基于PLC控制机电一体化物料分拣系统设计

I 基于 制机电一体化物料分拣系统设计 摘 要 随着工业自动化的普及和发展，可编程控制器的需求量逐年增大，应用领域也越来越广。 本设计中 制机电一体化物料分拣系统由上料机构、搬运机械手机构、物料传输分拣机构组成。每个机构的运用都比较广泛，特别是搬运机械手，其 应用 逐渐普及 ，在汽车 、 电子 、 机械加工、食品、医药等 领域的生产流水线或货物装卸调运已得到广泛应用，更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。 通过本设计学会灵活的运用各类传感器进行物料检测 、识别、传送位子检测，机械手限位控制。同时用步进电机控制机械手的旋转角度，变频器控制物料传输速度。通过所学的知识，将各种元器件通过逻辑关系有序的联系起来，构成机电一体化物料分拣系统，实现了机电一体化。 关键词： 搬运机械手 步进电机 传输分拣 变频器泸州职业技术学院毕业论文 目 录 录 摘 要 . I 目 录 . 言 . 4 第 1 章 可编程序控制的概述 . 5 产生和定义 . 5 特点和其它典型的控制系统的 区别 . 7 应用领域和发展趋势 . 8 分类及系统的组成和工作原理 . 9 编程语言和程序结构 . 14 第 2 章 系统的组成、机构功能与控制要求 . 18 系统的组成 . 18 系统机构的组成与功能 . 18 系统的控制要求 . 23 第 3 章 系统硬的件设计 . 25 系统元器件 . 25 输入 /输出（ I/O）点分配 . 26 选型 . 27 步进电机设计 . 30 变频器设计 . 32 三菱变频器电路图 . 34 制原理图 . 35 第 4 章 系统软件设计 . 36 三菱编程软件、模拟仿真软件 . 36 上料机构控制流程图 . 38 搬运机械手控制流程图 . 39 传输与分拣结构控制流程图 . 40 制程序设计 . 41 泸州职业技术学院毕业论文 目 录 5 章 系统调试 . 52 程序的调试与运行监控 . 52 系统模拟调试 . 54 结 束 语 . 55 致 谢 . 56 参考文献 . 57 泸州职业技术学院毕业论文 引 言 4 引 言 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展 ,自动化已经成为现代企业中的重要支柱 ,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作，更需要自动控制系统来实现。现在工业控制的三大支柱中 制越来得到重视，在本设计中难点的是搬运机械手的设计。 机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以 成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。 本设计模拟生产线系统，采用日本三菱公司的 列 物料的存放，机械手的上下、左右、步进旋转以及抓取运动，物料的传输速度、分拣进行控制。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，模拟实现了系统控制的机电一体化。 由于 个人水平限制，在设计的过程中多加了一份心，不断的学习，力求做得更好。所说如此但在设计中仍存在着许多问题，希望老师、同学们能够给予批评指正，在此深表谢意！泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 5 第 1 章 可编程序控制的概述 产生和定义 以自动控制技术、微计算机技术、和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置， 现在 随着微处理器技术的发展， 到了迅速的发展，也在社会各领域的生产得到了越来越多的应用。 产生 20 世纪 60 年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为了适应白热化的市场竞争要求， 1968 年美国通用汽车公司（ 开招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是： （ 1） 编程方便，可现场修改程序； （ 2） 维修方便，采用插件式结构； （ 3） 可靠性高于继电器控制装置； （ 4） 体积小于继电器控制盘； （ 5） 数据可直接送入管理计算机； （ 6） 成本可与继电器控制盘竞争； （ 7） 输入可以是交流市电（ 115V）（美国电压标准） （ 8） 输出为交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器、电磁阀等； （ 9） 扩展时原系统改变小； （ 10） 用户程序存储器至少能扩展到 4 以上这就是著名的“ 条”。 1969 年美国数字设备公司（ 标后，制造出世界上 第一台可编程序控制器。（ 简称 以下便是较早研制的 1969 年，美国研制出世界第一台 图 1971 年，日本研制出第一台 1973 年，德国研制出第一台 图 州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 6 1974 年，中国研制出第一台 16 位和 32 位微处理器的应用，使 到了惊人的发展，现在已经成为自动化技术的三大支柱之一。 