SoftLink自动气动分拣线机械回路及控制系统设计

1、基于SoftLink全自动气动分拣线呆板回路及控制系统设计摘要随着财产4.0的到来以及财产自动化的生长与普及，生产效率是每个企业致胜的要害。而人工在繁杂重复的物料分拣中越来越满足不了企业和社会的需求，而且陪同着人力资源的匮乏以及代价的昂贵，企业更是包袱不起。为了解决这一矛盾，协调好人、呆板和物料这三者之间的十系，即用最少的人力控制呆板来完成对物料高效且精准的分拣。全自动气动分拣流水线便应运而生。本文主要陈诉了SoftLink产物（PLC）控制的全自动气动分拣流水线的设计。分拣线的硬件部分采取三坐标呆板手以及回转呆板手可以实现多工位、多流程的成果；采取气动做为动力系统，具有代价低廉、宁静、活洁、

2、环保的优点，使用电磁换向阀和睦缸完成行动的实现；控制系统为SoftLink产物，采取此系统配合传感器使流水线具有高水平自动化、高精度、运行稳定、易于控制的特点；采取SoftPro软件进行编程，步调采取ST、梯形图语言。以上每一部分均在本文中有详细的介绍。此流水线采取传感技能，多工位同时运行实现了全自动、高准确度、高效率的成果。要害词：呆板设计，SoftLink,传感器，气动BASEDONTHESOFTLINKAUTOMATICPNEUMATICSORTINGLINEDESIGNABSTRACTWiththearrivalofthe4.0industryandthedevelopmentofin

3、dustrialautomationandpopularization,theproductionefficiencyisthekeytoeachenterprisewins.Materialsandartificialinrepetitivesortinginmoreandmorecan'tsatisfytheneedsofenterprisesandsociety,andaccompaniedbythelackofhumanresourcesandthepriceisexpensive,enterprisealsocan'taffordit.Inordertosolveth

4、iscontradiction,tocoordinatethegoodrelationshipbetweenthesethree,machineandmaterial,whichUSEStheleastamountofhumancontrolofmachinetocompletethesortingtotheefficientandaccurateofmaterials.Automaticpneumaticsortinglinewasborn.ThisarticlemainlytellstheSoftLinkproducts(PLC)controlofthedesignoftheautomat

5、icpneumaticsortingline.Sortinglinehardwarepartadoptsthreecoordinatesofthemanipulatorsandrotarymanipulatorcanrealizethefunctionofthetransfer,process;Adoptpneumaticasadynamicsystem,withtheadvantagesoflowcost,safe,clean,environmentalprotection,maketheactionofusingelectromagneticdirectionalvalveandcylin

6、der;ControlsystemfortheSoftLinkproducts,adoptthesystemwithasensorassemblylinewithahighdegreeofautomation,highprecision,stablerunning,easytocontrolthecharacteristicsof;UsingSoftProsoftwareprogramming,theprogramusingST,ladderdiagramlanguage.aticKEYWORDS:Mechanicaldesign,SoftLink,sensor,pneum前言1第1章呆板设计

7、2§1.1行动阐发2§送料机构设计4§1.2.1直线送料机构44444第2章传感器的选择5§2.1磁性开关的选择5§2.2光电传感器的选择5§2.3数字光纤（颜色）传感器的选择6§数字量输入针对差异开关接线要领6§干触点/通断开关接线要领图6§三线制数字量感触开关PNP型和NPN型7第3章电控系统设计9§9§9§10§SOFTLINKIDEABOXmini控制器简介10§SOFTLINKIDEABOXmini控制器10§SoftlinkCANop

8、en现场总线远程I/O11§I/O界说12§12§13第4章气动系统设计14§4.1气缸的选择14§4.1.1气爪的选型14§双活塞杆气缸的选型15§17§19§20§20第5章SoftPro软件系统的认识22§5.1SOFTPRO编程软件22§5.2Softpro运行于WindowsCE/QNX多种利用情况.22§22§白由且富厚的HMI组态界面23§23§23第6章步调编写与简介24§6.1步调简介24§24&#

9、167;24§6.3.1软件PLC配置24§25结论27参考文献28致谢29附录*30附录二33附录三34随着财产4.0的到来，现代财产生产中自动化、呆板化已经成为企业的重要支柱，无人生产线、无人车间已经随处可见。在科技和经济飞速生长的现代，企业对高生产效率、高精准度的要求以及对生产情况多样化的需求使得人工在某些部分无法完成，尤其是在分拣系统中，恶略的情况随处可见，如有害气体、高温、放射性。所以自动化在物料分拣系统中已经企业的最佳选择。自动分拣系统是在二战后发达国度的物流分拣中心兴起，到现在为止已经成为企业财产生产中必不可少的环节。全自动分拣线能连续的，批量的分拣差异颜色的

