現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設計與實踐

1、 . . . 現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設計與實踐裝配單元 題 目 物流模擬系統(tǒng)設計 二級學院 延 陵 學 院 班 級 08電Y3 姓 名 鋼 學 號 08125410 指導教師 史建平 設計時間 2012.2.20-2012.3.2 任務書二級學院：電子信息與電氣工程學院 專業(yè)：電氣工程與其自動化 班級：學生鋼指導老師史建平職稱老師課題名稱現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設計與實踐課 題 工 作 容一、.根據指導書的要求完成所選模塊電氣原理圖的測繪與設計：a) 主回路電路圖b) PLC的接線圖c) 模塊中各類電機的驅動電路圖d) 閥門的控制電路圖二、根據測繪與設計給出PLC輸入輸出分配表。三、編制模塊的PLC梯形圖，

2、并連機調試。四、撰寫報告書。五、考核（注：現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)分為四個模塊，每個學生根據任務分配，選擇其中一個模塊，在二周完成上述容。四個模塊的名稱如下，請在所選模塊的方框打。）1裝配單元 2緩沖單元 3堆垛單元 4倉儲單元 指標（目標）要求1、 設計的控制程序能達到控制要求并上機調試通過。2、圖紙符合規(guī)。進程安排第1天：布置任務，熟悉課題與系統(tǒng)。第23天：電氣原理與測繪設計。第4天：繪制各類電氣原理圖 。第57天：PLC梯形圖的設計。第89天：調試。第10天：撰寫報告、考核。主要參考文獻可編程序控制器應用技術建興 機械工業(yè)電氣控制與可編程控制技術史國生 化學工業(yè)可編程控制器應用技術實訓指導俊秀

3、化工工業(yè)地點1秋白樓2、實驗室起止日期目錄任務書2前言5系統(tǒng)的工作原理51、系統(tǒng)結構52、系統(tǒng)工作過程63、裝配單元的控制過程74、機械手的控制要求7硬件設計81、裝配單元的控制框圖82、I/O地址83、PLC外部接線圖114、步進電機驅動電路圖135、模擬物流系統(tǒng)總設備清單14軟件設計141、設計思想142、流程圖15調試151、裝配單元操作面板說明16感想16附錄17前言物流系統(tǒng)技術是先進制造技術中的重要組成部分，從其廣義涵分析可以看出它已經從以前簡單的物流搬運發(fā)展到今天的集機械設計、計算機科學、管理學和自動化控制技術等于一身的綜合技術。可編程程序控制器（Programmable Cont

4、roller），1969年在美國DEC公司出現(xiàn)以來，經過20多年的發(fā)展，現(xiàn)在已成為一種應用廣泛的新一代工業(yè)自動控制裝置。它采用大規(guī)模集成電路、微型計算機技術和通信技術的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點和微型、小型、中型、大型等各種規(guī)格的PC系列產品，應用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計算機之間的許多控制領域。專業(yè)綜合設計與實踐是電氣工程與其自動化專業(yè)的一門重要的實踐課。實踐中的主要目的是使我們學習、訓練、提高電氣測量與景致方面的設計、實踐能力。通過JSP2000現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)提供的綜合應用設計的教學培訓平臺，主要訓練和學習PLC技術、傳感器檢測技術、氣動技術、電機驅動技、機械結構與系統(tǒng)安裝調試技術、

5、電器技術基本技能與故障檢測技能與系統(tǒng)日常維護技術。使學生在分析、測繪、設計、調試等方面得到進一步的提高系統(tǒng)的工作原理1、系統(tǒng)結構1） 裝配單元裝配單元主要由可編程控制器，井式供料機，傳送帶，轉盤輸送帶，氣動機械手裝配機，步進電機控制的機械手搬運機等組成。2） 緩沖單元緩沖單元主要由可編程控制單元，帶式傳送機，斗式緩沖庫，氣動裝料，移貨裝置，貨物檢測傳感器等組成。3） 堆垛單元堆垛單元主要由可編程控制單元，帶式傳送機，鏈式傳送機等組成。4） 倉儲單元倉儲單元主要是由可編程控制單元和單元貨格式倉庫組成。單元貨格式倉庫由高層貨架、具有位置控制的巷道起重機、接收貨物載貨臺等組成。巷道起重機由運行機構、