定义及发展 20 世纪 70 年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使 据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的 微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 20 世纪 70 年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、 能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的 地位。 20 世纪 80 年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20 世纪 80 年代至 90 年代中期，是 展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。在这时期， 处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高， 渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 统。 20 世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时 期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。 现在的 品已经使用了 16 位、 32 位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通信技术使 应用得到进一步发展。 技术已经比较成熟。 目前，世界上有 200 多个厂家生产 品， 国内厂家的 响率和市场占有率很小，主要是国外品牌。 比较著名的有美国的 用（ 莫迪康（ 日本的三菱（ 欧姆龙（ 富士电机泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 7 （ 松下电工、德国的西门子（ 法国的 耐德（ 韩国的三星（ 。 特点和其它典型的控制系统的区别 特点 （ 1）抗干扰能力强，可靠性高 （ 3）编程方便，易于使用 （ 3）功能强、速度快、精度高 （ 4）通用性好 （ 5）体积小，重量轻，耗能低，适应环境强，不需专门的机房和空调 继电器控制系统的区别 （ 1）控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬连线逻辑； 用存储器逻 辑，也称“软连线”逻辑。 （ 2）工作方式 继电器控制线路属并行工作方式； 串行工作方式。 （ 3）可靠性和可维护性 继电器控制线路使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差；制逻辑，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，体积小、寿命长、可靠性高。 （ 4）控制速度 继电器控制线路控制速度低； 制速度高。 （ 5）定时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制，精度低； 用定时器进行时间控制，精度高，定时范围大。 （ 6）设计和施工 继电器控制逻辑周期长； 期短。 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 8 应用领域和发展趋势 应用领域 目前， 国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 （ 1） 开关量的逻辑控制 这是 基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 （ 2） 模拟量控制 在工业生产过程当中，有许 多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（ 数字量（ 间的 A/D 转换及 D/A 转换。 家都生产配套的 A/，使可编程控制器用于模拟量控制。 （ 3） 运动控制 以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要家的产品几乎都有运 动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 （ 4） 过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机， 编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型 有 块，目前许多小型 理一般是运行专用的 程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 （ 5） 数据处理 现代 有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 9 数 据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 （ 6） 通信及联网 信含 的通信及 其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 商都十分重视 通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的 具有通信接口，通信非常方便。 