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

1、.目錄1、課題內(nèi)容簡介 32、實(shí)訓(xùn)器材 33、整機(jī)工作原理 44、整機(jī)工作流程 5 5、課題控制要求 55.1、初始狀態(tài) 6 5.2、啟動(dòng) 6 5.3、送料. 6 5.4、機(jī)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(jìn)行工件傳送分揀的皮帶輸送機(jī). 7 7.1、物料分揀傳送機(jī)構(gòu) . 7 7.2、機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu) 8 7.3、皮帶傳送機(jī)的拖動(dòng) 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(jì)說明紙 33 14、結(jié)束語 34 15、參考文獻(xiàn) 35前 言 作為自動(dòng)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(dòng)控制各個(gè)行業(yè)發(fā)揮著難以取代的核心控制作用。PLC運(yùn)行可靠，適用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，PLC和工控機(jī)（IPC）相比，其運(yùn)行可靠、可擴(kuò)展性好、便于電氣連接、控制更專業(yè)，但是工控機(jī)良好的人機(jī)界面，方便高級(jí)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(gè)控制的中心往往還是PLC，組態(tài)軟件（上位機(jī)）所起的控制

3、作用很小。人機(jī)界面一般用于簡單的動(dòng)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?yàn)檎嬲L期的自動(dòng)運(yùn)行控制是由PLC完成。我們不經(jīng)常使用工控機(jī)作為核心控制部分的原因有兩點(diǎn)：第一，工控機(jī)不適于在很惡略的環(huán)境下運(yùn)行；第二，工控機(jī)經(jīng)常采用的Windows系統(tǒng)并不能夠讓人放心，其長期運(yùn)行效果并不好。盡管PLC、IPC在自動(dòng)化控制中扮演不同角色，在許多運(yùn)行連續(xù)時(shí)間較短，環(huán)境相對(duì)比較好的地方，人們還是希望使用IPC進(jìn)行核心控制。使用IPC進(jìn)行核心控制有很多種實(shí)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(duì)本次實(shí)訓(xùn)對(duì)我們自動(dòng)化的人大有裨益！一. 課題內(nèi)容簡介 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目亞龍YL-235A型光機(jī)電一體化設(shè)計(jì)主要包含了機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、氣動(dòng)、觸摸屏控制、可編程控制器、傳感器，變頻調(diào)速等多項(xiàng)技術(shù)，為我們提供了一個(gè)典型的綜合設(shè)計(jì)環(huán)境，使學(xué)生對(duì)過去學(xué)過的諸多單科的專業(yè)和基礎(chǔ)知識(shí)，在這里能得到全面的認(rèn)識(shí)與鞏固、綜合的訓(xùn)練和實(shí)際運(yùn)用。亞龍YL-235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置既包含了機(jī)電一體化專業(yè)所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本的機(jī)電技能要求，也體現(xiàn)了當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。同時(shí)為我們提供了一個(gè)典型的、可進(jìn)行綜合訓(xùn)

5、練的工程環(huán)境，為我們構(gòu)建了一個(gè)可充分發(fā)揮學(xué)生潛能和創(chuàng)造力的實(shí)踐平臺(tái)如圖1-1三菱PLC主機(jī)、變頻器：圖1-1三菱PLC主機(jī)、變頻器二實(shí)訓(xùn)器材u 實(shí)訓(xùn)控制臺(tái)一臺(tái)（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(yù) 計(jì)算機(jī)一臺(tái)u 連接導(dǎo)線若干u 機(jī)械手模擬顯示模塊一塊u 傳送帶和物料槽、變頻器、電機(jī)電源模塊：三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）、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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(hào)控制線（棕色線為控制信號(hào)公共端，如果將控制信號(hào)線中的紅色線和棕色線接通，則紅燈閃爍，將控制信號(hào)線中的綠色線和棕色線接通，則綠燈閃爍）。三整機(jī)工作原理在觸摸屏上按啟動(dòng)按扭后，裝置進(jìn)行復(fù)位過程，當(dāng)裝置復(fù)位到位后，由PLC啟動(dòng)送料電機(jī)驅(qū)動(dòng)

