基于PLC的自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廣州大學(xué)松田學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目基于PLC的自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)二O—三年六月畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān).作者簽名:20年月日畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本畢業(yè)論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)畢業(yè)論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)論文的復(fù)印件和電子版，允許畢業(yè)論文被查閱和借閱.本人授權(quán)優(yōu)秀畢業(yè)論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文.本畢業(yè)論文屬于1、保密囗，在10年解密后適用本授權(quán)書(shū)2、不保密囗。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“y”作者簽名：20年月日導(dǎo)師簽名：20年月日基于PLC的自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要:現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng),生產(chǎn)出小批量、多品種、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性,可編程序控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)。其一，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送。因?yàn)樗艽蟠蟮馗纳乒と说膭趧?dòng)條件，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐.因此，受到各先進(jìn)單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用，尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。關(guān)鍵詞：機(jī)械手，可編程控制器,自動(dòng)化控制，大小球辨識(shí)DesignofautomaticrecognitionsystembasedonPLCAbstract：Themodernsocietyrequiresthemanufacturingindustrytomakerapidresponsetothemarketdemand,productionofsmallbatch，variety,lowcostandhighqualityproducts,inordertomeettheserequirements，reliabilityandflexibilityofthecontrolsystemofproductionequipmentandautomaticproductionlinemusthavehigh，programmablecontrolleristoconformtotherequirementsoftheitisanewtypeofindustrialcontroldevices,microprocessorbased，hasbecomeoneofthemainpillarsofmodernindustrialautomation。Thepositiveroleofmanipulatorarebecomingincreasinglyrecognized.First,itcanpartiallyreplacehumanlaborandcanmeettherequirementsofproductionprocess,followcertainprocedures,timeandlocationtocompletethetransferofworkpiece。Becauseitcangreatlyimprovetheworkingconditionsofworkers，acceleratetherealizationofindustrialproductionmechanizationandautomation.Therefore,advancedunitsarevaluedandputalotofmanpowerandmaterialresourcestostudyandapplication，especiallyinhightemperature，highpressure,dust，noise，usedmorewidely。Itiswidelyusedinmachinerymanufacturing,metallurgy，electronics，lightindustryandatomicenergyandotherdepartments.Keywords：Mechanicalhand,programmablecontroller，automaticcontrol，sizeballidentification目錄TOC\o"1-5"\h\z緒論61。1研究背景和意義61。1。1PLC與機(jī)械手市場(chǎng)背景61。1。2本課題的研究意義61。2PLC可編程控制器概述71。2.1PLC的發(fā)展：.71。2。2PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成.71。3PLC國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀91.3.1國(guó)際pic市場(chǎng)91。3.2中國(guó)pic市場(chǎng)9PLC系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)10按鈕和位置開(kāi)關(guān)的選擇102.1。1按鈕的選擇原則102。1.2位置開(kāi)關(guān)的選擇10時(shí)間繼電器、接觸器的選擇102。2。