6、起升機構、貨物托盤機構組成。2、系統(tǒng)工作過程1）裝配單元裝配單元首先通過井式供料機進行方料的供給，由轉盤輸送帶將未進行裝配的方料輸送至裝配位置，當到達裝配位置后由氣動機械手裝配機完成圓料的裝配，裝配完成后由傳送帶將裝配完成的貨物輸送至搬運位置，最后由步進電機控制的機械手搬運機將貨物搬運到緩沖單元。井式供料機轉盤輸送帶氣動機械手裝配機傳送機構（帶式）緩沖單元2） 緩沖單元裝配單元首先由裝配單元進行貨物的供給，由帶式傳送機將貨物輸送到A/B庫進料處，再由氣動裝料裝置將貨物移進斗式緩沖庫。當堆垛單元需要貨物時，移貨裝置將貨物移至出料傳送帶，并通過出料傳送帶將貨物送到堆垛單元。斗式緩沖庫的A庫和B庫可

7、以通過面板上的按鈕進行預選。裝配單元傳送帶（進庫）A庫進料斗式緩沖庫AA庫出料傳送帶（出料）B庫出料斗式緩沖庫BB庫進料堆垛單元3） 堆垛單元堆垛單元主要完成貨物的堆垛。貨物由帶式傳送機輸送到堆垛位置，當堆垛位置的貨物達到指定數量時進行貨物的堆垛，再由鏈式傳送機等裝置將貨物輸送到倉儲單元進行貨物的倉儲。緩沖單元傳送帶（帶式）自動翻轉工件暫存處送料架貨車貨物堆垛處鏈式傳送帶托盤進料機構垂直輸送機構倉儲單元4）倉儲單元倉儲單元主要完成貨物的自動倉儲。貨物由堆垛單元輸送到接收貨物載貨臺后，巷道起重機起動，并將貨物搬運、存儲在高層貨架上。堆垛單元接收貨物載貨臺貨物托盤機構高層貨架3、裝配單元的控制過程

8、1、系統(tǒng)結構本系統(tǒng)共有裝配、緩沖、堆垛和倉儲四個單元組成，各單元根據其動作要求完成相應的動作。我們小組本次專業(yè)設計主要是針對倉儲單元。裝配單元主要由可編程控制器，井式供料機，傳送帶，轉盤輸送帶，氣動機械手裝配機，步進電機控制的機械手搬運機等組成。將原料裝配通過起動機后，落入傳送帶，在步進電動機的轉動下，運料過程中，若原料推積，則通過步進電動機、氣動機械手裝配機將溢出的的原料夾出，才能是傳送帶上暢通無阻，正常運行。4、機械手的控制要求下面對機械手的各個部分的作用介紹：1、手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出或縮回可任意定位。2、磁性傳感器：檢測手爪提升氣缸處于伸出或縮回位置。3、

9、手爪: 抓取物料由單向電控氣閥控制，當單向電控氣閥得電，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指示燈亮，單向電控氣閥斷電，手爪松開。4、旋轉氣缸：機械手臂的正反轉，由雙向電控氣閥控制。5、接近傳感器：機械手臂正轉和反轉到位后，接近傳感器信號輸出。6、雙桿氣缸：機械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。7、緩沖器： 旋轉氣缸高速正轉和反轉到位時，起緩沖減速作用。機械手的工作過程硬件設計1、裝配單元的控制框圖井式供料機轉盤輸送帶氣動機械手裝配機傳送機構（帶式）緩沖單元2、I/O地址輸入分配表序號I/O編號代號功能類別1X000KR1方料檢測傳感器2X001K

10、R2方料前位傳感器3X002KR3方料后位傳感器4X003KR4圓料檢測傳感器5X004KR5圓料提升檢測傳感器6X005KR6圓料前位傳感器7X006KR7圓料后位傳感器8X007KR8吸盤上位傳感器9X010KR9吸盤下位傳感器10X011KR10吸盤裝配點傳感器11X012KR11吸盤起始位置傳感器12X013KR12裝配信號傳感器13X014KR13方料進料傳感器14X015KR14轉臺180°到位傳感器15X016KR15機械手上位傳感器16X017KR16機械手下位傳感器17X020KR17手抓夾緊傳感器18X021KR18手抓松開傳感器19X022KR19取料位檢測傳感