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(jī)運(yùn)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(jī)構(gòu)已經(jīng)無物料或故障，這時(shí)要停機(jī)并報(bào)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(hào),由PLC驅(qū)動(dòng)機(jī)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(dòng)傳送帶輸送物料，同時(shí)機(jī)械手按原來位置返回，進(jìn)行下一個(gè)流程；傳感器則根據(jù)物料的材料特性、顏色等特性進(jìn)行辨別，分別由PLC控制相應(yīng)電磁閥使氣缸動(dòng)作，對(duì)物料進(jìn)行分揀。四、整機(jī)工作流程五.課題控制要求 工件分揀設(shè)備能自

8、動(dòng)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(shí)，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(dòng)。機(jī)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(yùn)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(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)閉合）。2啟動(dòng)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(dòng)按鈕SB5使設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行，紅色警示燈滅，綠色警示燈閃亮。3. 送料 按下啟動(dòng)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(dòng)機(jī)開啟，驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)運(yùn)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(bào)警器報(bào)警，直到按下復(fù)位按鈕才停止報(bào)警，并重新開始。4.機(jī)械手搬送工件當(dāng)出料口傳感器檢測到物料且機(jī)械手和各氣缸活塞桿的位置正確時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手開始搬物加工。機(jī)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(shí)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(jìn)行下一次搬物。5. 工件的分揀通過皮帶輸送機(jī)位置的進(jìn)料口到達(dá)傳送帶上的工件，按下面的方式分揀：進(jìn)料口放入工件后，傳送帶啟動(dòng)。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(gè)，由位置的

10、氣缸A推入出料斜槽D；每種工件第二個(gè)由位置的氣缸B推入出料斜槽E；每種工件第二個(gè)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(jī)械手再進(jìn)行搬運(yùn)下一個(gè)工件。推料時(shí)，傳送帶要先停止。當(dāng)出料斜槽D和E中各有1個(gè)金屬、白色塑料和黑色塑料工件時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮，報(bào)警器報(bào)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(shí)，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(yùn)行，綠色警示燈滅，紅色警示燈閃亮。再次啟動(dòng)時(shí)，設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。六.工件分揀設(shè)備的意外情況處理機(jī)械手在夾持工件時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)意外

11、，請(qǐng)對(duì)這種情況作出下述處理與保護(hù)：由于位置的機(jī)械手取件平臺(tái)的工件相互擠壓，使機(jī)械手氣爪夾持不到工件就提升。發(fā)生此種情況時(shí)，機(jī)械手應(yīng)立刻回到初始狀態(tài)并停止，同時(shí)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(yùn)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(shí)保持的狀態(tài)上繼續(xù)運(yùn)行。七.進(jìn)行工件傳送分揀的皮帶輸送機(jī) 7.1物料分揀傳送機(jī)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(duì)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(jī)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(jī) 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(gè)輸入信號(hào)。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(jī)：驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)1旋轉(zhuǎn)氣缸 2非標(biāo)螺絲 3氣動(dòng)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(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)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(diǎn)和后點(diǎn)上各一個(gè)，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)信號(hào)；（在應(yīng)用過程中棕色接PLC主機(jī)輸入端，藍(lán)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(hào)輸出，指示燈亮，在控制過程中不允許兩個(gè)線圈同時(shí)得電。旋轉(zhuǎn)氣缸：機(jī)械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙電控氣閥控制。接近傳感器：機(jī)械手臂

14、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號(hào)輸出。（在應(yīng)用過程中 棕色線接直流24V電源“+”、藍(lán)色線接直流24V電源“-”、黑色線接PLC主機(jī)的輸入端）伸縮氣缸：機(jī)械手臂伸出、縮回，由電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)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(shí)，起緩沖減速作用7.3皮帶傳送機(jī)的托動(dòng)皮帶輸送機(jī)由帶減速箱的三相交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由變頻器控制，運(yùn)行頻率設(shè)定為正轉(zhuǎn)30Hz，反轉(zhuǎn)20Hz,加、減速時(shí)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(hào)參數(shù)號(hào)設(shè)置值說明1P0010302P09701恢復(fù)出廠值3P00033參數(shù)訪問級(jí)別4P00040參數(shù)過濾器5P

