現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、 . . . 現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐裝配單元 題 目 物流模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院 延 陵 學(xué) 院 班 級(jí) 08電Y3 姓 名 鋼 學(xué) 號(hào) 08125410 指導(dǎo)教師 史建平 設(shè)計(jì)時(shí)間 2012.2.20-2012.3.2 任務(wù)書二級(jí)學(xué)院：電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)：電氣工程與其自動(dòng)化 班級(jí)：學(xué)生鋼指導(dǎo)老師史建平職稱老師課題名稱現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐課 題 工 作 容一、.根據(jù)指導(dǎo)書的要求完成所選模塊電氣原理圖的測(cè)繪與設(shè)計(jì)：a) 主回路電路圖b) PLC的接線圖c) 模塊中各類電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路圖d) 閥門的控制電路圖二、根據(jù)測(cè)繪與設(shè)計(jì)給出PLC輸入輸出分配表。三、編制模塊的PLC梯形圖，

2、并連機(jī)調(diào)試。四、撰寫報(bào)告書。五、考核（注：現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，每個(gè)學(xué)生根據(jù)任務(wù)分配，選擇其中一個(gè)模塊，在二周完成上述容。四個(gè)模塊的名稱如下，請(qǐng)?jiān)谒x模塊的方框打。）1裝配單元 2緩沖單元 3堆垛單元 4倉(cāng)儲(chǔ)單元 指標(biāo)（目標(biāo)）要求1、 設(shè)計(jì)的控制程序能達(dá)到控制要求并上機(jī)調(diào)試通過(guò)。2、圖紙符合規(guī)。進(jìn)程安排第1天：布置任務(wù)，熟悉課題與系統(tǒng)。第23天：電氣原理與測(cè)繪設(shè)計(jì)。第4天：繪制各類電氣原理圖 。第57天：PLC梯形圖的設(shè)計(jì)。第89天：調(diào)試。第10天：撰寫報(bào)告、考核。主要參考文獻(xiàn)可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)建興 機(jī)械工業(yè)電氣控制與可編程控制技術(shù)史國(guó)生 化學(xué)工業(yè)可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)俊秀

3、化工工業(yè)地點(diǎn)1秋白樓2、實(shí)驗(yàn)室起止日期目錄任務(wù)書2前言5系統(tǒng)的工作原理51、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)52、系統(tǒng)工作過(guò)程63、裝配單元的控制過(guò)程74、機(jī)械手的控制要求7硬件設(shè)計(jì)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖135、模擬物流系統(tǒng)總設(shè)備清單14軟件設(shè)計(jì)141、設(shè)計(jì)思想142、流程圖15調(diào)試151、裝配單元操作面板說(shuō)明16感想16附錄17前言物流系統(tǒng)技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分，從其廣義涵分析可以看出它已經(jīng)從以前簡(jiǎn)單的物流搬運(yùn)發(fā)展到今天的集機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理學(xué)和自動(dòng)化控制技術(shù)等于一身的綜合技術(shù)?？删幊坛绦蚩刂破鳎≒rogrammable Cont

4、roller），1969年在美國(guó)DEC公司出現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，現(xiàn)在已成為一種應(yīng)用廣泛的新一代工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它采用大規(guī)模集成電路、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展成果，逐步形成具有多種優(yōu)點(diǎn)和微型、小型、中型、大型等各種規(guī)格的PC系列產(chǎn)品，應(yīng)用于從繼電器控制系統(tǒng)到監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的許多控制領(lǐng)域。專業(yè)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐是電氣工程與其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的實(shí)踐課。實(shí)踐中的主要目的是使我們學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、提高電氣測(cè)量與景致方面的設(shè)計(jì)、實(shí)踐能力。通過(guò)JSP2000現(xiàn)代物流模擬系統(tǒng)提供的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)的教學(xué)培訓(xùn)平臺(tái)，主要訓(xùn)練和學(xué)習(xí)PLC技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技、機(jī)械結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)安裝調(diào)試技術(shù)、