1時(shí)間繼電器的選擇102。2。2接觸器的選擇11電動(dòng)機(jī)的選擇11機(jī)械手夾子的選用11自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案12整體運(yùn)作原理12控制要求13自動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析133。4機(jī)械手操作面板14系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154。1I/O口點(diǎn)分配及I/O口設(shè)備154.1.1I/O口分配154。1.2I/O口設(shè)備16自動(dòng)模式流程圖174。3步進(jìn)梯形圖18程序調(diào)試235.1手動(dòng)模式程序調(diào)試235。2自動(dòng)模式模擬說(shuō)明23軟件編程24參考文獻(xiàn)：28致謝291。1研究背景和意義1.1。1PLC與機(jī)械手市場(chǎng)背景PLC是一種專門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì).工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備.工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。1。1。2本課題的研究意義機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件。機(jī)械手在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色，它可以搬運(yùn)貨物、分選物品、代替人的繁重勞動(dòng)。隨著工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械化進(jìn)程的加速，自動(dòng)控制正在逐步取代傳統(tǒng)的人工控制，在改善工作人員工作環(huán)境的同時(shí)也使生產(chǎn)效率大大的提高,能夠最大限度地滿足被控對(duì)象和生產(chǎn)過(guò)程的控制要求。因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手分選大小球的自動(dòng)控制。論文主要對(duì)PLC可編程控制器的概述、特征、大小球分選自動(dòng)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體闡明,并通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)大小球分選系統(tǒng)的控制?設(shè)計(jì)中采用日本三菱公司具有高性價(jià)比的微型可編程控制器FX2系列PLC,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分選大小球的控制系統(tǒng).系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC）多方面的設(shè)計(jì)知識(shí)和方法，精確的實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手從圓點(diǎn)下降、抓取、上升、右行、下降、釋放、上升、左行還原等一系列的動(dòng)作，完成一整套。1.2PLC可編程控制器概述1。2。1PLC的發(fā)展：80年代后,隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC得到了飛速發(fā)展,在概念、設(shè)計(jì)、性能價(jià)格比等方面有了重大突破.它以功能齊全、穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化控制中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著IEC6113—1的推廣和工控技術(shù)對(duì)開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的要求，使得PC有可能替代傳統(tǒng)PLC,成為新型的PLC—軟PLC。軟PLC（SoftPLC）是基于IPC或EPC的開(kāi)放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點(diǎn)，利用軟件技術(shù)可將標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過(guò)程控制器。軟PLC綜合了計(jì)算機(jī)和PLC的開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值處理、通信網(wǎng)絡(luò)等功能，通過(guò)一個(gè)多任務(wù)控制內(nèi)核，提供了強(qiáng)大的指令集、快速而準(zhǔn)確的掃描周期、可靠的操作和連接各種I/O系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。軟PLC提供了與硬PLC同樣的功能,而同時(shí)具備了PC環(huán)境的各種優(yōu)點(diǎn)°IEC6113-1是關(guān)于PLC的硬件、安裝、編程、通信等方面的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，共分5個(gè)部分。IEC61131-3是第一個(gè)為工業(yè)自動(dòng)化所設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言，它規(guī)定了控制邏輯編程中的語(yǔ)法、語(yǔ)義和顯示，從現(xiàn)有編程語(yǔ)言中挑選了5種,并進(jìn)行修改。它們是:順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、語(yǔ)句表（STL）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)文本（ST）。IEC并不要求每種產(chǎn)品都可以使用這5種語(yǔ)言，可以是其中的一種或幾種，但均必須符合標(biāo)準(zhǔn)。可在同一項(xiàng)目中運(yùn)用多種編程語(yǔ)言，相互嵌入.1。