10、球体，分拣错误率极低，而且全历程实现无人化。自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等得限制，可以连续的运行，同时由于自动分拣系统单元时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是人工系统无法相比的。它适用于：烟草、邮政、医药、物流配送中心、连锁超市、白货商场制造财产等。自动化分拣系统为财产生产以及物流中心大大提高了效率，这种自动分拣系统正是先进配送中心所必须的设施条件之一。如果再配备立体车库，则整个自动化系统一定会越发完美。本设计主要以差异颜色的的球料为分拣工具，以PLC为主控制系统，以气动做为动力源，呆板部分采取气缸驱动，包罗分拣系统中最为主流、常见的成果流程，本设计实现了高效率，高准确度的全自

11、动分拣。本文主要介绍了呆板部分的设计与盘算，电控系统中PLC、传感器的介绍以及选型以及电控元件之间的重要部分连线，气动部分的元件以及气缸选型，软件部分的介绍以及步调的编写与调试。由于本人水平有限，论文编写处多有不当，期待老师的批评指正。第1章呆板设计§1.1行动阐发行动一：由标准型气缸组成实现推杆的推升行动，把小球推出物料篮。行动二：由滑台气缶工、双导杆气缶工、气动手指完成气动呆板手将球带到指定位置并由传感器检测是否到位。行动三：由导杆气缸、强力气动手指、回转摆动缸完成气动呆板手抓取小球顺时针转动900后放下小球，小球沿轨道自行转动到指定位置，在轨道的始端有传感器检测小球是否到位。行

12、动四：水平移动的挡片在一标准气缸的支配下控制球门的开启，使小球从滑道一掉落到回转事情台的前置轨道，每次只允许一个小球通过。行动五：由标准气缸支配的推动杆将小球推动到回转事情台上。行动六：回转事情台在气动分度盘的发动下转过一定角度，被推动到回转事情台球在出口落下并沿轨道转动到摆动夹紧缸下。行动七：在摆动夹紧缸和睦动吸盘的发动下，小球逆时针转过90°进入轨道四，颜色识别器对差异颜色的小球进行识别。行动八：小球在一个滑台气缸、两个双杆气缸、吸盘的发动下凭据颜色的差异被送往轨道五和六，小球自行转动到轨道末端，每个轨道都有传感器检测小球是否到位。行动九：由一个滑台气缸、两个双杆气缸、一个气动吸

13、盘组成的三坐标呆板手将小球送往起始位置一物料篮。图1.1行动流程图图1.2行动流程图§1.2.1直线送料机构直线送料机构主要完成竖直（Z轴）偏向的送料，由标准型气缸驱动，送料棒完成，应用于行动一和行动五。§1.2.2二坐标送料机构二坐标送料机构主要完成竖直（Z轴）偏向敷衍球料的夹取以及水平（Y轴）偏向的送料，由滑台气缸、双缸气缸、双指气动手指、连接部件以及型材组成，应用于行动二。§1.2.3回转送料机构回转气缸主要完成球料水平偏向X、Y轴之间的转换，回转气缸包罗回转摆动气缸和回转夹紧气缸。回转摆动气缸与有两个带导杆气缶工和一个二指气动手指组成的二坐标呆板手完成对球

14、料的传送，用于行动三。回转夹紧气缸用于行动七。§1.2.4回转事情台回转事情台主要完成对球料的储存以及运送，回转事情台为八工位，内部结构为气缸驱动齿条，齿条发动齿轮转动。用于行动六，在财产生产中可以用于产物的打标，质量查抄等工序。§1.2.5三坐标呆板手三坐标呆板手主要完成球料在三维空间中的传送运输。三坐标呆板手分为两种：一种由带导轨滑台气缸两个带导杆气缸组成，用于行动八；另一种由磁耦气缸、带导杆气缸、双缸气缸组成，用于行动九。第2章传感器的选择§2.1磁性开关的选择本流水线设计行动的执行全部由气缸实现，而且每个行动都需要有精准的位置，因此需要对气缸的行程进行定位

