體力 勞動(dòng)、縮短勞動(dòng)時(shí)間、防止成本上升、勞動(dòng)安全衛(wèi)生等方面推進(jìn)省力化、自動(dòng)化。（4）提高搬運(yùn)靈活性物流過(guò)程中，常須將暫時(shí)存放的物品，再次搬運(yùn)。從便于經(jīng)常發(fā)生的搬運(yùn)作 業(yè)考慮，物品的堆放方法是很重要的，這種使于移動(dòng)的程度，被稱(chēng)之為搬運(yùn)靈 活性：衡量商品堆存形態(tài)的搬運(yùn)靈活性，用靈活性指數(shù)表示。一般將靈活性 指數(shù)分為五個(gè)等級(jí)，即：散堆于地面上為。級(jí)；裝入箱內(nèi)為1級(jí)；裝在貨盤(pán)或墊 板上為2級(jí)；裝在車(chē)臺(tái)上為3級(jí)；裝在輸送帶上為4級(jí)。（5）把商品整

9、理為一定單位就是把商品匯集成一定單位數(shù)量，然后再進(jìn)行裝卸，即可避免損壞、消耗、 丟失、又容易查點(diǎn)數(shù)量，而且最大的優(yōu)點(diǎn)在于使裝卸、搬運(yùn)的單位加大，使機(jī)械 裝卸成為可能，以及使裝卸、搬運(yùn)的靈活性好等。這種方式是把商品裝在托盤(pán)、 集裝箱和搬運(yùn)器具中原封不動(dòng)地裝卸、搬運(yùn)，進(jìn)行輸送、保管。（6）從物流整體的角度考慮在整個(gè)物流過(guò)程中，要從運(yùn)輸、儲(chǔ)存、保管、包裝與裝卸的關(guān)系來(lái)考慮。裝卸要適合運(yùn)輸、儲(chǔ)存保管的規(guī)模，即裝卸要起著支持并提高運(yùn)輸、儲(chǔ)存保管 能力、效率的作用，而不是起阻礙的作用。對(duì)于商品的包裝來(lái)說(shuō)也是一樣的，過(guò) 去是以裝卸為前提進(jìn)行的包裝，要運(yùn)進(jìn)許多不必要的包裝材料，現(xiàn)在采用集合 包裝，不僅可以減少

10、包裝材料，同時(shí)也省去了許多徒勞的運(yùn)輸。1. 4本章小結(jié)本章內(nèi)容明確了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，并且對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)的來(lái)歷和發(fā)展作了 相關(guān)概括，對(duì)裝卸機(jī)按不同方式進(jìn)行了分類(lèi)，對(duì)裝卸原則從多個(gè)層次進(jìn)行了簡(jiǎn)耍 分析，同時(shí)也是對(duì)z后的設(shè)計(jì)鋪墊了基石。第二章自動(dòng)裝卸機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1工作內(nèi)容與環(huán)境分析傳輸飲料使用的傳送帶將飲料排成5列傳輸，傳輸過(guò)來(lái)的飲料將由自動(dòng)裝卸 機(jī)整齊排放在薄鐵板上，薄鐵板由傳輸履帶傳送，為使下一流程運(yùn)輸?shù)姆奖悖瑧?yīng) 在薄鐵板下放置托盤(pán)，每個(gè)托盤(pán)上疊放5張薄鐵板，外部設(shè)備還應(yīng)配備傳感器計(jì) 數(shù)器等。所設(shè)計(jì)的自動(dòng)裝卸機(jī)抓瓶采用氣夾式，配有100個(gè)抓瓶器，以50個(gè)抓瓶器 排列成10x5固定為一個(gè)整體，

11、機(jī)器一次可夾持100瓶飲料，將100瓶飲料按 10x10排放于薄鐵板上，再在所放置后的100瓶飲料上蓋一張薄鐵板，然后繼 續(xù)放100瓶飲料在此薄鐵板上，總共疊放5層為機(jī)器的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，然后由傳 輸履帶運(yùn)走后再循環(huán)。工作環(huán)境圖如圖2.1所示：(b)工作環(huán)境平而俯視圖圖2. 1工作環(huán)境圖2. 2整體構(gòu)思根據(jù)工作環(huán)境圖，木文設(shè)計(jì)的口動(dòng)裝卸機(jī)安裝時(shí)將橫跨兩傳輸帶安裝，整體外形結(jié)構(gòu)呈方體，類(lèi)似如圖2. 2：圖2. 2裝卸機(jī)外形結(jié)構(gòu)自動(dòng)裝卸機(jī)系統(tǒng)主要功能單元包括有動(dòng)力單元，傳動(dòng)單元，執(zhí)行單元，控制 單元，檢測(cè)與反饋單元等。動(dòng)力單元：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)屯動(dòng)機(jī)額定功率為4. okw,參照機(jī)械設(shè)讓手冊(cè), 可選用