展趋势 的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。具体表现在以下几方面。 （ 1）向小型化、专用化、低成本方向发展 （ 2）向大容量、高速度方向发展 （ 3）智能型 I/O 模块的发展 （ 4）基于 编程软件取代编程器 （ 5） 程语言的标准化 （ 6） 信的易用化 （ 7）组态软件与 软件化 （ 9） 现场总线相结合 分类及系统的组成和工作原理 分类 （ 1）按 I/O 点数容量分类 1）小型机 小型机的功能一般以开关量控制为主，小型 入、输出总点数一般在256 点以下，用户程序存储器容量在 4K 字左右。 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 10 例如： 列（如图 列； 列； 列等。 2）中型机 中型机的输入、输 出总点数在2562048 点之间。，用户程序存储器容量在 8K 字左右。 例如： 列； 列； 品。 3）大型机 大型 输入、输出总点数在 2048 点以上，用户程序存储器容量达到 16 典型的大型 列、 5 等系列产品。 （ 2）按结构形式分 根据 结构形式的不同， 要分为整体式和模块式两种。 1）整体式结构 图 西门子 列 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 11 其特点是将 基本部件，如 ，输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成 一个基本单元（主机）或扩展单元。 小型 般为整体式结构。 2）模块式结构 一 些模块单元组成，如 块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块和各种功能模块等。 目前，大中型 采用模块式结构（如图 示）。 系 统组成 要由 源、存储器和专门设计的输入 /输出接口电路等组成（如图 示）。 （ 1）中央处理单元（ （ 2）存储器 存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。 系统存储器用来存放由 家编写的系统程序，并固化在 ，用户不能更改。 系统程序包括三部分：系统管理程序、用户指令解释程序以及标准程序模块与 系统调用。 图 大中型模块式 州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 12 用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。 用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的 程语言编写的各种用户程序。 用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的 态和数值、数等。 用的存储器类型有三种： 1）随机存取存储器（ 2）只读存储器（ 3）可电擦除可编程的只读存储器（ （ 3）输入 /输出单元 输入 /输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入 /输出单元包括两部分 ：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输入和输出的映像寄存器。 1）输入接口电路 通常 输入接口电路的类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源（ +24V）可由外部供给，有的也可以由 部提供。 2）输出接口电路 输出接口电路通常有三种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。电源由外部提供，输出电流一般为 A，输出电流的额定值与负载的性质有关。 图 件结构图 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 13 （ 4）电源部分 般使用 220V 的交流电源，内部的开关电源为 中央处理器、存储器等电路提供 5V、 12V、 24V 等直流 电源，使 正常工作。 （ 5） 扩展接口 （ 6） 通信接口 （ 7） 编程器 编程器的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视，分简易型和智能型。 （ 8）其他部件 工作原理 工作方式与运行框图（如图 示）。 