15、。由于磁性开关具有易于安装，而且可以和睦缸很好的融为一体，所以选择磁性开关对气缶工的行程进行定位，从而实现精准的行动控制。由于气缸形状、类型的差异所以需要选择差异类型的磁性开关。本设计中总共用到了TA、TD、TE、TG、TR、SH系列的磁性开关。这6种类型的磁性开关均为控制行程的传感器。每个类型的传感均选用常开型，别的每个类型的传感器均分为两线式和三线式，其中三线式分为NPN、PNP型。因为两线型便可以完乐成能，所以每个类型的磁性开关均选用两线式常开型。其事情原理为当气缸的活塞运动到磁性开关的位置时，活塞上的磁性会吸合磁性开关，磁性开关的一端连接24V电源正极，另一端连接PLC的扩张IO,所以

16、当磁性开关吸适时就会发送一个高电平给PLC,使PLC吸收到信号。§2.2光电传感器的选择本流水线在运行时需要检测球料运动是否到位，用于检测目标产物是否到位的传感器一般选用光电传感器和靠近传感器，而靠近传感器只能用于检测金届器件，本流水线的球料为非金届的，所以选用光电传感器。光电传感器为三线，分为PNP、NPN、常开、常闭型。PNP常开型输出的是高电平，NPN常开型输出的是低电平。因为控制器为高电平有效，所以应选择PNP常开型。如果选用NPN常开型也可以通过中问继电器转换与PLC连接。由于检测距离比力近，大概为200mm,所以选择扩散反射短距离式，检测距离为300mm,光源为赤色LED

17、灯，为集电极开路输出，电压为24V,最大100mA。§2.3数字光纤（颜色）传感器的选择光纤传感器未来自光源的光信号通过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）产生厘革，成为被调至的信号源，再经过光纤送入光探测器，经调解后，得到被测参数。与光电传感器类似，光纤传感器也采取PNP常开类型。本流水线主要实现赤色球料和玄色球料的检测分拣，选用的传感器为电缆型1路输入2路输出，当玄色球时输出一个高电平，当赤色球时输出为两个高电平。光源为赤色，4元素发光二极管（波长630nm）。§2.4数字量输入针对差异开关接线

18、要领§干触点/通断开关接线要领图（本设备中使用的磁性开关都是此类开关）通断类型开关通常有棕蓝两根线，接线时棕线V+连接电源正端，蓝§2.4.2常用的三线制数字量感触开关分PNP型和NPN型：PNP常开型开关导通时输出高电平，NPN常开型开关导通时输出低电平。PNP与NPN型传感器一般有三条引出线，即电源线VCC（棕）、0V线（蓝），out信号输出线（黑）。1. PNP常开型开关：棕线连接电源正V+,蓝线连接0V,黑线接入PLC输入端子，黑线即为信号线，接完PLC负载后与OV连接，接线图如下：2. 图2.2PNP型传感器接线图NPN常开型开关通过继电器转接入PLC输入端接线要

19、领：棕线连接电源正V+,蓝线连接0V,黑线接入继电器线圈一端，继电器线圈另一端连接电源正V+,继电器中常开触点一端连接电源正V+,另一端接入PLC输入端子。如下图所示：h«laS'©OQ000000OtZpiJlGfOUfi-lternUGbPOGt-叩-耳®|®1O|®I®|®|®|®|®I®|®1®I®|®®|®®|®0®©©(D®©®

20、©©©©©©®©©©|TC2*VEARTH小间电:3. 图2.3NPN型传感器接线图上述为继电器的一种用途，继电器的另一种用途为：低压电路控制高压电路。继电器线圈两端接低压电路，常开触点接高压电路，低压通电线圈吸合常开电路开关，从而实现对高压电路的控制。第3章电控系统设计本流水线采取固高欧辰的SoftLink系列产物的SOFTLINKIDEABOXmini控制器。CPU:Ideaboxmini300412-1CG02I/O:CANOpen远程I/ORT133-1PL02-CAN§3.1

21、控制器的选型§3.1.1方案方案一：单片机控制单片机乂称单片微控制器，是一种集成电路芯片，是采取电路集成技能将CPU、ROMRAM多种IO口和中断系统、定时器/计数器等成果集成丁一起的微型盘算机系统。它质量轻、体积小、代价自制，被遍及应用丁财广控制领域，如导航系统、仪表系统、家用电器、工控系统、通讯设备。单片机引领了产物的更新换代，智能型徐徐到来。单片机相当丁一个微型的盘算机，作为盘算机生长的一个分支领域，单片机可大抵分为专用型/通用型、工控型/家电型、总线型/非总线型。单片机系统结构简单，使用方便，便丁生产便携式产物。方案二：PLC控制可编程逻辑控制器（PLC）是一种专业用丁财产控