12、電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：yzr132m2-6。傳動(dòng)單元：機(jī)器主要傳動(dòng)以機(jī)械傳動(dòng)，其中包括齒輪傳動(dòng)，蝸桿蝸輪傳動(dòng)， 槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)等。機(jī)器附加傳動(dòng)有電氣傳動(dòng)。執(zhí)行單元：機(jī)器主要執(zhí)行工作分兩種，一是將傳動(dòng)帶輸入過(guò)來(lái)的瓶裝飲料排 放于另一傳輸履帶運(yùn)來(lái)的薄鐵板上，第二是將薄鐵板冇序疊放于已放好的飲料瓶 上。夾緊力主要由電氣裝置提供?？刂茊卧鹤詣?dòng)裝卸機(jī)控制由操作人員提前輸入機(jī)器執(zhí)行件運(yùn)動(dòng)程序，機(jī)器 cpu本身具有記憶功能，可自行按照給定的程序執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)步驟。檢測(cè)與反饋單元：機(jī)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的檢測(cè)與反饋主要由單片機(jī)以及各種傳感器 等元件，當(dāng)檢測(cè)到有問(wèn)題時(shí)，信息將自動(dòng)反饋給機(jī)器cpu,機(jī)器會(huì)及時(shí)發(fā)岀指令 解決問(wèn)題，當(dāng)

13、機(jī)器木身不能解決問(wèn)題吋候，會(huì)立即停機(jī)并發(fā)出警報(bào)，再由操作人 員來(lái)處理。2. 3總體尺寸設(shè)計(jì)測(cè)得飲料瓶直徑和高度分別約為：d=60mm, h=220mmo設(shè)薄鐵板厚度為3mm,形狀為正方形，邊長(zhǎng)為700mm。設(shè)相鄰兩薄鐵板距離 為 300mmo設(shè)飲料傳輸帶上表面距離地面1000mm,則傳輸帶上飲料瓶蓋處距離地面的 距離為1220mm o設(shè)薄鐵板傳輸履帶上表面距離地面300mm,托盤(pán)高度為150mm,則氣夾頭最 低位置距地面高度為300+150+3+220二673mm,氣夾頭最高位置距地面高度為673+ (220+3) x4=1529mmo為使產(chǎn)品實(shí)用范圍更廣，設(shè)計(jì)其氣夾頭最低位置距地面 500m

14、m,最高位置距地面1700mm設(shè)飲料傳輸帶寬度為350mm,薄鐵板傳輸履帶寬度為550mm,兩傳輸帶水平 距離為500mm,則氣夾頭橫向水平移動(dòng)距離為(350+550) /2+500=950mmo根據(jù)各個(gè)前提要求，初設(shè)裝卸機(jī)整體尺寸為:長(zhǎng)2200mm,寬2000mm,高 2100mmo 設(shè)備約重 2000kg。2. 4本章小結(jié)本章主要介紹了此設(shè)計(jì)的口動(dòng)裝卸機(jī)在飲料生產(chǎn)線(xiàn)中的工作環(huán)境分析，確定 了外部相關(guān)設(shè)備，以及苴空間結(jié)構(gòu)布局。本章述對(duì)裝卸機(jī)工作內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)要概 括，分析了裝卸機(jī)整體外形和主要功能單元，最后對(duì)裝卸機(jī)的總體結(jié)構(gòu)尺寸作了 計(jì)算和確定。第三章運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)分析3. 1飲料瓶搬運(yùn)飲料瓶的抓

15、取與搬運(yùn)工作由兩個(gè)可實(shí)現(xiàn)固定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手執(zhí)行，每個(gè)機(jī) 械手下面安裝一個(gè)集成板，集成板上整齊排列10x5共50個(gè)抓瓶器，以此實(shí)現(xiàn) 每次抓100個(gè)飲料瓶的設(shè)計(jì)。機(jī)械手分為水平方向運(yùn)動(dòng)和垂直方向運(yùn)動(dòng)兩種。3.1.1機(jī)械手水平方向運(yùn)動(dòng)分析(a)機(jī)械手水平位宣圖圖3.1機(jī)械手水平位置及運(yùn)動(dòng)圖如圖3.1 (a)所示，機(jī)械手每次執(zhí)行抓取任務(wù)，便從飲料傳輸帶上將100 瓶飲料移置薄鐵板上，圖中黑點(diǎn)位置為機(jī)械手旋轉(zhuǎn)中心位置，深線(xiàn)框?yàn)榘惭b抓瓶 器的集成板。機(jī)械手水平運(yùn)動(dòng)圖見(jiàn)圖3.1 (b),兩機(jī)械手初始位置為a、b兩點(diǎn), 兩機(jī)械手水平方向先同時(shí)向兩邊移動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再同時(shí)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn) 動(dòng)90°

16、; ,再并行向薄鐵板方向移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到指定位置后，再水平相對(duì)方向移 動(dòng)至a，、bz兩點(diǎn)，執(zhí)行完一次飲料搬運(yùn)后，兩機(jī)械手再沿原路返冋，旋轉(zhuǎn)位 置處依然沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)90°。機(jī)械手的平行移動(dòng)采用滑軌機(jī)構(gòu)，控制兩機(jī)械手的同向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用雙岡銷(xiāo) 槽輪機(jī)構(gòu)(圖3. 2所示)，當(dāng)主動(dòng)撥盤(pán)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)180。,從動(dòng)槽輪將順時(shí) 針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)90° o采用雙圓銷(xiāo)槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可使兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械手轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)候具有較高的同步性，并口運(yùn)動(dòng)傳輸簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊。3. 1.2機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)分析機(jī)械手在執(zhí)行抓瓶工作時(shí)，先將飲料瓶從飲料輸入傳送帶上提起，在機(jī)器運(yùn) 動(dòng)速度能滿(mǎn)足生產(chǎn)耍求的前提下，為了