继电器控制系统是“硬连线逻辑系统”，采用的是并行工作方式；而 一种工业控制计算机系统，采用的是串行工作方式。 概括而言， 按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。 每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。 当 常工作时，它将不断重复上图中的 扫描过程。如果暂不考虑对远程 I/O 特殊模块和通信服务，扫描过程就只剩下“输入采样”、“程序执行”和“输出刷新”了。这三个阶段是 作过程的中心内容。 输入端子输入映象寄存器输出映像寄存器输出锁存器输出端子输入 出刷新阶段X 00 1Y 00 1Y 00 1 图 运行框图 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 14 （ 1）输入采样阶段 输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着，进入程序执行阶段，在此阶段和输出刷新阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论输入信号怎样变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。 （ 2）程序执行阶段 根据 形图程序扫描原则 ， 从左到右、从上到下的顺序执行用户程序。当指令中涉及输入、输出状态时， 从输入映像寄存器中“读入”对应的状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件（软继电器）的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。因此，每一个元件（不包括输入继电器）的状态会随着程序执行过程而变化的。 (3)输出刷新阶段 在所有用户程序的指令执行完毕后 ,元件映像寄存器中所有输出继电器的状态 (接通 /断开 )在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，最后经过输出端子驱动外部负载 ,实现控制命令的输出。 输入 /输 出的处理原则 （ 1）输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在上一扫描周期的输入刷新期间的接通和断开状态。 （ 2）程序执行结果取决于用户所编程序和输入 /输出映像寄存器的内容及其他个各元件映像寄存器的内容。 （ 3）输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。 （ 4）输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。 （ 5）输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器决定。 编程语言和程序结构 编程语言 供的编程语言通常有：梯形图 (语句表（ 功能图（ 功能块图（ 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 15 图 梯形图 （ 1）梯形图（ 梯形图（ 程语言（如图 示）是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。两者基本思想一致，只是在使用符号和表达式上有一定区别。 梯形图中一个关键概念是“能流”（ 这只是概念上的“能流”。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。如没有“能流”，则线圈未被激励。 梯形图语言简单明了，易于理解，是所有编程语言的首选。 （ 2）语句表（ 语句表 (似于计算机中的助记符语言（如图 示），它是用一个或几个容易记忆的字符来代表 某种操作功能。 （ 3）顺序功能流程图（ 图 语句表 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 16 顺序功能流程图 (程是一种图形化的编程方法（如图 示），亦称功图。使用它可以对具有并行发生、多种选择等复杂结构的系统进行编程。许多 供了用于 程的指令。第六章详述。 （ 4）功能块图（ 门提供了功能块图（ 程语言（如图 示），利用 以查看到像普通逻辑门图形的逻辑框指令。它没有梯形图编程器中的触点和线圈，但有与之等价的指令，这些指令是作为逻辑框指令出现的，程序逻辑由这些逻辑框指令之间的连接决定。 程序结构 控制一个任务或过程，是通过在 式下，使 环扫描并连续执行图 顺序功能流 程图 图 电机正反转功能块图 泸州职业技术学院毕业论文 可编程控制器的概述 17 用户程序来实现的，用户程序决定了一个控制系统的功能。 广义上的用户程序由三部分组成：用户程序、数据块和参数块。 （ 1）用户程序 也称组织块，一般包括一个主程 序，若干子程序和若干中断程序。 （ 2）数据块（可选） 主要存放控制程序运行所需的数据。 （ 3）参数块（可选） 存放 组态数据，用户若未进行 组态，则系统以默认值进行自动配置。