2.2PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC、I/O電路和外圍設(shè)備等組成.PLC中的核心模塊是主控模塊（也稱CPU模塊），它包括:CPU、存儲(chǔ)器、通信接口等部分.PLC與控制對(duì)象的聯(lián)系是通過(guò)I/O模塊實(shí)現(xiàn)，且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。常用的PLC外圍設(shè)備是編程器，其主要任務(wù)是輸入、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和運(yùn)行系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)即編輯環(huán)境，包括編輯器、編譯器、調(diào)試環(huán)境等。編輯器給用戶提供符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境，各編程語(yǔ)言可相互轉(zhuǎn)化，經(jīng)編譯器檢查錯(cuò)誤，生成目標(biāo)代碼。調(diào)試環(huán)境提供動(dòng)態(tài)調(diào)試，尋找程序邏輯錯(cuò)誤，將編譯的錯(cuò)誤信息及警告信息提供給用戶，方便用戶修改。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的底層是核心層，包括算法庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)。算法庫(kù)中包括豐富的功能模塊，并支持用戶嵌入自己的功能模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù).運(yùn)行系統(tǒng)是軟PLC的核心，其主要功能是完成系統(tǒng)配置、輸入輸出處理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障診斷等工作。由I/O接口、通信接口、內(nèi)核解釋器等組成。軟PLC向下通過(guò)I/O板卡采集工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)信息，控制被控對(duì)象。作為一開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，接口應(yīng)符合OPC標(biāo)準(zhǔn)。PLC向上由TCP/IP通信協(xié)議組件、FTP服務(wù)器等組成，可在本地、遠(yuǎn)程訪問(wèn)運(yùn)行環(huán)境。PLC編譯過(guò)程概述編譯程序是計(jì)算機(jī)的一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)程序。為便于構(gòu)造或分析一個(gè)編譯程序，宜將整個(gè)編譯程序分解為若干個(gè)組成部分,每一部分都用一段相對(duì)獨(dú)立的程序取完成整個(gè)編譯過(guò)程的一部分功能。就一個(gè)典型的編譯程序而論，一般都含有如下八個(gè)部分：①詞法分析程序（也稱為掃描器）；②語(yǔ)法分析程序（有時(shí)也稱為分析器）；③語(yǔ)義分析程序；④中間代碼生成程序；⑤代碼優(yōu)化程序；⑥目標(biāo)代碼生成程序；⑦錯(cuò)誤檢查和處理程序;⑧各種信息表格的管理程序?在編譯程序工作的過(guò)程中，需要不斷收集記錄和使用源程序中一些語(yǔ)法符號(hào)（簡(jiǎn)稱為符號(hào)）的類(lèi)型和特征等相關(guān)信息。一般的做法是讓編譯程序在其工作過(guò)程中，建立并保持一批表格，如常數(shù)表、變量名表、數(shù)組名表、過(guò)程或子程序名表及標(biāo)號(hào)表等等，即符號(hào)表或名字表.符號(hào)表的每一項(xiàng)登記項(xiàng)，將填入名字標(biāo)識(shí)符以及與該名字相關(guān)聯(lián)的一些信息名字表中的各種信息將在編譯程序工作過(guò)程中的適當(dāng)時(shí)候填入。當(dāng)從源程序中識(shí)別出一個(gè)單詞（名字）時(shí),就以此名字查符號(hào)表，若表中尚無(wú)此登記項(xiàng),則將該名字列入表中。幾乎在編譯程序工作的全過(guò)程中，都需要對(duì)符號(hào)表進(jìn)行頻繁的訪問(wèn)（查表或填表），且耗費(fèi)的時(shí)間在整個(gè)編譯過(guò)程所需時(shí)間中占很大的比例。因此合理的組織符號(hào)表，并相應(yīng)的選擇好填表的方式，實(shí)為提高編譯工作效率的有效途徑之一.1.3PLC國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)際pic市場(chǎng)目前，世界上有pic廠商200多家，各種型號(hào)產(chǎn)品幾千種。pic產(chǎn)品按地域上分成三個(gè)流派，分別是美國(guó)產(chǎn)品、歐洲產(chǎn)品、日本產(chǎn)品。美國(guó)：a—b(allen-bradly)、ge(generalelectric)；歐洲：德國(guó)的西門(mén)子(siemens)、法國(guó)的te(telemecanique);日本:三菱電機(jī)(mitsubishielectric)、歐姆龍(omron).此外控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還有韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)等plc產(chǎn)品。從plc問(wèn)世至今，一直表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在工業(yè)控制領(lǐng)域，plc始終處于工業(yè)控制自動(dòng)化領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨?plc與dcs(分布式控制系統(tǒng)、和ipc(工業(yè)pc)形成了三足鼎立之勢(shì)(見(jiàn)表1)?，F(xiàn)代的plc在功能、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化及開(kāi)放性上得到了大大的增強(qiáng)?