17、使運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化，機(jī)械手每次將飲料提起后, 直接垂直上升到極限高度，再水平運(yùn)動(dòng)到薄鐵板上方，然后將飲料瓶放置在薄鐵 板上，完成其一次裝卸搬運(yùn)工作。當(dāng)這種運(yùn)動(dòng)方式不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求時(shí)，再采取 尋求更短路徑，從而來(lái)提高生產(chǎn)效率。機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)圖如圖3. 3所示：圖3. 3機(jī)械手垂直運(yùn)動(dòng)圖機(jī)械手垂直方向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用升降機(jī)構(gòu)，如圖3. 4所示:圖3. 4升降機(jī)構(gòu)機(jī)械手空間結(jié)構(gòu)布局如圖3. 5所示:圖3.5飲料搬運(yùn)機(jī)械手空間結(jié)構(gòu)布局圖3. 2薄鐵板搬運(yùn)薄鐵板的運(yùn)輸，與飲料運(yùn)輸一樣采用滑軌機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)完成水平與垂直的 運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3. 6：圖3. 6薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械乎空間結(jié)構(gòu)布局圖圖中設(shè)計(jì)有轉(zhuǎn)角

18、，目的是為了防止薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手與飲料搬運(yùn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng) 路徑有重合，由此設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)角，也可使機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)更簡(jiǎn)單。薄鐵板的抓取采用4個(gè)方形布置在機(jī)械手下方的氣動(dòng)真空吸盤(pán)完成。飲料搬運(yùn)機(jī)械手與薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手的垂直運(yùn)動(dòng)高度均由光電傳感器檢測(cè) 控制。3. 3本章小結(jié)木章主要對(duì)裝卸機(jī)主要執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了分析，對(duì)飲料搬運(yùn)機(jī)械手和 薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手分別從水平方向和垂直方向的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行了分析，并對(duì)各種 運(yùn)動(dòng)形式與路徑設(shè)計(jì)了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)換了相關(guān)的平而圖和空間 三維圖，方便更好理解機(jī)器執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)原理。第四章氣動(dòng)裝置設(shè)計(jì)41氣動(dòng)傳動(dòng)概述氣動(dòng)傳動(dòng)就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，帶動(dòng)機(jī)械完成伸縮或旋轉(zhuǎn)動(dòng)

19、作。因?yàn)槭?利用空氣具有壓縮性的特點(diǎn)，吸入空氣壓縮儲(chǔ)存，空氣便像彈簧一樣具有了彈力, 然后用控制元件控制其方向，帶動(dòng)執(zhí)行元件的旋轉(zhuǎn)與伸縮。從大氣中吸入多少空 氣就會(huì)排岀多少到大氣中，不會(huì)產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不會(huì)消耗污染空氣的任何 成分，另外氣體的粘性較液體要小，所以說(shuō)流動(dòng)速度快，所以說(shuō)主要特點(diǎn)便是節(jié) 能壞保。4. 2氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)（1）氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。壓力等級(jí)低、使用安全相對(duì)液 壓系統(tǒng)安全一些。（2）工作介質(zhì)是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢(qián)。排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán) 境，但電能消耗較大，能源轉(zhuǎn)換率很低，初期成木較低，但使用成木較高。（3）輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。

20、氣缸的動(dòng)作速度一般為50500mm/so 但運(yùn)行速度穩(wěn)定性不高。（4）可靠性不太高，使用壽命受氣源潔凈度和使用頻率的影響較大。（5）利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣?？啥虆奸g釋放能量，以 獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速響應(yīng)?？蓪?shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能 力。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有口保持能力。（6）全氣動(dòng)控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動(dòng)方式可 在高溫場(chǎng)合使用（通常為160°c以?xún)?nèi)）。4. 3氣動(dòng)抓瓶器設(shè)計(jì)在抓瓶機(jī)構(gòu)的整個(gè)抓瓶運(yùn)動(dòng)過(guò)程屮，抓瓶頭是通過(guò)充氣、放氣來(lái)實(shí)現(xiàn)抓瓶、 放瓶的，其外形圖與結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4. 1 （a）和圖4.1 （b）所示：(a)

21、抓瓶器外形圖(b)抓瓶器結(jié)構(gòu)圖圖4.1抓瓶器外形圖與結(jié)構(gòu)圖氣動(dòng)裝置通過(guò)向塑料層與硅橡膠層之間進(jìn)行充氣，使硅橡膠的變形進(jìn)入金屬 的鏤空部分，產(chǎn)生變形從而抓緊瓶子。抓瓶頭在抓瓶時(shí)必須保證不能使瓶了有跌落或沒(méi)有抓起來(lái)的情況出現(xiàn)，如發(fā) 生此類(lèi)情況，機(jī)器將立即發(fā)岀警報(bào)，通知操作和維修人員。為了保證裝卸機(jī)有較 高的裝卸速度，必須使抓瓶頭在短時(shí)間內(nèi)能夠抓緊瓶子而瓶子不會(huì)跌落，這就要 對(duì)抓瓶頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。抓瓶頭金屬鏤空部分的形狀、大小都與所需的氣壓有 關(guān)，i大i此系統(tǒng)應(yīng)配備較為先進(jìn)的氣壓監(jiān)測(cè)設(shè)備。4. 4真空吸盤(pán)設(shè)計(jì)真空吸盤(pán)又稱(chēng)真空吊具，真空吸盤(pán)是真空設(shè)備執(zhí)行器z，吸盤(pán)材料采用丁 席橡膠制造，具有較大的扯