泸州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 18 第 2 章 系统的组成、机构功能与控制要求 第 1 章主要对系统的核心 可编程控制器进行了介绍，本章中将对组成该系统的其它机构进行介绍。 系统的组成 机电一体化物料分拣系统由上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等机构组成，通过 接控制的模拟机电一体化生产线。其 制工作流程图如下图（图 系统机构的组成与功能 上料机构 上料机构的组要组成部分如下图所示（图 送料机构 物料光电检测 有物料驱动机械手 机械手抓料取走 机械手臂旋转 机械手放料后回原点 传送和分拣机构 无物料报警停机 图 作流程 泸州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 19 （ 1）主要组成与功能 上料机构由井式工件库、光电传感器、工件、存放料台、推料气缸、安装支架等组成。主要完成将工件依次送至存放料台上。没有工件时，报警指示黄灯闪烁，放入工件后闪烁自动停止。 1）光电传感器：物料检测传感器为光电漫反射型传感器，检测到有物料时推料气缸将物料推出到存放料台 ，有物料时为 供一个输入信号。 2）推料气缸：依次将工件推到存放料台上，由单相电控气阀控制。 3）警示灯：在设备停止时警示红灯亮，在设备运行时警示绿灯，在无物料时警示黄灯闪烁。 4）井式工件库：用于存放 32件，料筒侧面有观察槽。 5）安装支架：用于安装工件库和推料气缸。 （ 2）主要技术指标 1）控制电源：直流 24V/6A 2） 制器 三菱 3）光电传感器： ）磁性传感器： ）单杆气缸： ）警示灯： 、机构功能与控制要求 20 搬运机械手机构 搬运机械手的组要组成部分如下图所示（图 （ 1）主要组成与功能 搬运机械手由气动手爪、双导杆气缸、单杆气缸、电感传感器、磁性传感器、多种类型电磁阀、步进电机及驱动器组成。主要完成通过气动机械手手臂前伸，前臂下降，气动手指夹紧物料，前臂上升，手臂缩回，手臂旋转到位，手臂前伸，前臂下降，手爪松开将物料放入料口，机械手返回原位，等待下一个物料到位等动作。 1）气动手爪：完成工件的抓取动作，由双向电控阀控制，手爪夹紧时 磁性传感器有信号输出，磁性开关指示灯亮。 2）双导杆气缸：控制机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。 3）单杆气缸：控制气动手爪的提升、下降，由电控气阀控制。 4）电感传感器：机械手臂左摆或右摆到位后，电感传感器有信号输出。（接线注意棕色接“ +”、蓝色接“ -”、黑色接“输出”）。 5）磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给 磁性传感器接线时注意蓝色接“ -”，棕色接“ 入端”）。 5）步进电机及驱动器：用于控制机械手手臂的旋转。通过脉冲个数进行精图 州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 21 确定位。 （ 2） 主要技术指标 1）控制电源：直流 24V/6A 2） 制器 三菱 3）电磁阀： 44）调速阀：出气节流式 5）磁性传感器： ）气缸： ）气动手指： ）电感式传感器 :）步进电机： 570）步进驱动器： 3 皮带输送与分拣机构 皮带传送与分拣机构组要组成部分如下图所示（图 图 州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 22 （ 1）主要组成与功能 皮带输送与分拣机构 由皮带输送线、分拣料槽、单杆气缸、旋转气缸、三相异步电动机、磁性传感器、光电传感器、电感传感器、光纤传感器及电磁阀等组成。主要完成物料的输送、分拣任务。 1）光电传感器：当有物料放入时，给 个输入信号。（接线注意棕色接“ +”、蓝色接“ -”、黑色接“输出 ” ）。 2）入料口：物料入料位置定位。 3）电感式传感器：检测金属材料，检测距离为 25线注意棕色接“ +”、蓝色接“ -”、黑色接“输出”）。 4）光纤传感器：用于检测非金属的白色物料 ，检测距离为 38测距离可通过传感器放大器的电位器调节。（接线注意棕色接“ +”、蓝色接“ -”、黑色接“输出 ” ）。 5） 1 号料槽：用于放置金属物料。 6） 2 号料槽：用于放置白色尼龙物料。 7） 3 号料槽：用于放置黑色尼龙物料。 8）推料气缸：将物料推入料槽，由单向电控气阀控制。 9）导料气缸：在检测到有白色物料时，将导料块旋转到相应的位置。 10）皮带输送线：由三相交流异步电动机拖动，将物料输送到相应的位置。 11）三相异步电动机：驱动传送带转动，由变频器控制。 （ 2）主要技术指标 1）控制电源：直流 24V/6A 2） 制器 三菱 3）三相异步电动机： 4125W,输出轴转速 130 转 /分。 