另外，ipc加軟件能實(shí)現(xiàn)plc的主要功能，在一些場(chǎng)合能代替plc進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)軟plc的功能。2003年全球plc市場(chǎng)銷(xiāo)售額超過(guò)了60億美元。今后5年年平均增長(zhǎng)率有望達(dá)到4.6%,2008年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)75億美元。美國(guó)調(diào)查公司arc對(duì)中國(guó)的plc市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查并發(fā)表上述預(yù)測(cè)，2004年plc的銷(xiāo)售市場(chǎng)規(guī)模。1.3。2中國(guó)plc市場(chǎng)我國(guó)工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度普遍較低,如機(jī)械行業(yè)80%以上的設(shè)備仍采用傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制.加入wto后控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,中國(guó)正日益成為世界新的制造業(yè)基地，制造業(yè)的控制主要以邏輯控制為主，大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化改造也為plc的應(yīng)用提供廣闊的發(fā)展空間。arc咨詢集團(tuán)近期發(fā)布的《中國(guó)可編程序控制器(plc、展望》報(bào)告指出：中國(guó)制造業(yè)增長(zhǎng)迅速，某些行業(yè)的增長(zhǎng)率甚至達(dá)到20%。在未來(lái)五年內(nèi)，中國(guó)plc市場(chǎng)的綜合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到14.1%。2003年這一市場(chǎng)為3。7億美元，預(yù)計(jì)2008年這一市場(chǎng)還將翻一翻。2PLC系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)2。1按鈕和位置開(kāi)關(guān)的選擇2.1。1按鈕的選擇原則根據(jù)使用場(chǎng)合選擇控制按鈕的種類(lèi)，如開(kāi)啟式，防水式，緊急式等。根據(jù)用途選用合適的型式，如鑰匙式，緊急試，帶燈式等。按控制回路的要求確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕，雙鈕，三鈕，多鈕等.按工作狀態(tài)指示和工作情況的要求選擇按鈕及指示燈的顏色。按鈕的參數(shù)一般規(guī)格為交流500V,允許持續(xù)電流為5A,紅色按鈕表示停止按鈕，綠色表示啟動(dòng)為了區(qū)別按鈕顏色。2。1。2位置開(kāi)關(guān)的選擇位置開(kāi)關(guān)是利用運(yùn)動(dòng)部件的行程位置實(shí)現(xiàn)控制的電器元件。常用于自動(dòng)往返的生產(chǎn)機(jī)械中。按結(jié)構(gòu)不同可分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式和微動(dòng)式三種。直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但容易燒蝕觸頭。滾動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)克服了直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格也較高，所以選擇微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)體積小，動(dòng)作靈敏，適用于小型機(jī)構(gòu)中使用.2.2時(shí)間繼電器、接觸器的選擇2.2。1時(shí)間繼電器的選擇從得到輸入信號(hào)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)的繼電器，稱為時(shí)間繼電器。它在電氣控制系統(tǒng)中是一個(gè)非常重要的元器件。一般分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種類(lèi)型。從動(dòng)作的原理上有電子式、機(jī)械式等。電子式的是采用電容充放電再配合電子元件的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)動(dòng)作。通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化。我當(dāng)中的設(shè)計(jì)就是用到了這個(gè)通電延時(shí)，基于三菱FN系列沒(méi)有斷電延時(shí)就沒(méi)采用.機(jī)械式的樣式較多，有利用氣囊、彈簧的氣囊式，也有使用小型罩極同步電機(jī)帶動(dòng)凸輪的，現(xiàn)在會(huì)有更多的新式的時(shí)間繼電器出現(xiàn)。時(shí)間繼電器的用途就是配合工藝要求執(zhí)行延時(shí)指令。2。2.2接觸器的選擇接觸器是一種用來(lái)自動(dòng)接通或斷開(kāi)大電流電路的電器.它可以頻繁地接通或斷開(kāi)交直流電路，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可以用于電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等其他負(fù)載.它具有低壓釋放保護(hù)功能,還具有控制容量大、過(guò)載能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、設(shè)備簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中使用最為廣泛的電器元件之一。