(完整版)机械手+物料分拣完整版课程设计

1、亚龙YL235A型光机电一体化实训目录1、 前言 22、课题内容简介33、实训器材34、整机工作原理45、整机工作流程56、课题要求 54.1、 初始状态 .64.2、启动.64.3、送料 .64.4、机械手搬送工件.6.4.5、工件分拣.64.6、设备停止.6.5、 工件分拣的意外情况处理7.6、 进行工件传送分拣的皮带输送机76.1 、物料分拣传送带76.2 、机械手搬运机构 .86.3 、变频器参数 .97、三菱变频器参数设置方法 108、I/O分配表 11.9、I/O分配图 1210、端子接线图 .1311、状态转移图 .1412、梯形图 1513、结束语 2214、参考文献 .23、

2、八,、刖言作为自动化专业的学生，PLC是我们最基础的专业课。 众所周知，PLC 自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核心控制作用。PLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境，PLC和工控机（IPC）相比，其运行可靠、 可扩展性好、便于电气连接、控制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高 级语言都是PLC所不能比拟的。组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLC，组态软件（上位机）所起的控制作用很小。人机界面一般用于简单的动作控制，工艺 参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上属于控制范畴，但它并未真正起到 核心控制作用，因为真正长期的自动运行控制是由PLC完成。我们

3、不经常使用工控机作为核心控制部分的原因有两点：第一，工控机不适于在很恶略的环境下 运行；第二，工控机经常采用的 Windows系统并不能够让人放心，其长期运行 效果并不好。尽管PLC、IPC在自动化控制中扮演不同角色，在许多运行连续时间较短， 环境相对比较好的地方，人们还是希望使用IPC进行核心控制。使用IPC进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为简单的办法就是使用组态软件。在工 厂和企业里面PLC 一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得PLC的人才太少，希望针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！25一、课题内容简介本次实训项目-亚龙YL-235A型光机电一体化实训主要包含了机电

4、一体化 专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、触摸屏控制、可编程控制 器、传感器，变频调速等多项技术，为我们提供了一个典型的综合实训环境，使 学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识，在这里能得到全面的认识与巩 固、综合的训练和实际运用。亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置既包含 了机电一体化专业所涉及的基础知识、 专业知识和基本的机电技能要求，也体现 了当前先进技术在生产实际中的应用。 同时为我们提供了一个典型的、可进行综 合训练的工程环境，为我们构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台如图1-1三菱PLC主机、变频器:图1-1三菱PLC主机、变频器二、实训器材实训控

5、制台一台（电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、警示灯） 电工常用工具一套计算机一台连接导线若干机械手模拟显示模块一块传送带和物料槽、变频器、电机电源模块：三相电源总开关（带漏电和短路保护）、熔断器。单相电源插座用于 模块电源连接和给外部设备提供电源，模块之间电源连接采用安全 导线方式连接。按钮模块：提供了多种不同功能的按钮和指示灯（DC24V，急停按钮、转换开关、蜂鸣器。所有接口采用安全插连接。内置开关电源（24V/6A 一组，12V/2A 一组，）为外部设备工作提供电源。PLC模块：采用三菱FX2N-48MR继电器输出，所有接口采用安全插连接。变频器模块：三菱E540-0.75KW控

6、制传送带电机转动，所有接口采用安全插连 接。警示灯：共有绿色和红色两种颜色。引出线五根，其中并在一起的两根粗线是 电源线（红线接“ +24” ，黑红双色线接“ GND ），其余三根是信号 控制线（棕色线为控制信号公共端，如果将控制信号线中的红色线和 棕色线接通，则红灯闪烁，将控制信号线中的绿色线和棕色线接通， 贝膠录灯闪烁）。三、整机工作原理在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复位过程，当装置复位到位后，由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电 传感器检测；如果送料电机运行若干秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物 料，则说明送料机构已经无物料或故障， 这时要

7、停机并报警；当物料检测光电传 感器检测到有物料，将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物， 然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降，将物料放 到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程；传感器则根据物料的材料特性、颜色 等特性进行辨别，分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。四、整机工作流程送料机构融摸屏可编秤控制器 PLC）III弘戲搬运机HL械手放料驱动传送苗四、课题要求工件分拣设备能自动完成金属工件、黑色塑料工件与白色塑料工件的传送、分拣与包装任务。1. 初始状态通电后，红