22、斷力，因而廣泛應(yīng)用于各種 真空吸持設(shè)備上,如在建 筑、造紙工業(yè)及印刷、玻璃等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)吸持與搬送玻璃、紙張等薄而輕的物品 的任務(wù)。其結(jié)構(gòu)圖如圖4. 2所示：0 210 62圖4. 2真空吸盤(pán)結(jié)構(gòu)圖一般來(lái)說(shuō)，利用真空吸盤(pán)抓取制品是最廉價(jià)的一 種方法。真空吸盤(pán)品種多樣, 橡膠制成的吸盤(pán)可在高溫下進(jìn)行操作，由硅橡膠制成的吸盤(pán)非常適于抓住表面 粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盤(pán)則很耐用。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果要求吸 盤(pán)具有耐油性，則可以考慮使用聚氨酯、丁膳橡膠或含乙烯基的聚合物等材料 來(lái)制造吸盤(pán)。通常，為避免制品的表面被劃傷，最好選擇由丁席橡膠或硅橡膠制 成的帶有波紋管的吸盤(pán)。真空吸盤(pán)使用注意事項(xiàng)：在機(jī)

23、械手末端抓取裝置使用真空吸盤(pán)（不帶夾鉗）的情況下，需要注意的是, 機(jī)械手的移動(dòng)速度不能太高，否則會(huì)在吸盤(pán)上產(chǎn)生一個(gè)切力，使制品在快速扭轉(zhuǎn) 的過(guò)程中很容易掉下來(lái)。在有些情況下，可以使用一個(gè)夾鉗來(lái)保證制品的安全運(yùn) 送?？紤]到可能會(huì)出現(xiàn)制品粘附在模具上的情況，通?？梢园惭b一個(gè)氣鉗來(lái)解決 這一問(wèn)題。當(dāng)制品表面積太小或者制品太重而無(wú)法使用真空吸盤(pán)時(shí)，同樣可以通 過(guò)使用夾鉗來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。如果制品對(duì)外觀要求很?chē)?yán)格，那么被夾住的部位就不能是外表面。為解決這 一問(wèn)題，可以安裝一個(gè)傳感電路。在確認(rèn)夾鉗或者吸盤(pán)抓穩(wěn)了制品以后，傳感器 就會(huì)給機(jī)械手傳送一個(gè)信號(hào)，使其能進(jìn)行卞一步的操作。在機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)能力有 限、需要

24、人工扭一下或者翹一下才能使制品脫?；虬阎破泛湍┒俗ト⊙b置移岀成 型區(qū)的，情況下可以添置一個(gè)能夠獨(dú)自移動(dòng)末端抓取裝置而不依于機(jī)械手操作的 特殊汽缸，從而使這一問(wèn)題得到改善。4. 5本章小結(jié)本章主耍對(duì)氣動(dòng)裝置在生產(chǎn)屮的運(yùn)用進(jìn)行了簡(jiǎn)耍概括，以及對(duì)氣動(dòng)元件的特 點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明。本章還對(duì)自動(dòng)裝卸機(jī)的氣動(dòng)元件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包含飲料搬運(yùn)采用 的氣動(dòng)抓瓶器和薄鐵板搬運(yùn)所采用的真空吸盤(pán)，以及對(duì)它們作了相應(yīng)的詳細(xì)分析 說(shuō)明。第五章 控制及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5. 1 plc概述plc可編程序控制器其實(shí)就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用以取代傳統(tǒng)的中間繼電 器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等，并具有一切計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能?？谇皃lc已成 為工業(yè)控

25、制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，其應(yīng)用面兒乎覆蓋了整個(gè)工業(yè)金業(yè)，廣泛應(yīng)用于化工、 石油等企業(yè)的現(xiàn)代過(guò)程控制中。5. 2 plc主要優(yōu)點(diǎn)（1）具有高可靠性plc除采用優(yōu)質(zhì)器件等外，在駛件方面采用了較先進(jìn)的電源，用以防止曲屯 源冋路串入干擾。其內(nèi)部采用了電磁屏蔽，以防輻射干擾。而外部輸入/輸出電 路則一律采用光電隔離，加上常規(guī)濾波和數(shù)字濾波；軟件方面設(shè)置了警戒時(shí)鐘 wdt、自診斷等措施。因而使得plc的平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到30萬(wàn)小時(shí)，被稱(chēng)為“永 遠(yuǎn)不壞的控制器”，因而可靠性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)繼電一接觸器電氣 控制系統(tǒng)。頂針頂出 機(jī)構(gòu)是整個(gè)頂出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見(jiàn)的一種形式。頂針截面為圓形，容易達(dá)到 頂針與模板或型芯上頂針孔的配

