機械手物料分揀課程設(shè)計--機械手傳送帶物料分揀畢業(yè)設(shè)計

1、.目錄1、課題內(nèi)容簡介 32、實訓(xùn)器材 33、整機工作原理 44、整機工作流程 5 5、課題控制要求 55.1、初始狀態(tài) 6 5.2、啟動 6 5.3、送料. 6 5.4、機械手搬送工件 6 5.5、工件分揀 6 5.6、設(shè)備停止 6 6、工件分揀的意外情況處理 7 7、進行工件傳送分揀的皮帶輸送機. 7 7.1、物料分揀傳送機構(gòu) . 7 7.2、機械手搬運機構(gòu) 8 7.3、皮帶傳送機的拖動 9 8、三菱變頻器 .10 8.1 、變頻器參數(shù)設(shè)定值 10 8.2、變頻器參數(shù)設(shè)置方法 12 8.3 變頻器操作122 9、I/O分配表 11 10、I/O分配圖 12 11、PLC控制原理圖 13 1

2、2、端子接線布置圖45 13、氣路圖12 12、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 14 13、梯形圖 15 13.1、梯形圖截圖 32 13.2、梯形圖見設(shè)計說明紙 33 14、結(jié)束語 34 15、參考文獻 35前 言 作為自動化專業(yè)的學(xué)生，PLC是我們最基礎(chǔ)的專業(yè)課。眾所周知，PLC自從問世以來就在自動控制各個行業(yè)發(fā)揮著難以取代的核心控制作用。PLC運行可靠，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，PLC和工控機（IPC）相比，其運行可靠、可擴展性好、便于電氣連接、控制更專業(yè)，但是工控機良好的人機界面，方便高級語言都是PLC所不能比擬的。組態(tài)軟件在很多場合應(yīng)用于控制，可整個控制的中心往往還是PLC，組態(tài)軟件（上位機）所起的控制

3、作用很小。人機界面一般用于簡單的動作控制，工藝參數(shù)的編制，配方的設(shè)定等等，雖然在概念上屬于控制范疇，但它并未真正起到核心控制作用，因為真正長期的自動運行控制是由PLC完成。我們不經(jīng)常使用工控機作為核心控制部分的原因有兩點：第一，工控機不適于在很惡略的環(huán)境下運行；第二，工控機經(jīng)常采用的Windows系統(tǒng)并不能夠讓人放心，其長期運行效果并不好。盡管PLC、IPC在自動化控制中扮演不同角色，在許多運行連續(xù)時間較短，環(huán)境相對比較好的地方，人們還是希望使用IPC進行核心控制。使用IPC進行核心控制有很多種實現(xiàn)方式，當(dāng)然其中最為簡單的辦法就是使用組態(tài)軟件。在工廠和企業(yè)里面PLC一直是實現(xiàn)自動化的有效方式，

4、而且目前國內(nèi)真正懂得PLC的人才太少，希望針對本次實訓(xùn)對我們自動化的人大有裨益！一. 課題內(nèi)容簡介 本次畢業(yè)設(shè)計項目亞龍YL-235A型光機電一體化設(shè)計主要包含了機電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機驅(qū)動、機械傳動、氣動、觸摸屏控制、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項技術(shù)，為我們提供了一個典型的綜合設(shè)計環(huán)境，使學(xué)生對過去學(xué)過的諸多單科的專業(yè)和基礎(chǔ)知識，在這里能得到全面的認識與鞏固、綜合的訓(xùn)練和實際運用。亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)考核裝置既包含了機電一體化專業(yè)所涉及的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和基本的機電技能要求，也體現(xiàn)了當(dāng)前先進技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。同時為我們提供了一個典型的、可進行綜合訓(xùn)

5、練的工程環(huán)境，為我們構(gòu)建了一個可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng)造力的實踐平臺如圖1-1三菱PLC主機、變頻器：圖1-1三菱PLC主機、變頻器二實訓(xùn)器材u 實訓(xùn)控制臺一臺（電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器模塊、警示燈）u 電工常用工具一套u 計算機一臺u 連接導(dǎo)線若干u 機械手模擬顯示模塊一塊u 傳送帶和物料槽、變頻器、電機電源模塊：三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）、熔斷器。單相電源插座用于模塊電源連接和給外部設(shè)備提供電源，模塊之間電源連接采用安全導(dǎo)線方式連接。按鈕模塊：提供了多種不同功能的按鈕和指示燈（DC24V），急停按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、蜂鳴器。所有接口采用安全插連接。內(nèi)置開關(guān)電源（24V/6A一