8、色警示灯闪亮，提示工件分拣设备送电。此时，设备的相关部件 应为初始状态。相关部件的初始状态为：供料盘的拨杆停止转动。机械手停止在左限止位置，气爪松开，手臂气缸和悬臂气缸活塞杆缩回。 传送带停止运行，分拣气缸 A、B、C的活塞杆全部缩回复位。急停按钮处于复位位置（常开触点断开、常闭触点闭合）2. 启动在设备相关部件为初始状态的情况下，才能按下启动按钮SB5使设备进入运 行，红色警示灯灭，绿色警示灯闪亮。3、送料按下启动按钮SB5后，若物料盘上的出口传感器检测无物料， 则送料电动机 开启，驱动物料盘旋转送料，当出料口传感器检测到物料后停止送料； 如果送料 电动机运行20秒后，出料口传感器仍没检测到

9、物料，则停止送料，红色警示灯 闪亮，报警器报警，直到按下复位按钮才停止报警，并重新开始。4、机械手搬送工件当出料口传感器检测到物料且机械手和各气缸活塞杆的位置正确时，按下启动按钮，机械手开始搬物加工。机械手悬臂伸出下降夹紧物料，夹紧1秒后上升缩回右转伸出下降放物， 延时1秒后上升一一缩回一一左转至左侧极限位置停止，等待传送带上的工件分拣完成后再进 行下一次搬物。5、工件的分拣通过皮带输送机位置U的进料口到达传送带上的工件，按下面的方式分拣：进料口放入工件后，传送带启动。放入传送带上金属、白色塑料或黑色塑料 中每种工件的第一个，由位置川的气缸 A推入出料斜槽D;每种工件第二个由位 置W的气缸B推

10、入出料斜槽E;每种工件第二个以后的则由位置V的气缸 C推入 出料斜槽F。每次将工件推入斜槽，气缸活塞杆缩回后，机械手再进行搬运下一 个工件。推料时，传送带要先停止。当出料斜槽D和E中各有1个金属、白色塑料和黑色塑料工件时，设备停止 运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮，报警器报警2秒，等待下一轮的工作。6、设备的停止需要停止工作，按下停止按钮SB6按下停止按钮SB6时，所有正在工作的部件，应完成当前工件分拣成功后， 设备才能停止运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮。再次启动时，设备继续运 行。五、工件分拣设备的意外情况处理机械手在夹持工件时可能会出现意外，请对这种情况作出下述处理与保护： 由于位置

11、I的机械手取件平台的工件相互挤压， 使机械手气爪夹持不到工件 就提升。发生此种情况时，机械手应立刻回到初始状态并停止， 同时蜂鸣器发出 鸣叫声。当出现这种情况，蜂鸣器发出鸣叫后，工作人员应按下急停按钮 QS使设备 停止运行。QS按下后，蜂鸣器停止发声。当故障排除后，作人员将 QS复位，设 备将在停止时保持的状态上继续运行。六、进行工件传送分拣的皮带输送机6 1在传送带支架上的位置U、M、W、V分别安装光电传感器或接近式 开关。在位置M、W、V分别安装工件推送气缸 A、B、C,各气缸有对应的出料 斜槽D E、F,各气缸也装有检测活塞杆位置的磁性开关。81 磁性开关D-C73 2 传送分拣机构 3

12、 落料口传感器 4 落料口 5 料槽6 电感式传感器 7 光纤传感器 8 过滤调压阀9 节流阀10 三相异步电机 11 光纤放大器12 推料气缸图5-1 工件分拣设备元件、器件名称及位置落料口传感器：检测是否有物料到传送带上，并给 PLC一个输入信号。落料孔：物料落料位置定位。料槽：放置物料。电感式传感器：检测金属材料，检测距离为35mm光纤传感器：用于检测不同颜色的物料，可通过调节光纤放大器来区分不同颜色 的灵敏度。三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。推料气缸：将物料推入料槽，由电控气阀控制。6 2机械手搬运机构I 旋转气缸 2 非标螺丝 3 气动手爪 4 手爪磁性开关 Y59BLS

13、 5 提升气缸6磁性开关D-C73 7 节流阀8 伸缩气缸 9 磁性开关D-Z73 10 左右限位传感器II 缓冲阀12安装支架整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制。磁性传感器：用于气缸的位置检测。检测气缸伸出和缩回是否到位，为此在前 点和后点上各一个，当检测到气缸准确到位后将给 PLC发出一个信 号；（在应用过程中棕色接PLC主机输入端，蓝色接输入的公共端）手爪：抓取和松开物料由双电控气阀控制，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。旋转气缸：机械手臂的正反转，由双电控气阀控制

14、。接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。（在应用过程 中 棕色线接直流24V电源“+”、蓝色线接直流24V电源“- 黑色线接PLC主机的输入端）伸缩气缸：机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。气缸上装有两个磁性传感 器，检测气缸伸出或缩回位置。缓冲器：旋转气缸高速正转和反转时，起缓冲减速作用6 3皮带输送机由带减速箱的三相交流电动机拖动，交流电动机转速由变频器控制，运行频率设定为正转30Hz,反转20Hz，加、减速时间等于1s。变频器参数设置序号参数代号参数值说明1P430高速2P530中速3P620低速4P71加速时间5P81减速时间6P1407P792电动机控制模式8P8