5、電器技術(shù)基本技能與故障檢測(cè)技能與系統(tǒng)日常維護(hù)技術(shù)。使學(xué)生在分析、測(cè)繪、設(shè)計(jì)、調(diào)試等方面得到進(jìn)一步的提高系統(tǒng)的工作原理1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1） 裝配單元裝配單元主要由可編程控制器，井式供料機(jī)，傳送帶，轉(zhuǎn)盤輸送帶，氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)，步進(jìn)電機(jī)控制的機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)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(jī)，斗式緩沖庫(kù)，氣動(dòng)裝料，移貨裝置，貨物檢測(cè)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(jī)，鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)等組成。4） 倉(cāng)儲(chǔ)單元倉(cāng)儲(chǔ)單元主要是由可編程控制單元和單元貨格式倉(cāng)庫(kù)組成。單元貨格式倉(cāng)庫(kù)由高層貨架、具有位置控制的巷道起重機(jī)、接收貨物載貨臺(tái)等組成。巷道起重機(jī)由運(yùn)行機(jī)構(gòu)、

6、起升機(jī)構(gòu)、貨物托盤機(jī)構(gòu)組成。2、系統(tǒng)工作過(guò)程1）裝配單元裝配單元首先通過(guò)井式供料機(jī)進(jìn)行方料的供給，由轉(zhuǎn)盤輸送帶將未進(jìn)行裝配的方料輸送至裝配位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)裝配位置后由氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)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(yùn)位置，最后由步進(jìn)電機(jī)控制的機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)將貨物搬運(yùn)到緩沖單元。井式供料機(jī)轉(zhuǎn)盤輸送帶氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)傳送機(jī)構(gòu)（帶式）緩沖單元2） 緩沖單元裝配單元首先由裝配單元進(jìn)行貨物的供給，由帶式傳送機(jī)將貨物輸送到A/B庫(kù)進(jìn)料處，再由氣動(dòng)裝料裝置將貨物移進(jìn)斗式緩沖庫(kù)。當(dāng)堆垛單元需要貨物時(shí)，移貨裝置將貨物移至出料傳送帶，并通過(guò)出料傳送帶將貨物送到堆垛單元。斗式緩沖庫(kù)的A庫(kù)和B庫(kù)可

7、以通過(guò)面板上的按鈕進(jìn)行預(yù)選。裝配單元傳送帶（進(jìn)庫(kù)）A庫(kù)進(jìn)料斗式緩沖庫(kù)AA庫(kù)出料傳送帶（出料）B庫(kù)出料斗式緩沖庫(kù)BB庫(kù)進(jìn)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(jī)輸送到堆垛位置，當(dāng)堆垛位置的貨物達(dá)到指定數(shù)量時(shí)進(jìn)行貨物的堆垛，再由鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)等裝置將貨物輸送到倉(cāng)儲(chǔ)單元進(jìn)行貨物的倉(cāng)儲(chǔ)。緩沖單元傳送帶（帶式）自動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件暫存處送料架貨車貨物堆垛處鏈?zhǔn)絺魉蛶斜P進(jìn)料機(jī)構(gòu)垂直輸送機(jī)構(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)單元4）倉(cāng)儲(chǔ)單元倉(cāng)儲(chǔ)單元主要完成貨物的自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)。貨物由堆垛單元輸送到接收貨物載貨臺(tái)后，巷道起重機(jī)起動(dòng)，并將貨物搬運(yùn)、存儲(chǔ)在高層貨架上。堆垛單元接收貨物載貨臺(tái)貨物托盤機(jī)構(gòu)高層貨架3、裝配單元的控制過(guò)程

8、1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)共有裝配、緩沖、堆垛和倉(cāng)儲(chǔ)四個(gè)單元組成，各單元根據(jù)其動(dòng)作要求完成相應(yīng)的動(dòng)作。我們小組本次專業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)單元。裝配單元主要由可編程控制器，井式供料機(jī)，傳送帶，轉(zhuǎn)盤輸送帶，氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)，步進(jìn)電機(jī)控制的機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)等組成。將原料裝配通過(guò)起動(dòng)機(jī)后，落入傳送帶，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下，運(yùn)料過(guò)程中，若原料推積，則通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)將溢出的的原料夾出，才能是傳送帶上暢通無(wú)阻，正常運(yùn)行。4、機(jī)械手的控制要求下面對(duì)機(jī)械手的各個(gè)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(cè)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(dāng)單向電控氣閥得電，手爪夾緊磁性傳感器有信號(hào)輸出，指示燈亮，單向電控氣閥斷電，手爪松開。4、旋轉(zhuǎn)氣缸：機(jī)械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制。5、接近傳感器：機(jī)械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號(hào)輸出。6、雙桿氣缸：機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測(cè)氣缸伸出或縮回位置。7、緩沖器： 旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位時(shí)，起緩沖減速作用。機(jī)械手的工作過(guò)程硬件設(shè)計(jì)1、裝配單元的控制框圖井式供料機(jī)轉(zhuǎn)盤輸送帶氣動(dòng)機(jī)械手裝配機(jī)傳送機(jī)構(gòu)（帶式）緩沖單元2、I/O地址輸入分配表序號(hào)I/O編號(hào)代號(hào)功能類別1X000KR1方料檢測(cè)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(cè)傳感器5X004KR5圓料提升檢測(cè)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(diǎn)傳感器11X012KR11吸盤起始位置傳感器12X013KR12裝配信號(hào)傳感器13X014KR13方料進(jìn)料傳感器14X015KR14轉(zhuǎn)臺(tái)180°到位傳感器15X016KR15機(jī)械手上位傳感器16X017KR16機(jī)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(cè)傳感