6、組，12V/2A一組，）為外部設(shè)備工作提供電源。PLC模塊：采用西門子S7-200CN系列數(shù)字量輸出模塊EM222 輸出，所有接口采用安全插連接。變頻器模塊：三菱E540-0.75KW 控制傳送帶電機轉(zhuǎn)動，所有接口采用安全插連接。警示燈：共有綠色和紅色兩種顏色。引出線五根，其中并在一起的兩根粗線是電源線（紅線接“+24” ，黑紅雙色線接“GND” ），其余三根是信號控制線（棕色線為控制信號公共端，如果將控制信號線中的紅色線和棕色線接通，則紅燈閃爍，將控制信號線中的綠色線和棕色線接通，則綠燈閃爍）。三整機工作原理在觸摸屏上按啟動按扭后，裝置進行復(fù)位過程，當(dāng)裝置復(fù)位到位后，由PLC啟動送料電機驅(qū)動

7、放料盤旋轉(zhuǎn)，物料由送料盤滑到物料檢測位置，物料檢測光電傳感器檢測；如果送料電機運行若干秒鐘后，物料檢測光電傳感器仍未檢測到物料，則說明送料機構(gòu)已經(jīng)無物料或故障，這時要停機并報警；當(dāng)物料檢測光電傳感器檢測到有物料，將給PLC發(fā)出信號,由PLC驅(qū)動機械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂縮回，手臂向右旋轉(zhuǎn)到右限位，手臂伸出，手爪下降，將物料放到傳送帶上，落料口的物料檢測傳感器檢測到物料后啟動傳送帶輸送物料，同時機械手按原來位置返回，進行下一個流程；傳感器則根據(jù)物料的材料特性、顏色等特性進行辨別，分別由PLC控制相應(yīng)電磁閥使氣缸動作，對物料進行分揀。四、整機工作流程五.課題控制要求 工件分揀設(shè)備能自

8、動完成金屬工件、黑色塑料工件與白色塑料工件的傳送、分揀與包裝任務(wù)。1. 初始狀態(tài)通電后，紅色警示燈閃亮，提示工件分揀設(shè)備送電。此時，設(shè)備的相關(guān)部件應(yīng)為初始狀態(tài)。相關(guān)部件的初始狀態(tài)為：供料盤的撥桿停止轉(zhuǎn)動。機械手停止在左限止位置，氣爪松開，手臂氣缸和懸臂氣缸活塞桿縮回。傳送帶停止運行，分揀氣缸A、B、C的活塞桿全部縮回復(fù)位。急停按鈕處于復(fù)位位置（常開觸點斷開、常閉觸點閉合）。2啟動在設(shè)備相關(guān)部件為初始狀態(tài)的情況下，才能按下啟動按鈕SB5使設(shè)備進入運行，紅色警示燈滅，綠色警示燈閃亮。3. 送料 按下啟動按鈕SB5后，若物料盤上的出口傳感器檢測無物料，則送料電動機開啟，驅(qū)動物料盤旋轉(zhuǎn)送料，當(dāng)出料口傳

9、感器檢測到物料后停止送料；如果送料電動機運行20秒后，出料口傳感器仍沒檢測到物料，則停止送料，紅色警示燈閃亮，報警器報警，直到按下復(fù)位按鈕才停止報警，并重新開始。4.機械手搬送工件當(dāng)出料口傳感器檢測到物料且機械手和各氣缸活塞桿的位置正確時，按下啟動按鈕，機械手開始搬物加工。機械手懸臂伸出下降夾緊物料，夾緊1秒后上升縮回右轉(zhuǎn)伸出下降放物，延時1秒后上升縮回左轉(zhuǎn)至左側(cè)極限位置停止，等待傳送帶上的工件分揀完成后再進行下一次搬物。5. 工件的分揀通過皮帶輸送機位置的進料口到達傳送帶上的工件，按下面的方式分揀：進料口放入工件后，傳送帶啟動。放入傳送帶上金屬、白色塑料或黑色塑料中每種工件的第一個，由位置的