15、0默认电动机的额定功率9P82默认电动机的额定电流10P83默认电动机的额定电压11P84默认电动机的额定频率七、二菱变频器参数设置7、1参数设置方法除一部分参数之外.参数的设定仅在用加选择PU換作模式时可以实施 一个参数值的设定既可以用数字键设定也可以用键增减 -按下 回 键弱写入设定值井更新另外，作为与运行摸式无关的设定方注*可将Pr. 77设为“2”二参照卿页; （注）参数写入不可的情况下*参照15顶。例二将比79操作模式选择：的设定值.由外部操件模式）变更为仁（PU噪件 模式）的情况（Pr.79的详述请参照100页）P厂 0 0* |&巨 JQ至3.2.6操作模式用回謎切劃参数设定模武

16、最离位闪烁 卿啖陌回帧0厂中间位闪烁最低位闪烁现在的设定值设定值的娈更回回按1后设定11的写入或)x3 回IP rf Ei的情况下 RUN显示点亮或闪烁时.按區）键，尸 或把接在控制瑞子的正转（計F）或反J | 转（WTW信号切换到OFF，停止运行”设定值不能在参数设宦范園外设定.傭百 入设定范固内的值.f 儿79二LPU操作揍式”被设定如果设定值和泰数号叵竺不闪烁 为可爾的情况时，则设定值写入时” I 5FT攏没有按够15saiK先按一次（可键.然后扌熨回键.重新设定。八、I/O分配表输入地址输出地址序号地址备注序号地址备注1X0启动1Y0驱动手臂右转2X1停止2Y13X2气动手爪传感器3Y

17、2驱动手臂左转4X3旋转左限位传感器4Y3驱动转盘电机5X4旋转右限位传感器5Y4驱动手爪抓紧6X5气动手臂伸出传感器6Y5驱动手爪松开7X6气动手臂缩回传感器7Y6驱动提升气缸下降8X7手爪提升限位传感器8Y7驱动提升气缸上升9X10手爪下降限位传感器9Y10驱动臂气缸伸出10X11物料检测传感器10Y11驱动臂气缸缩回11X12推料一伸出限位传感器11Y12驱动推料一伸出12X13推料一缩回限位传感器12Y13驱动推料二伸出13X14推料二伸出限位传感器13Y14驱动推料三伸出14X15推料二缩回限位传感器14Y15驱动报警15X16推料三伸出限位传感器15Y16停止指示红灯16X17推料

18、三缩回限位传感器16Y17运行指示绿灯17X20启动推料一传感器17Y20电机正转中速18X21启动推料二传感器18Y21电机反转低速19X22启动推料三传感器20X23启动传送带传感器21X24急停22X25复位开关23X27初始化状态九、I/O分配图4源电部外团集技科龙亚图理原线接2 2 081VU源电部外接指示灯公共端接端子停止红色指示灯接端子启 动绿 色指示灯三伸出伸出伸出缩回缸上升缸下降驱动手爪松开-fl驱动手爪夹紧驱动转盘电机驱动旋转气缸反转Q驱动旋转气缸正转E 0&8-2-菱三ISO 5y 0 严 肥匚-a、 mLAu. Pb. Tk A p Z!带入料检测光电传感器A 启动推料

19、三传感器A启动推料二传感器启动推料一传感器推料三缩回限位传感器推料三伸出限位传感器推料一缩回限位传感器推料二缩推料二伸伸出限位传感器回限位传感器出限位传感器物料检测光电传感器下降限位传感器提升限位传感器气动手臂缩回传感器气动手臂伸出传感器I旋转右限位传感器I旋转左限位传感器气动手爪传感器停止丄启动!.十、端子接线图头莘两的圈线 一示表2“ ” 1“中图。圈线个两厦 圈线个-向单，向双和向单分阀控电、2 ”出输示表色黑”负“示 蓝”正“示表请线出書感传、1物料检测光电传感器输出物料检测光电传感器负物料检测光电传感器正图置布 线 接驱动推料三伸出单向电控阀2 驱动推料三伸出单向电控阀1 驱动推料二