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

12、動(dòng)按鈕按鈕36X043KM2緩存部分報(bào)警繼電器37X044KM3緩存部分準(zhǔn)備好繼電器38X045KR28機(jī)械臂前位傳感器39X046KR29機(jī)械臂后位傳感器輸出分配表序號(hào)I/O代號(hào)功能類別1Y010KM7手抓夾緊繼電器2Y011KM8方料送進(jìn)繼電器3Y012KM9圓料送進(jìn)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(zhuǎn)90°繼電器8Y017KM14機(jī)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(zhǔn)備好繼電器12Y023KM18裝配報(bào)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(zhuǎn)指示燈17Y030H5搬運(yùn)指示燈18Y031H6裝配啟動(dòng) 指示燈19Y032H7裝配保持 指示燈20Y033H8裝配復(fù)位指示燈21Y034KM19機(jī)械臂90°0°繼電器3、PLC外部接線圖4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖5、模擬物流系統(tǒng)總設(shè)備清單序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)則數(shù)量備注 1可編程控制器實(shí)訓(xùn)裝置FX-2N1 2實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線3號(hào)若干3SC-09通訊電纜1三菱 4計(jì)算機(jī)1自備5步進(jìn)電機(jī)KINCO-2S56Q 96步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器KINCO-2S56Q97可編程控制器FX2N-128MR8PL

14、CFX2N-20GM/B19傳感器LJ8A3-2-Z/BX810機(jī)械臂111氣缸CHELIC312接近開關(guān)LJ8A3-2-Z/BX2013直流電機(jī)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(jī)KINCO-23S31421空氣開關(guān)DZ47-60822行程開關(guān)JLXK1-311軟件設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)思想總體上的思路是通過(guò)PLC控制整個(gè)系統(tǒng)，繼電器觸發(fā)動(dòng)作，氣缸控制機(jī)械手，電機(jī)控制升降和收縮。動(dòng)作都由PLC程序控制。2、流程圖調(diào)試1、裝配單元操作面板說(shuō)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(dòng)操作區(qū)域（AUTO）RESET：復(fù)位按鈕；START：自動(dòng)運(yùn)行開始；HOLD：進(jìn)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(dòng)（AUTO）或手動(dòng)（JOG）。裝配單元手動(dòng)操作區(qū)域（JOG START）如果該區(qū)域的某個(gè)按鈕燈以60Hz的頻率閃爍，說(shuō)明該按鈕對(duì)應(yīng)的操作故障，或條件未滿足；如果該區(qū)域的某個(gè)按鈕燈長(zhǎng)亮，說(shuō)明該按鈕對(duì)應(yīng)的操作正在運(yùn)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(dòng)機(jī)械臂完成裝配的一步動(dòng)作（裝配過(guò)程共6步動(dòng)作）；回轉(zhuǎn)：轉(zhuǎn)盤輸送運(yùn)行（旋轉(zhuǎn)180°后停止），傳送帶同時(shí)啟動(dòng)；搬運(yùn)：每按一下機(jī)械手完成搬運(yùn)的一步動(dòng)作（搬運(yùn)過(guò)程共10步動(dòng)作）；傳送帶：傳送帶的起停。感想通過(guò)本次科研實(shí)踐，我們將所學(xué)的所有理論知識(shí)都很好的運(yùn)用到了實(shí)際的工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了很多問題，通過(guò)查資料問老師，都一一得到解答，使得我們的課程設(shè)計(jì)順利進(jìn)行下去，真正做到了學(xué)以致用。設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用到很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了的知識(shí)是絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的