26、合精度，頂針頂宙吋運(yùn)動(dòng)阻力小，頂出動(dòng)作靈活 可靠。（2）靈活性高、擴(kuò)展性好、通用性強(qiáng)它采用程序使得硬件軟件化，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，只需改變程序即可，因 而通用性強(qiáng)。而11現(xiàn)場(chǎng)接口容易，設(shè)計(jì)周期短。（3）功能強(qiáng)plc具有口診斷、監(jiān)控和各種報(bào)警功能既可完成過(guò)程控制，乂可進(jìn)行閉環(huán)冋 路的調(diào)節(jié)控制，適用范圍廣。5. 3 plc的硬件結(jié)構(gòu)及工作原理plc采用的是典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括cpu、ram、rom和輸入輸出接口 電路等。其內(nèi)部采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。如果把plc看作一個(gè)系 統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量一plc-輸出變量組成，外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、 傳感器檢測(cè)信號(hào)等均作為plc的輸

27、入變量，它們經(jīng)plc外部輸入端子輸入到內(nèi)部 寄存器屮，經(jīng)plc內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算、處理后送到輸出端子，作為plc的輸出變量，對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行控制。plc的一般內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖5. 1所 示。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)具有定位、導(dǎo)向和承載的作用，能保證注射模的準(zhǔn)確開(kāi)合模。plc基本單元輸入端口電源cpu總線(xiàn)存儲(chǔ)器編程器1 寫(xiě)入器_ 打印機(jī)-人機(jī)界面- 上位計(jì)算機(jī)-plc輸岀端口擴(kuò)展單元圖5.1 plc邏輯硬件結(jié)構(gòu)框圖5. 3. 1 plc控制系統(tǒng)組成（1）輸入部分：如按鈕開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等，直接與plc輸入端子相連接， 用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào)，這些信號(hào)一般來(lái)口操作臺(tái)上的人工指令。（2）控制部分:反復(fù)執(zhí)行

28、根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際控制要求所編制的處理程序, 并產(chǎn)生各種輸出號(hào)。（3）輸出部分:如接觸器、電磁閥等,它們與plc輸出端子相連接,用以控 制被控對(duì)象的動(dòng)作。5. 3. 2 plc的工作過(guò)程（1）輸入處理:plc以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶(hù)處理程序，在執(zhí)行程序前首先 按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)（輸入信號(hào)）讀入輸入映象寄存器中， 然后開(kāi)始執(zhí)行用戶(hù)處理程序。在執(zhí)行過(guò)程中，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映象 寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個(gè)打描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀 態(tài)。（2）程序控制:在程序執(zhí)行階段，plc順序掃描用戶(hù)程序，每執(zhí)行一條程序 所需要的信息都從輸入映象寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀

29、出并參與計(jì)算，然后將 執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入有關(guān)輸出映彖寄存器中。（3）輸出處理:當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳 送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成plc的實(shí)際輸出并rti輸出端子送出。隨著微屯子技 術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器（plc）以微處理器為核心，適用于開(kāi)關(guān)量、模擬量 和數(shù)字量的控制，已進(jìn)入過(guò)程控制和位置控制等領(lǐng)域，成為一種多功能、高可靠 性、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。5. 4控制系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程5. 4. 1控制系統(tǒng)構(gòu)成生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)裝卸機(jī)plc控制系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖5. 2所示：圖5. 2 plc控制系統(tǒng)構(gòu)成圖5. 4. 2控制系統(tǒng)工作流程（1）按下啟動(dòng)按鈕后，飲料傳送帶運(yùn)行，直

30、到光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到飲料瓶就位, 傳送帶才停止。（2）當(dāng)飲料傳送帶停止后，機(jī)械手下降。下降到位后機(jī)械手氣動(dòng)裝置開(kāi)啟, 夾緊飲料瓶，2s后開(kāi)始上升，上升到位后兩機(jī)械手沿滑軌分離一定距離，然后 槽輪機(jī)構(gòu)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180。,兩機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)90° ,在沿滑軌移動(dòng)至薄鐵板上 方，兩機(jī)械手合攏，再下降到位機(jī)械手松開(kāi)，將飲料瓶放進(jìn)傳輸履帶上的薄鐵板 上，2s后機(jī)械手上升，再按原路返回。機(jī)器每完成一次搬運(yùn)回到初始位置后， 薄鐵板搬運(yùn)吸盤(pán)將執(zhí)行一次薄鐵板搬運(yùn)任務(wù)。整個(gè)系統(tǒng)以五次搬運(yùn)為一個(gè)周期， 用plc作計(jì)數(shù)控制。（3）完成一次搬運(yùn)周期后，傳輸履帶開(kāi)始運(yùn)行，當(dāng)檢測(cè)到下一薄鐵板就位 后，傳輸履帶停止。（4