11、器20X023KR20手抓0°傳感器21X024KR21手抓90°傳感器22X025KR22機械臂0°傳感器23X026KR23機械臂90°傳感器24X027KM1系統(tǒng)上電繼電器25X030P1氣壓到位氣壓開關26X031SB1方料START按鈕27X032SB2圓料START按鈕28X033SB3裝配START按鈕29X034SB4回轉START按鈕30X035SB5機械臂START按鈕31X036SB6裝配啟動按鈕按鈕32X037SB7裝配保持按鈕按鈕33X040SB8裝配復位按鈕按鈕34X041SB9裝配模式選擇旋鈕旋鈕35X042SB10傳送帶啟

12、動按鈕按鈕36X043KM2緩存部分報警繼電器37X044KM3緩存部分準備好繼電器38X045KR28機械臂前位傳感器39X046KR29機械臂后位傳感器輸出分配表序號I/O代號功能類別1Y010KM7手抓夾緊繼電器2Y011KM8方料送進繼電器3Y012KM9圓料送進繼電器4Y013KM10吸盤向下繼電器5Y014KM11吸盤向前繼電器6Y015KM12吸盤向后繼電器7Y016KM13手抓轉90°繼電器8Y017KM14機械臂0-90°繼電器9Y020KM15手抓松開繼電器10Y021KM16吸盤吸合繼電器11Y022KM17裝配準備好繼電器12Y023KM18裝配報警

13、繼電器13Y024H1方料指示燈14Y025H2圓料指示燈15Y026H3裝配指示燈16Y027H4回轉指示燈17Y030H5搬運指示燈18Y031H6裝配啟動 指示燈19Y032H7裝配保持 指示燈20Y033H8裝配復位指示燈21Y034KM19機械臂90°0°繼電器3、PLC外部接線圖4、步進電機驅動電路圖5、模擬物流系統(tǒng)總設備清單序號名稱型號與規(guī)則數量備注 1可編程控制器實訓裝置FX-2N1 2實訓導線3號若干3SC-09通訊電纜1三菱 4計算機1自備5步進電機KINCO-2S56Q 96步進電機驅動器KINCO-2S56Q97可編程控制器FX2N-128MR8PL

14、CFX2N-20GM/B19傳感器LJ8A3-2-Z/BX810機械臂111氣缸CHELIC312接近開關LJ8A3-2-Z/BX2013直流電機36ZY02914接觸器CJX1-915繼電器JZX-22FD/4Z(58A16熔斷器17按鈕若干18電氣控制原理圖319通訊編程電纜SC-092三菱20伺服電機KINCO-23S31421空氣開關DZ47-60822行程開關JLXK1-311軟件設計1、設計思想總體上的思路是通過PLC控制整個系統(tǒng)，繼電器觸發(fā)動作，氣缸控制機械手，電機控制升降和收縮。動作都由PLC程序控制。2、流程圖調試1、裝配單元操作面板說明圖1裝配單元電源控制區(qū)域（POWER）

15、OFF：急停按鈕，可切斷裝配單元電源；ON：裝配單元上電。裝配單元自動操作區(qū)域（AUTO）RESET：復位按鈕；START：自動運行開始；HOLD：進給保持。裝配單元功能選擇旋鈕（MODE） 功能選擇旋鈕可選擇自動（AUTO）或手動（JOG）。裝配單元手動操作區(qū)域（JOG START）如果該區(qū)域的某個按鈕燈以60Hz的頻率閃爍，說明該按鈕對應的操作故障，或條件未滿足；如果該區(qū)域的某個按鈕燈長亮，說明該按鈕對應的操作正在運行中。（以下單元一樣）方料：方料到位；圓料：圓料到位；裝配：每按一下氣動機械臂完成裝配的一步動作（裝配過程共6步動作）；回轉：轉盤輸送運行（旋轉180°后停止），傳送帶同時啟動；搬運：每按一下機械手完成搬運的一步動作（搬運過程共10步動作）；傳送帶：傳送帶的起停。感想通過本次科研實踐，我們將所學的所有理論知識都很好的運用到了實際的工程設計當中，在具體的設計過程中，遇到了很多問題，通過查資料問老師，都一一得到解答，使得我們的課程設計順利進行下去，真正做到了學以致用。設計過程中運用到很多的知識，因此如何將知識系統(tǒng)化就成了關鍵。如本設計中用到了的知識是絕大多數的基礎理論和設計方案，因此在設計過程中側重了知識系統(tǒng)化能力的