在設(shè)計(jì)中用于電動(dòng)機(jī)的控制，就是靠接觸器來(lái)驅(qū)動(dòng)的。2。3電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是選交流的,而電動(dòng)機(jī)分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。異步電動(dòng)機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，去拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。由于異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造，使用方便，運(yùn)行可靠,成本低廉，效率較高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)中小型軋鋼設(shè)備，各種金屬切削機(jī)床，輕工機(jī)械和礦山機(jī)械等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，異步電動(dòng)機(jī)用于拖動(dòng)水泵，粉碎機(jī)以及其他農(nóng)副產(chǎn)品的加工機(jī)械，在民用電器方面的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等也都是用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。所以電動(dòng)機(jī)選交流異步電動(dòng)機(jī)為好,即選三相異步電動(dòng)機(jī)，為籠型異步電動(dòng)機(jī)。2。4機(jī)械手夾子的選用考慮到機(jī)械手能否穩(wěn)穩(wěn)捉住球,我特意在機(jī)械手夾子右端加上一個(gè)可折疊的小短臂，便于在夾住小球時(shí)能順勢(shì)彎曲，保證球不會(huì)落下，夾子的右端是不會(huì)動(dòng)的，右端和擋板正好抵齊，左端就是夾子收緊時(shí)的動(dòng)作。在夾子當(dāng)中，內(nèi)置了對(duì)大小球的位置開(kāi)關(guān)，這就是能分辨大小球的主要原理。

3自動(dòng)識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案3.1整體運(yùn)作原理在我們平時(shí)的生活中，難免會(huì)碰上需要分揀的時(shí)候，而對(duì)于流水線的工作，更是習(xí)以為常，如圖3—1為本系統(tǒng)將大小球分選的示意圖。用其機(jī)械手將捉住的小球通過(guò)電動(dòng)機(jī)和限位開(kāi)關(guān)的控制，將大小球分選的各個(gè)位置上，而該系統(tǒng)由PLC控制，可以達(dá)到全程自動(dòng)運(yùn)行。其自動(dòng)工作的順序是：先向下，夾住球，向上，向右運(yùn)動(dòng)到所需位置，向下，釋放，向上，向左運(yùn)動(dòng)然后再循環(huán)，直至按了停止按鈕為止.圖3—1整體原理圖3。2控制要求機(jī)械手的控制要求分為手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩種方式。（1）手動(dòng)操作，能對(duì)機(jī)械手進(jìn)行一步一步的操作，方便于檢修。如，按“上升”按鈕，機(jī)械手上升，松開(kāi)“上升"按鈕，停止上升。（2）自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)并按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手周而復(fù)始地執(zhí)行各步動(dòng)作.直到按下停止按鈕，機(jī)械手就停止。3.3自動(dòng)控制設(shè)計(jì)分析該設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和基本運(yùn)行原理如上圖所示，其功能就是將機(jī)械手辨識(shí)大小球然后將分選好的大小球放入相應(yīng)的位置。主電路:1．電動(dòng)機(jī)控制機(jī)械臂上下左右運(yùn)動(dòng)和架子的收放。由繼電器控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)?？刂齐娐罚河蒔LC控制繼電器線圈來(lái)控制主電路的上下左右運(yùn)動(dòng)和抓釋小球.PLC控制繼電器和電燈的輸出，從而控制主電路。1。當(dāng)輸送機(jī)處于起始位置時(shí)，上限位開(kāi)關(guān)SQ1和左限位SQ3開(kāi)關(guān)被壓下，原點(diǎn)顯示燈亮。2.啟動(dòng)裝置后,機(jī)械臂下行，一直到下極限開(kāi)關(guān)SQ2閉合?此時(shí)，若碰到的是小球，則小球的限位開(kāi)關(guān)SQ4閉合（這里閉合時(shí)一瞬間，基于后面又要用到小球的限位開(kāi)關(guān)，一閉合由步進(jìn)指令直接執(zhí)行下一步指令）；若碰到的是大球，則打球的限開(kāi)關(guān)SQ5閉合。3。夾住小球后,則機(jī)械臂向上行，碰到上限位開(kāi)關(guān)后,撿球裝置向右行；碰到右限位開(kāi)關(guān)（小球的右限位開(kāi)關(guān)SQ4）后，再下行，下行至下限位開(kāi)關(guān)后，機(jī)械臂將小球釋放到小球箱里,然后機(jī)械臂返回到原位。4。如果吸起的是大球,撿球裝置右行碰到另一個(gè)右限位開(kāi)關(guān)（大球的右限位開(kāi)關(guān)SQ5）后，再向下行，碰到下限位開(kāi)關(guān)后，將大球釋放到小球箱里，然后返回到原位.5.當(dāng)機(jī)械臂回原位后，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束,則繼續(xù)下一循環(huán)，直至按了停止按鈕?？紤]到機(jī)械手會(huì)在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生搖擺和不穩(wěn)定，在每個(gè)動(dòng)作后都有0。5s和1s的緩沖時(shí)間，加入時(shí)間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)這功能.3。