15、00101快速調(diào)試6P010007P0304380電動(dòng)機(jī)的額定電壓8P03050.18電動(dòng)機(jī)的額定電流9P03070.03電動(dòng)機(jī)的額定功率10P031050電動(dòng)機(jī)的額定頻率11P03111395電動(dòng)機(jī)的額定速度12P07002選擇命令源13P10001選擇頻率設(shè)定值14P10800電動(dòng)機(jī)最小頻率15P108250.00電動(dòng)機(jī)最大頻率16P11202斜坡上升時(shí)間17P11212斜坡下降時(shí)間18P39001結(jié)束快速調(diào)試P00033P104010HZP00032參數(shù)訪問級(jí)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(hào)地址備注序號(hào)地址備注1I0.0啟動(dòng)1Q0.0驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤電機(jī)2I0.1停止2Q0.1驅(qū)動(dòng)手爪放松3I0.2氣動(dòng)手爪傳感器3 Q0.2驅(qū)動(dòng)手爪夾緊4I0.3旋轉(zhuǎn)左限位傳感器4 Q0.3驅(qū)動(dòng)手臂左轉(zhuǎn)5I0.4旋轉(zhuǎn)右限位傳感器5Q0.4驅(qū)動(dòng)手臂右轉(zhuǎn)6I0.5氣動(dòng)手臂伸出傳感器6Q0.5驅(qū)動(dòng)手臂伸出7I0.6氣動(dòng)手臂縮回傳感器7 Q0.6驅(qū)動(dòng)手臂縮回8I0.7手爪提升限位傳感器8Q0.7驅(qū)動(dòng)手抓上升

17、9I1.0手爪下降限位傳感器9 Q1.0驅(qū)動(dòng)手抓下降10I1.1物料檢測傳感器10Q1.1驅(qū)動(dòng)推料一伸出11I1.2推料一伸出限位傳感器11 Q1.2驅(qū)動(dòng)推料二伸出12I1.3推料一縮回限位傳感器12Q1.3驅(qū)動(dòng)推料三伸出13I1.4推料二伸出限位傳感器13Q1.4驅(qū)動(dòng)蜂鳴報(bào)警14I1.5推料二縮回限位傳感器14Q1.5驅(qū)動(dòng)變頻器五端子15I1.6推料三伸出限位傳感器15Q1.6 驅(qū)動(dòng)變頻器六端子16I1.7推料三縮回限位傳感器16Q1.7驅(qū)動(dòng)變頻器七端子17I2.0啟動(dòng)推料一傳感器17Q2.0驅(qū)動(dòng)綠色指示燈18I2.1啟動(dòng)推料二傳感器18Q2.1驅(qū)動(dòng)紅色指示燈19I2.2啟動(dòng)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(jī)械手部分程序截圖4.機(jī)械手動(dòng)作不分程序截圖5.物料分揀部分程序截圖設(shè)計(jì)心得電一體化實(shí)訓(xùn)結(jié)束了，每個(gè)實(shí)訓(xùn)結(jié)束的時(shí)候都會(huì)寫這個(gè)，本次也是相同項(xiàng)目的第二個(gè)實(shí)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(shí)候大多的知識(shí)不能連貫起來靈活的運(yùn)用，就好像上次的期末上機(jī)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(huì)了，在PLC編程中其實(shí)我們學(xué)的最多的是步進(jìn)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(shí)訓(xùn)中，同學(xué)們用到的也都是步進(jìn)指令，所以這是我們鎖必須學(xué)會(huì)的，門門了解不如一門精通，在設(shè)計(jì)中一直有幾個(gè)問題：1、 步進(jìn)指令中運(yùn)用主控控制怎么才能讓每次啟動(dòng)的時(shí)候能一直循環(huán)下去，在我們這一小組，剛開始運(yùn)用的也是主控，但是到后來發(fā)現(xiàn)每次啟動(dòng)的時(shí)候，都必須手動(dòng)強(qiáng)制使S20得電，這樣顯然是不行的，本人比較喜歡