31、）上述過(guò)程周而復(fù)始的進(jìn)行，宜到按下停止按鈕，兩傳輸帶同時(shí)停止。（5）當(dāng)按下手動(dòng)選擇按鈕后，系統(tǒng)停止上述的自動(dòng)控制運(yùn)行，而可以手動(dòng) 進(jìn)行控制兩傳輸帶的運(yùn)行，以便于調(diào)試和維修。5. 5 plc的選擇根據(jù)自動(dòng)裝卸機(jī)系統(tǒng)的控制耍求，系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制功能。為了 避免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警器。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程如2（1）i/o點(diǎn)數(shù)估算系統(tǒng)輸入信號(hào)：自動(dòng)控制按鈕，需要1個(gè)輸入端；手動(dòng)控制按鈕，需耍1個(gè)輸入端；停止按鈕，需要1個(gè)輸入端；手動(dòng)控制時(shí)，傳送帶a和傳送帶b獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制按鈕需要2個(gè)輸入端；飲料數(shù)量檢測(cè)信號(hào)sq1和薄恢板位置檢測(cè)信號(hào)sq2,需耍2個(gè)輸入端；飲料搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，

32、前后移動(dòng)，相對(duì)左右移動(dòng)，夾緊放松，控制槽 輪旋轉(zhuǎn)，需耍9個(gè)輸入端；薄鐵板搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，左右移動(dòng)，吸盤(pán)吸緊與放松，需要6個(gè)輸入 端；故障報(bào)警消音按鈕，需耍1個(gè)輸入端。以上共需23個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)。系統(tǒng)輸出信號(hào)：飲料搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，前后移動(dòng)，和對(duì)左右移動(dòng)，夾緊放松，控制槽 輪旋轉(zhuǎn)，需要6個(gè)輸入端；薄恢板搬運(yùn)機(jī)械手的上升下降，左右移動(dòng)，吸盤(pán)吸緊與放松，需要4個(gè)輸入 端傳送帶a和傳送帶b,需用2個(gè)控制輸出端；系統(tǒng)上電指示和手動(dòng)指示、裝卸指示需要3個(gè)輸出端；一個(gè)報(bào)警器，需要1個(gè)輸岀端。以上共需16個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。(2) pc型號(hào)的選擇i大i為本系統(tǒng)是對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的應(yīng)用系統(tǒng)，而口對(duì)控制速度要求

33、不高，所 以可選用西門(mén)子s7-200系列的cpu226型可編程控制器plc作為控制核心，該單 元為40點(diǎn)i/o, 24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，所以滿(mǎn)足系統(tǒng)輸入、輸出點(diǎn)需要。 西門(mén)子s7-200系列cpu224型plc的特點(diǎn):高速計(jì)數(shù)器能方便的測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)的加工件。擴(kuò)展能力增強(qiáng),最大到12ch的模擬量。帶高速掃描和高速中斷的高速處理?？煞奖愕呐c酋門(mén)了的可編程序終端(pt)和連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化 界面。a/d、d/a精度大幅度提高，分辨率為l/6000o可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。通訊功能增強(qiáng)，提供內(nèi)置rs232c端口及rs485的適配器。圖5. 3西門(mén)子s7-200系列cpu226型可編程

34、控制器s7-200雖然體積小，但是提供了許多功能。具有強(qiáng)大的模擬量擴(kuò)展功能， 能夠帶3塊模擬量輸入輸出模塊；能夠連接觸摸屏；提供新的適配器，把外設(shè)口 轉(zhuǎn)成rs485 口。為小型的緊湊型設(shè)備提供人機(jī)界面(hmi)和高精度的測(cè)量方法。 采用s7-200將在很小的空間內(nèi)獲得許多先進(jìn)的功能。小機(jī)殼內(nèi)會(huì)聚了先進(jìn)的功 能和優(yōu)異的表現(xiàn)。為輕工行業(yè)、醫(yī)療制冷行業(yè)，傳送設(shè)備和緊湊型的制造商提供 史優(yōu)越的性能和史高的附加值。西門(mén)了小型系列plc具有優(yōu)異的性能價(jià)格比，所組成的控制系統(tǒng)具有如下技術(shù)特點(diǎn)：穩(wěn)定的性能西門(mén)子系列plc外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊，西門(mén)子公司長(zhǎng)期積累的生產(chǎn) 控制經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)保證了其可靠穩(wěn)定的性能

35、，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下 仍然能止常運(yùn)行。更經(jīng)過(guò)高低溫的考驗(yàn)，使得該plc可以適用在特殊的場(chǎng)合。通訊功能增強(qiáng)提供內(nèi)置的rs232c端口和rs422端口。西門(mén)子完全開(kāi)放的通 訊協(xié)議可以方便的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，用戶(hù)可以隨心所欲自己定制開(kāi)發(fā)通 訊監(jiān)控系統(tǒng)。高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過(guò)程精確無(wú)誤。很強(qiáng)的擴(kuò)充能力模擬量可以增加到12路；系統(tǒng)支持devicenet協(xié)議，具有 強(qiáng)大的擴(kuò)充能力，通過(guò)遠(yuǎn)程端子，可以擴(kuò)充到256點(diǎn)，方便組成集散控制系統(tǒng)。（3）plc系統(tǒng)輸入/輸出接線(xiàn)圖系統(tǒng)輸入/輸出接線(xiàn)圖如圖5. 4所示：220v啟笏停止自魴手魴上眾左飛右跟傳送帶鳥(niǎo)輪人 傳送帶emi