4機(jī)械手操作面板機(jī)械手操作面板示意圖，如下見(jiàn)圖3-2百動(dòng)模式手動(dòng)模式識(shí)用干測(cè)試百動(dòng)模式手動(dòng)模式識(shí)用干測(cè)試圖3-2操作面板圖如上圖所示，面板有兩種模式選擇，基于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有實(shí)物，只能用燈模擬,所以將限位開(kāi)關(guān)也設(shè)入其中，其中左邊的5個(gè)按鈕為手動(dòng)模式下的按鈕?而右邊兩個(gè)則是自動(dòng)模式的啟動(dòng)按鈕，在模擬的時(shí)候,按了啟動(dòng)按鈕，由于沒(méi)有現(xiàn)實(shí)中的位置開(kāi)關(guān)，則需要手動(dòng)按下限位開(kāi)關(guān)，達(dá)到模擬效果。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4。1I/O口點(diǎn)分配及I/O口設(shè)備4.1。1I/O口分配輸入分配輸出分配I口功能O口功能X0返回原點(diǎn)Y0機(jī)械手上升XI手動(dòng)模式Y(jié)1機(jī)械手下降X2自動(dòng)模式Y(jié)2機(jī)械手向左運(yùn)動(dòng)X3自動(dòng)模式的啟動(dòng)按鈕Y3機(jī)械手向右運(yùn)動(dòng)X4自動(dòng)模式的停止按鈕Y4機(jī)械手夾子收緊X5手動(dòng)上升控制Y5自動(dòng)模式指示燈X6手動(dòng)下降控制Y6手動(dòng)模式指示燈X7手動(dòng)向左運(yùn)動(dòng)Y7原點(diǎn)位置X10手動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)X11機(jī)械手夾子收緊X12SQ1上升限位開(kāi)關(guān)X13SQ2下降限位開(kāi)關(guān)X14SQ3向左限位開(kāi)關(guān)X15SQ4小球限位開(kāi)關(guān)X16SQ5大球限位開(kāi)關(guān)共15點(diǎn)共7點(diǎn)圖4—1I/O口分配圖4。1.2I/O口設(shè)備圖4—2PLC連接圖PS：由于難以以實(shí)物來(lái)演示，所以用指示燈來(lái)表示機(jī)械手的動(dòng)作4.2自動(dòng)模式流程圖圖4—3整體流程圖如上圖所示,在自動(dòng)模式下，機(jī)械手從原點(diǎn)出發(fā)，向下運(yùn)動(dòng)碰到限位開(kāi)關(guān)停止運(yùn)動(dòng)把球夾住然后上升，到了上的限位開(kāi)關(guān)自動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)至相應(yīng)位置再向下運(yùn)

動(dòng)，松開(kāi)夾子，再上升向左運(yùn)動(dòng)，直到原點(diǎn)位置完成自動(dòng)模式的一個(gè)周期，直至按下停止結(jié)束。4.3步進(jìn)梯形圖

5程序調(diào)試5。1手動(dòng)模式程序調(diào)試此次調(diào)試用的是GXDeveloper程序，其中運(yùn)用到GXsimulator進(jìn)行仿真調(diào)試。(1)將梯形圖程序輸入電腦。(2)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。旋至“手動(dòng)"擋XI,按下相應(yīng)的動(dòng)作按鈕，觀察機(jī)械手的指示燈是否能亮。再按一下回原點(diǎn)的按鈕X0看機(jī)械手是否能回到原點(diǎn)。5。2自動(dòng)模式模擬說(shuō)明只需要點(diǎn)動(dòng)按下X2后，再持續(xù)按下X3啟動(dòng)按鈕，理論上機(jī)械手就自動(dòng)工作，基于材料有限，限位開(kāi)關(guān)只能自己來(lái)按來(lái)演示。限位開(kāi)關(guān)都是點(diǎn)動(dòng)的，只有一直處于那位置才會(huì)一直閉合，按鈕順序如下圖5-1所示圖5—1按鍵流程圖

5。3軟件編程0LDX00030OUTY0011SETS60031LDM73LDX01432ORM84ANDX01233ORM95OUTY00734LDM106LDX00135LDM107OUTY00636ORM118LDX00137ORM229SETS60138OUTY00311LDX00239LDM1212OUTY00540ORM1313LDX00241ORM1414ANDX00342ORM1515SETS60243ORM1617LDT144ORM1718ORM3045ORM1819ANIX00446ORM1920OUTM3047ORM2021LDM048OUTY00422ORM149STLS60023ORM250LDIX01024ORM351OUTM025ORM2152LDX01026OUTY00053SETS62027LDM455STLS62028ORM556LDIX01229ORM657OUTM7

58STLS60188OUTM1259LDX00589STLS60260ANIX00690LDT261ANIX00791SETS60362ANIX01093LDIX00463ANIX01194ANIX01364OUTM195OUTM565LDX00696LDIX00466ANIX00597ANDX01367ANIX00798OUTT1K568ANIX010101LDIX00469ANIX011102ANDX01370OUTM4103OUTT2K1571LDX007106STLS60272ANIX005107LDM3073ANIX006108ORM1374ANIX010109ANIX00475ANIX011110ANIT576OUTM8111OUTM1377LDX010112STLS60378ANIX005113LDM3079ANIX006114ORM1480ANIX007115ANIX00481ANIX011116ANIT582OUTM10117OUTM1483LDX011118STLS60484ANIX005119LDM3085ANIX006120ORM1586ANIX007121ANIX00487ANIX010122ANIT5

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