4）电磁阀： 4）调速阀：出气节流式 6）磁性开关： ）气缸 :）光电传感器： ）电感传感器： 0）光纤传感器： 1）电容传感器： 2）调压过滤器： 有压力表 0 1 泸州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 23 系统的控制要求 控制要求 （ 1）上料机构 在复位完成后，点动“启动”按钮，料筒光电传感器检测到有工件时，推料气缸将工件推出至存放料台，若 3 秒钟后，料筒检测光电传感器仍未检测到工件，则说明料筒内无物料，这时警示黄灯闪烁，放入物料后熄灭；机械手将工件取走后，推料气缸缩回，工件下落，气缸重复上一次动作。 （ 2）搬运机械手机构（自动控制 +手动控制） 1）自动控制：（旋转开关打到自动挡） 当存放料台检测光电传感器检测物料到位后，机械手手臂前伸，手臂伸出限位传感器检测到位后，延时 ，手爪气缸下 降，手爪下降限位传感器检测到位后，延时 ，气动手爪抓取物料 ,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后；延时 ，手爪气缸上升，手爪提升限位传感器检测到位后，手臂气缸缩回，手臂缩回限位传感器检测到位后；手臂向右旋转，手臂旋转一定角度后，手臂前伸，手臂伸出限位传感器检测到位后，手爪气缸下降，手爪下降限位传感器检测到位后，延时 ，气动手爪放开物料 ,手爪气缸上升，手爪提升限位传感器检测到位后，手臂气缸缩回，手臂缩回限位传感器检测到位后，手臂向左旋转，等待下一个物料到位，重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后 ，再将物料放入输送线上。 2）手动控制：（旋转开关打到手动挡） 按一下“手臂伸出 /缩回按钮”时手臂伸出，再按一下按钮手臂缩回，如此按下同一按钮手臂在伸出与缩回两态间往复循环。 按一下“手爪下降 /上升按钮”时手爪下降，再按一下按钮手爪上升，如此按下同一按钮手爪在下降与上升两态间往复循环。 按一下“手爪夹紧 /松开按钮”时手爪抓紧，再按一下按钮手爪松开，如此按下同一按钮手爪在夹紧与松开两态间往复循环； 按一下“手臂右旋 /左旋按钮”手臂向右旋，再按一下按钮手臂向左旋，如此按下同一按钮手臂在向右旋转与向左旋转两态间往 复循环； （ 3）成品分拣机构 当入料口光电传感器检测到物料时，变频器接收启动信号，三相交流异步电机以 30频率正转运行，皮带开始输送工件，当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时，推料一气缸动作，将金属物料推入一号料槽，料槽检测传感器检测到有工件经过时，电动机停止；当料槽二检测传感器检测到白色物料时，旋转气缸动作，将白色物料导入二号料槽，料槽检测传感器检测到有工件经过时，旋转气缸转回原位，同时电动机停止；当物料为黑色物料直接导入三号料槽，料槽检泸州职 业技术学院毕业论文 系统的组成、机构功能与控制要求 24 测传感器检测到有工件经过时，电动机停止。 （ 4）启动、停止 、复位、警示 1）系统上电后，点动“复位”按钮后系统复位，将存放料台、皮带上的工件清空，点动“启动”按钮，警示绿灯亮，缺料时警示黄灯闪烁；放入工件后设备开始运行，不得人为干预执行机构，以免影响设备正常运行。 2）按“停止”按钮，所有部件停止工作，警示红灯亮，缺料警示黄闪烁。 （ 5）突然断电的处理 突然断电，设备停止工作。电源恢复后，点动“复位”按钮，再点动“启动”按钮。泸州职业技术学院毕业论文 系统的硬件设计 25 第 3章 系统硬的件设计 在第二章中已对系统的组成、机构功能与控制要求进行的介绍。本章中组要对 制所需的各类元器件、 I/O 分配和硬件原 理图进行设计。 系统元器件 上料机构配置元器件 （ 1） 光电传感器 2 只 （ 2） 磁性开关 2 只 （ 3） 单杆气缸 1 只 （ 4） 单控电磁阀 1 只 （ 5） 警示灯（图 3 只 搬运机械手机构配置元器件 图 警示灯 （ 1） 单杆气缸 1 只 （ 2） 双杆气缸 1 只 （ 3） 气动手爪 1 只 （ 4） 电感传感器 1 只（图 （ 5） 磁性开关 5 只 （ 6） 行程开关 2 只 （ 7） 步进电机 1 只 （ 8） 步进驱动器 1 只 （ 9） 单控电磁阀 2 只 图 感器 （ 10） 双控电磁阀 1 只 皮带传送与分拣机构配置元器件 （ 1） 三相交流减速电机（ 出转速 130r/1 台 （ 2） 滚动轴承 4 只 （ 3） 滚轮 2 只 泸州职业技术学院毕业论文 系统的硬件设计 26 （ 4） 传输带 1500 67 2 （ 5） 旋转气缸 （ 6） 电感传感器 1 只 （ 7） 光纤传感器 1 只 （ 8） 漫反射式光电传感器 1 只 （ 9） 对射式光电传感器 1 对 （ 10） 磁性开关 4 只 （ 11） 物料分拣槽 3 个 （ 12） 导料块 2 只 （ 13） 单控电磁阀 2 只 输入 /输出（ I/O）点分配 序号 名称及功能说明 1 动按钮 2 止按钮 3 位按钮 3 周期控制 4 料检测光电传感器（料库） 5 料推出检测光电传感器（放料台） 6 料伸出限位传感器 7 料缩回限位传感器 8 臂伸出限位传感器 9 臂缩回限位传感器 10 爪下降限位传感器 11 爪提升限位传感器 12 爪夹紧限位传感器 13 械手基准传感器 14 料一伸出限位传感器 15 料一缩回限位传感器 16 料转出限位传感器 （ 1）输入点分配（表