36、人手動(dòng)上升手笏下降手動(dòng)左移手動(dòng)右務(wù)手動(dòng)刻f手動(dòng)赦松10.010.512.112.2iq.110.210.310.411.011.711.111.211.311.411.511.6cpu22sqo.oq0.1q0.sq0.2q0.4q0.5q0.600.7q1.0kmkmkm-n-n o-nkblrjolr-i km=kmcjqkm.o-o-ru1凍庖上升下降 左移 右移 夫緊與松弄 傳送帶a籀出 傳送貶b新出 指示燈ii-nl°p匚fu21m2mm dcl+ 24 v圖5. 4系統(tǒng)輸入/輸出接線(xiàn)圖5. 6傳感器的選擇近年來(lái)，隨著生產(chǎn)口動(dòng)化程度的提高，光電傳感器的功能不斷完善，現(xiàn)已成

37、為與plc相配套的系列產(chǎn)品，廣泛用于自動(dòng)包裝、打膠、罐裝、以及自動(dòng)裝配流 水線(xiàn)。針對(duì)本文設(shè)計(jì)要求，我們可采用光電開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)飲料計(jì)數(shù)和薄鐵板到位檢測(cè)。 這類(lèi)光電傳感器利用光電元件受光照或無(wú)光照時(shí)“有” “無(wú)”屯信號(hào)輸出的特性 將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開(kāi)關(guān)信號(hào)。為此，要求光電元件靈敏度高，而對(duì)光照 特性的線(xiàn)性要求不高。這類(lèi)傳感器主要應(yīng)用于零件或產(chǎn)品的口動(dòng)記數(shù)、光控開(kāi)關(guān)、 電子計(jì)算機(jī)的光電輸入設(shè)備、光電編碼器以及光電報(bào)警裝置等方面。光電開(kāi)關(guān)可分為兩類(lèi)：透射型和反射型兩種。透射型光電開(kāi)關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成并相對(duì)放置。發(fā)射器發(fā)射的 紅外線(xiàn)直接照射到接收器上，當(dāng)有物品通過(guò)時(shí)，將紅外線(xiàn)光源切斷遮扌專(zhuān)

38、住了，接 收器收不到紅外光，于是就發(fā)岀一個(gè)信號(hào)。可用于產(chǎn)品計(jì)數(shù)。反射型光電開(kāi)關(guān)的接收部分和發(fā)射部分合做在一起，利用物體對(duì)發(fā)射部分發(fā) 射出的紅外線(xiàn)反射冋去，由接收部分接收，從而判斷是否有物體存在。當(dāng)有物體 通過(guò)，接收器接收不到紅外光，于是就發(fā)出一個(gè)信號(hào)。可用于空箱是否到位檢測(cè)。 當(dāng)采用接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等兩線(xiàn)式傳感器時(shí)，由于傳感器的漏電流較大，可 能岀現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)而導(dǎo)致plc的誤動(dòng)作，此時(shí)可在plc輸入端并聯(lián)旁路電 阻r,當(dāng)漏電流不足1ma時(shí)可以不考慮其影響。該系統(tǒng)選擇反射式光電傳感器型號(hào)為pm2-lf10,其性能參數(shù)如表5. 1所示。表5. 1 pm2-lf10反射式光電傳感器的性能參數(shù)性

39、能參數(shù)檢測(cè)距離2. 58mm （中心:5mm）白色無(wú)光澤紙（15 x 15mm）最小檢測(cè)物體4）0. 05mm銅線(xiàn)（設(shè)定距離:5mm）應(yīng)差使用白色無(wú)光澤紙（15x 15mm）工作距離的20%以下重復(fù)精度（垂直于檢測(cè)軸）0. 08mm 以 b*電源電壓524v dc±10% 脈動(dòng) p-p5%以下消耗電流平均 25ma以下 峰值 80ma以下輸出npn開(kāi)路集電極晶體管最大流入電流100ma外加電壓 30v dc以下（輸出和0v z間）剩余電壓 iv以下（流入電流為100ma時(shí)）0. 4v以下（流入電流為16ma時(shí)）短路保護(hù)裝備反應(yīng)時(shí)間0. 8ms 以 b5. 7接觸器的選擇接觸器是一種用

40、來(lái)接通或斷開(kāi)帶負(fù)載的交直流主電路或大容量控制電路的 口動(dòng)化切換器，主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。通用接觸器可大致分以下兩類(lèi)。（1）交流接觸器主要有電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。常用的是cj1、0cj12、cj12b 等系列。（2）直流接觸器一般用于控制直流電器設(shè)備，線(xiàn)圈屮通以直流電，直流接觸器的動(dòng)作原理和 結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。接觸器的選型有諸多因素外與負(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流 為額定電流的3-5倍。所以接觸器的額定電流為:4tn=36ao綜上所述，木系統(tǒng)選用cj10-40接觸器，額定電流為40a,額定電壓為380vo5.8熱繼電器的選擇熱繼電器由兩部分組成.每一部分安裝