10、氣缸A推入出料斜槽D；每種工件第二個由位置的氣缸B推入出料斜槽E；每種工件第二個以后的則由位置的氣缸C推入出料斜槽F。每次將工件推入斜槽，氣缸活塞桿縮回后，機械手再進行搬運下一個工件。推料時，傳送帶要先停止。當(dāng)出料斜槽D和E中各有1個金屬、白色塑料和黑色塑料工件時，設(shè)備停止運行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮，報警器報警2秒，等待下一輪的工作。 6. 設(shè)備的停止需要停止工作，按下停止按鈕SB6。按下停止按鈕SB6時，所有正在工作的部件，應(yīng)完成當(dāng)前工件分揀成功后，設(shè)備才能停止運行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮。再次啟動時，設(shè)備繼續(xù)運行。六.工件分揀設(shè)備的意外情況處理機械手在夾持工件時可能會出現(xiàn)意外

11、，請對這種情況作出下述處理與保護：由于位置的機械手取件平臺的工件相互擠壓，使機械手氣爪夾持不到工件就提升。發(fā)生此種情況時，機械手應(yīng)立刻回到初始狀態(tài)并停止，同時蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲。當(dāng)出現(xiàn)這種情況，蜂鳴器發(fā)出鳴叫后，工作人員應(yīng)按下急停按鈕QS使設(shè)備停止運行。QS按下后，蜂鳴器停止發(fā)聲。當(dāng)故障排除后，作人員將QS復(fù)位，設(shè)備將在停止時保持的狀態(tài)上繼續(xù)運行。七.進行工件傳送分揀的皮帶輸送機 7.1物料分揀傳送機構(gòu)在傳送帶支架上的位置、分別安裝光電傳感器或接近式開關(guān)。在位置、分別安裝工件推送氣缸A、B、C，各氣缸有對應(yīng)的出料斜槽D、E、F，各氣缸也裝有檢測活塞桿位置的磁性開關(guān)。1磁性開關(guān)D-C73 2傳送分

12、揀機構(gòu) 3落料口傳感器 4落料口 5料槽 6電感式傳感器 7光纖傳感器 8過濾調(diào)壓閥 9節(jié)流閥 10三相異步電機 11光纖放大器 12推料氣缸圖5-1 工件分揀設(shè)備元件、器件名稱及位置落料口傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個輸入信號。落料孔：物料落料位置定位。料槽：放置物料。電感式傳感器：檢測金屬材料，檢測距離為35mm。光纖傳感器：用于檢測不同顏色的物料，可通過調(diào)節(jié)光纖放大器來區(qū)分不同顏色的靈敏度。三相異步電機：驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，由變頻器控制。推料氣缸：將物料推入料槽，由電控氣閥控制。7.2機械手搬運機構(gòu)1旋轉(zhuǎn)氣缸 2非標(biāo)螺絲 3氣動手爪 4手爪磁性開關(guān)Y59BLS 5提升氣缸

13、6磁性開關(guān)D-C73 7節(jié)流閥 8伸縮氣缸 9磁性開關(guān)D-Z73 10左右限位傳感器 11緩沖閥 12安裝支架整個搬運機構(gòu)能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制。磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。檢測氣缸伸出和縮回是否到位，為此在前點和后點上各一個，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個信號；（在應(yīng)用過程中棕色接PLC主機輸入端，藍色接輸入的公共端）手爪: 抓取和松開物料由雙電控氣閥控制，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指示燈亮，在控制過程中不允許兩個線圈同時得電。旋轉(zhuǎn)氣缸：機械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙電控氣閥控制。接近傳感器：機械手臂

14、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號輸出。（在應(yīng)用過程中 棕色線接直流24V電源“+”、藍色線接直流24V電源“-”、黑色線接PLC主機的輸入端）伸縮氣缸：機械手臂伸出、縮回，由電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。緩沖器： 旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，起緩沖減速作用7.3皮帶傳送機的托動皮帶輸送機由帶減速箱的三相交流電動機拖動，交流電動機轉(zhuǎn)速由變頻器控制，運行頻率設(shè)定為正轉(zhuǎn)30Hz，反轉(zhuǎn)20Hz,加、減速時間等于1s。八.變頻器參數(shù)設(shè)置 8.1變頻器參數(shù)設(shè)定值序號參數(shù)號設(shè)置值說明1P0010302P09701恢復(fù)出廠值3P00033參數(shù)訪問級別4P00040參數(shù)過濾器5P