20、伸出单向电控阀2 驱动推料二伸出单向电控阀1 驱动推料一伸出单向电控阀2 驱动推料一伸出单向电控阀1 驱动手臂右转双向电控阀2 驱动手臂右转双向电控阀1 驱动手臂左转双向电控阀2 驱动手臂左转双向电控阀1 驱动手臂缩回双向电控阀2 驱动手臂缩回双向电控阀1 驱动手臂伸出双向电控阀2 驱动手臂伸出双向电控阀1 驱动手爪下降双向电控阀2 驱动手爪下降双向电控阀1 驱动手爪提升双向电控阀2 驱动手爪提升双向电控阀1 驱动手爪松开双向电控阀2驱动手爪松开双向电控阀1 驱动手爪抓紧双向电控阀2 驱动手爪抓紧双向电控阀1触摸屏电源负触摸屏电源正转盘电机电负 转盘电机电正 警示灯电源负警示灯电源正 指示灯信

21、号公共端驱动停止警示灯绿驱动启动警示灯红OL OLTOO需OC-1LaO二OOOJOOvOUbOLcJ-HT-JOOOCB-4GmOO話OOOcO* jZ-OOOC -jO*O O=3-3OOOOOOQO!4光纤传感器二输出 光纤传感器二负 光纤传感器二正光纤传感器一输出光纤传感器一负 光纤传感器一正电感式接近传感器输出 电感式接近传感器负 电感式接近传感器正oooFT- ue!3oouTJ:or-ojC_ioE- r -of-pi； r-oo卜二推料三气缸推料三气缸 推料三气缸 推料三气缸推料二气缸 推料二气缸 推料二气缸 推料二气缸 推料一气缸 推料一气缸 推料一气缸 推料一气缸 手爪提升

22、气缸下 手爪提升气缸下 手爪提升气缸上 手爪提升气缸上 手臂气缸缩回 手臂气缸缩回 手臂气缸伸出 手臂气缸伸出 手臂旋转右限 手臂旋转右 手臂旋转右 手臂旋转左限 手臂旋转左 手臂旋转左光电传感器输出 光电传感器负 光电传感器正 缩回磁性传感器负 缩回磁性传感器正 伸出磁性传感器负 伸出磁性传感器正 缩回磁性传感器负 缩回磁性传感器正 伸出磁性传感器负 伸出磁性传感器正 缩回磁性传感器负 缩回磁性传感器正 伸出磁性传感器负 伸出磁性传感器正 手爪磁性传感器负 手爪磁性传感器正 限位磁性传感器负 限位磁性传感器正 限位磁性传感器负 限位磁性传感器正 限位磁性传感器负 限位磁性传感器正 限位磁性传

23、感器负 限位磁性传感器正 位接近传感器输出 限位接近传感器负 限位接近传感器正 位接近传感器输出 限位接近传感器负 限位接近传感器正obTfo-oo4Jl Aoot-oo1 1 JpoooooliCoHro倉o coli C!poC-Ji cooooL-oo二oopio二ooooC3C4 Y017-IIIJ1井SCTOMl K024T35411 IKroMl X024Y0161 I11X012X014KO 25KOOO K0Q1TIpMiixoai xooo1K3 |X024 KOQOK5MM6002TlxcooX027(Y016YO15-SETSOpSTLSO-SETS20-SETS1QO0

24、141923273339434751同5556S10iioioiOOTHIK006HIK003 XDO0 X007 HIIII卜H5M3MO X0111006W&-44-n1010X011井X011-I卜T1YO05YOO? (you YOO?soS20K200K10T1):)STLS21(Y010S22(STL S22006S231rsnS236162787999I0O105106111M5TF(Y004K1C272SET5TL524MEJ-f-lX007Z011X011T10MS-1X006MHM5-1X006-H-lX004SETSTLSTLSETSTJ.SETSTLSETSTLY007

25、S40S25S40ToasK10T1JS41(Y01150(Y011525S2tiYOOOS2752?112120121132133N1142147148153154159M5(T010XC05卄STSTL5231601651661711T21821831901931 96199200Y006KtlO卄S29(FTSTLS50M5coK2SET5(53M5折M5M5STLS611100*(Y012K012T卜STLS43S62Y021K10T2OT20M卜.SETS6l?101T卜Y013KI(TL01SO14.SETrSTLY021K30(T21TilMFSTLS651102卄Y014KI(

26、TL02U016卄S432272282392402嗣249260261263270亚龙YL235A型光机电一体化实训527S70SETSETSEISETS71572SY 3S71(Y020K2；8(T25S74ST4MET103卜7013KIT103S01251543S72M5 TLC444卜fOL3KIM5XU14SETSTLT(MS73T26SET(Y021S7528123230631031631933033142343亚龙YL235A型光机电一体化实训41329513523924D0401412CTTS75T105STLS80M5=T27T FM5 T106K012C2C2C2SS1SETSETSTL5S2S83S817020K52 127SS4STL SS4 012KIIQSSET 343STLS82亚龙YL235A型光机电一体化实训325TJ08Xf I