41、的位置不同。一部分是主觸點(diǎn),接在電 動(dòng)機(jī)與接觸器km z間。另一部分是接在控制電路中，與接觸器km的線(xiàn)圈電路相 出聯(lián)。熱繼電器在控制線(xiàn)路小起過(guò)載保護(hù)的功能。熱繼電器是釆用雙金屬熱元件, 動(dòng)作機(jī)構(gòu),常閉觸頭和常開(kāi)觸頭，復(fù)位按鈕及整定電流調(diào)節(jié)旋鈕等構(gòu)成。根據(jù)雙金 屬熱元件的數(shù)目可分為兩極和三極型熱器，而三極型又分帶斷相保護(hù)和不帶斷相 保護(hù)兩種。電動(dòng)機(jī)的額定電流15a, fr1可以選用jr16,熱元件電流為20a,電流整定范圍 為14-22a i作時(shí)將額定電流調(diào)整為15ao5.9開(kāi)關(guān)電器、熔斷器的選擇行程開(kāi)關(guān)是一種由物體的位移來(lái)決定電路通斷的開(kāi)關(guān)，選用型號(hào)為lxk2-131 型。熔斷器選用rl1-1

42、5型熔點(diǎn)器，熔體的額定電流為30ao5. 10本章小結(jié)本章對(duì)口動(dòng)裝卸機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)plc的組成、功能、特點(diǎn)以及其 工作過(guò)程進(jìn)行了概述，并對(duì)本設(shè)計(jì)屮所需要的plc進(jìn)行了選擇和對(duì)其的詳細(xì)介 紹。然后設(shè)計(jì)了裝卸機(jī)詳細(xì)的工作流程。最后在對(duì)傳感器，接觸器，熱繼電器， 開(kāi)關(guān)電器和熔斷器作了相應(yīng)介紹與選擇。第六章軟件設(shè)計(jì)6. 1系統(tǒng)i/o點(diǎn)分配根據(jù)上一章所分析的裝卸機(jī)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與控制要求，定制系統(tǒng)i/o點(diǎn)的分配如表6. 1所示：表6. 1系統(tǒng)i/o分配表輸入輸岀啟動(dòng)10.0系統(tǒng)指示燈q1.0停止t0. 5傳送帶a輸出q0. 6光電開(kāi)關(guān)ps1輸入10.6傳送帶b輸出q0. 7光電開(kāi)關(guān)ps2輸入10.7

43、原點(diǎn)q0.0動(dòng)12. 1上升q0. 1于動(dòng)12.2下降q0. 2傳送帶a手動(dòng)輸入11.0左移q0. 3傳送帶b手動(dòng)輸入11.7右移q0.4手動(dòng)上升11. 1夾緊與松開(kāi)q0. 5手動(dòng)下降11.2手動(dòng)指示燈q1. 1手動(dòng)左移11.3手動(dòng)右移11.4手動(dòng)夾緊11.5手動(dòng)松開(kāi)11.6上限10. 1下限10.2左限10.3右限10.46.2 plc梯形圖根據(jù)i/o分配表，編制口動(dòng)和手動(dòng)系統(tǒng)梯形圖分別如圖6. 1和圖6. 2所示:q0. 7ih311210.210.4q0.1q0.4q0.3q0210.3ii.110.1q0.2q0.3q0.4q° 丄10.410.1q0.411.410.110

44、.4q0.311.0qo.b10.6qo.611.7qq.710.7qo.7q0.1q0.2圖6. 2手動(dòng)控制系統(tǒng)梯形圖q0.2q°3qo.i q°h6. 2程序調(diào)試與結(jié)果在計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行cx-prograrmner編程軟件，打開(kāi)裝卸機(jī)控制程序。斷電情 況下連接好pc/pp1電纜，按照i/o分配表，用實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)將plc主機(jī)模塊輸 入、輸出接口與實(shí)驗(yàn)板接口一一對(duì)應(yīng)連接，并將plc主機(jī)模塊的電源端與實(shí)驗(yàn)?zāi)?塊的電源端相連接。下載程序文件到plc,監(jiān)控后運(yùn)行，使plc進(jìn)入運(yùn)行方式。1、按下自動(dòng)控制按鈕10.0后，系統(tǒng)指示燈q1.0亮；同時(shí)傳送帶b啟動(dòng) 運(yùn)行（q0.7指示燈亮）。2、當(dāng)sq2薄鐵板到位檢測(cè)信號(hào)到（10. 6按鈕輸入），傳送帶b停止運(yùn)行（q0. 7 指示燈滅）。同時(shí)傳送帶a啟動(dòng)運(yùn)行（q0.6指示燈亮）。3、當(dāng)sq1送入5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)（m20. 0按鈕5次輸入）及累計(jì)數(shù)量達(dá)5個(gè) 時(shí)，傳送帶b啟動(dòng)運(yùn)行（q0.7指示燈亮）。4、當(dāng)sq2到位信號(hào)到（10.7按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。5、當(dāng)按下手動(dòng)控制按鈕12.2時(shí)，系統(tǒng)立刻進(jìn)入手動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)指示 燈q1.1亮，系統(tǒng)指示燈仍亮。當(dāng)按下傳送帶b或傳送帶a的手動(dòng)控制按鈕ii. 0 和ii. 7時(shí),傳送帶b或傳送帶a啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)按下機(jī)械手上升手動(dòng)控制按鈕ii