15、00101快速調(diào)試6P010007P0304380電動機的額定電壓8P03050.18電動機的額定電流9P03070.03電動機的額定功率10P031050電動機的額定頻率11P03111395電動機的額定速度12P07002選擇命令源13P10001選擇頻率設(shè)定值14P10800電動機最小頻率15P108250.00電動機最大頻率16P11202斜坡上升時間17P11212斜坡下降時間18P39001結(jié)束快速調(diào)試P00033P104010HZP00032參數(shù)訪問級別P00047參數(shù)過濾器P07001選擇命令源P070117固定頻率設(shè)定值P070217固定頻率設(shè)定值P070317固定頻率設(shè)定值

16、P000410參數(shù)過濾器P10003固定頻率P1001X頻率1P1002X頻率2P1004X頻率38.2參數(shù)設(shè)置方法 8.3變頻器操作 8.4變頻器操作面板說明八. I/O分配表輸 入 地 址輸 出 地 址序號地址備注序號地址備注1I0.0啟動1Q0.0驅(qū)動轉(zhuǎn)盤電機2I0.1停止2Q0.1驅(qū)動手爪放松3I0.2氣動手爪傳感器3 Q0.2驅(qū)動手爪夾緊4I0.3旋轉(zhuǎn)左限位傳感器4 Q0.3驅(qū)動手臂左轉(zhuǎn)5I0.4旋轉(zhuǎn)右限位傳感器5Q0.4驅(qū)動手臂右轉(zhuǎn)6I0.5氣動手臂伸出傳感器6Q0.5驅(qū)動手臂伸出7I0.6氣動手臂縮回傳感器7 Q0.6驅(qū)動手臂縮回8I0.7手爪提升限位傳感器8Q0.7驅(qū)動手抓上升

17、9I1.0手爪下降限位傳感器9 Q1.0驅(qū)動手抓下降10I1.1物料檢測傳感器10Q1.1驅(qū)動推料一伸出11I1.2推料一伸出限位傳感器11 Q1.2驅(qū)動推料二伸出12I1.3推料一縮回限位傳感器12Q1.3驅(qū)動推料三伸出13I1.4推料二伸出限位傳感器13Q1.4驅(qū)動蜂鳴報警14I1.5推料二縮回限位傳感器14Q1.5驅(qū)動變頻器五端子15I1.6推料三伸出限位傳感器15Q1.6 驅(qū)動變頻器六端子16I1.7推料三縮回限位傳感器16Q1.7驅(qū)動變頻器七端子17I2.0啟動推料一傳感器17Q2.0驅(qū)動綠色指示燈18I2.1啟動推料二傳感器18Q2.1驅(qū)動紅色指示燈19I2.2啟動推料三傳感器 2

18、0 I2.3傳送帶入料檢測光電傳感器12. PLC控制原理圖分配12、端子接線布置圖13、氣路圖十三.梯形圖 13.1梯形圖截圖1.主部分部分梯形圖2.復(fù)位部分程序截圖3.機械手部分程序截圖4.機械手動作不分程序截圖5.物料分揀部分程序截圖設(shè)計心得電一體化實訓(xùn)結(jié)束了，每個實訓(xùn)結(jié)束的時候都會寫這個，本次也是相同項目的第二個實訓(xùn)結(jié)束，心情反而有些沉重起來，我們知道的太少了，在編程的時候大多的知識不能連貫起來靈活的運用，就好像上次的期末上機考試，在充分的準(zhǔn)備下，老師考了卻是最基本的，可問題就出現(xiàn)在這里了，最基本的倒不會了，在PLC編程中其實我們學(xué)的最多的是步進指令，老師也有意的讓我們?nèi)ナ褂眠@一指令，雖然PLC的指令有很多，在本次實訓(xùn)中，同學(xué)們用到的也都是步進指令，所以這是我們鎖必須學(xué)會的，門門了解不如一門精通，在設(shè)計中一直有幾個問題：1、 步進指令中運用主控控制怎么才能讓每次啟動的時候能一直循環(huán)下去，在我們這一小組，剛開始運用的也是主控，但是到后來發(fā)現(xiàn)每次啟動的時候，都必須手動強制使S20得電，這樣顯然是不行的，本人比較喜歡