22、制的盘算机，适合丁大型自动加工流水线。PLC的生长取代了继电器线路和进行顺序为主的产物，PLC控制器的硬件采取积木式结构，有数字IO模板，母版，模拟IO模板，用户可以凭据自身需要在母版上扩展大概利用总线技能配备远程扩展IO来实现目的。PLC在实现种种数量IO控制的同时，还可以输出模拟脉冲和数字电压，从而可以控制步进电机、伺服电机、变频电机等。PLC具有断电掩护、自我诊断、输入输出光电断绝，更滋扰能力强。方案三：DCS控制DCS是集散控制系统的简称，以微处理处罚器为控制系统，采取控制成果疏散、显示利用会集的新一代仪表控制系统。DCS在控制上特点为靠着种种运算、控制模块的灵活组态，实现多种化的控制

23、战略，该系统能够直接完成顺序控制、数字控制、数据收罗与处理处罚、批量控制以及最优控制成果。DCS可以监视和控制工艺的整个流程，对自身进行组态、维护和诊断。§3.1.2比力与选型用单片机做控制系统要受制丁结构结构、制版工艺、器件质量等因素的制约，而且抗滋扰能力差、扩展困难、开发周期长、对情况依赖性强。DCS控制系统无法在工程师站对现场进行远方的组态、维护和诊断。DCS系统比力庞大，控制器和数据公路是系统的要害，整体投资时要一步到位，事后在进行扩容比力困难。综合比力，PLC具有使用方便、编程简单，成果性强，可靠性强、抗滋扰能力强，性能代价比高的优点。综上所述，选用PLC做控制系统。

24、67;3.2SOFTLINKIDEABOXmini控制器简介§3.2.1SOFTLINKIDEABOXmini控制器将财产自动化技能和信息技能完美结合在一起，适用丁中小型漫衍式PLC系统和中小型高端呆板设备。 采取X86构架核心处理处罚器，扫描周期1ms;可扩展16个本地I/O模块，包罗开关量、模拟量、通讯模块、成果模块；支持CANOpen总线、TCP/IP、RS485/RS322、ModbusTCP/RTU、OPC等多种通讯模式进行远程访问、调试与控制；最多支持126个远程I/O从站，最大传输距离10KM; 支持多达32轴的运动控制成果，包罗点位、多轴同步、电子齿轮、电子凸轮、PT

25、等成果； 软件编程平台SOFTPRO完全切合IEC61131-3国际标准。本设备选用的Ideaboxmini300412-1CG02控制器，自带24路DI和24路DO,通过CANopen总线扩展I/O点数，并可以扩展运动控制，通过Ethernet口对控制器进行编程和在线监控，也可以实现多台控制器之间通讯等。CPUX86600MHz通讯援口10/100MbpsElhernetk2/CANopenx1/内存256MB板栽DDR2RS232+RS485/USB20存储设备512MB(标配)i/ojgn葬种湿箪型示方式HMI：鲸:0-65DC湿度:5%-90%结赚作系统WinCE5.0产品尺寸162k

26、90k60mm(L»*W»H)图3.1SOFTLINKIDEABOXmini控制器§3.2.2SoftlinkCANopen现场总线远程I/OCANopen是一种架构在控制局域网路(ControllerAreaNetWork,CAN)上的高层通讯协定，也是财产控制常用到的一种现场总线。由CiA(CANinAutomaion)进行标准的起草及审核事情，基础的CANopen设备及通讯子协定界说在CiA301中。针对个别设备的子协定以CiA301为基础再进行扩充，如针对I/O模组的CiA401及针对运动控制的CiA402。CANopen采取双线申行通信要领，一个CANo

27、pen网络上最多允许127台设备，最大传输速率1Mbps/40米，最大传输距离10000米/5kbps。CANopen远程I/O从站模块实现了到CANopen总线网络的快速连接，收罗现场信号并与主站进行通讯，可靠完成对现场设备的控制。本设备选用的CAPopen远程I/ORT133-1PL02-CAN是16路数字量输入和16路数字量输出模块。数字量输出为继电器型，可以凭据需要选择性输出低电平或高电平；输入端敷衍三线制NPN和PNP型开关都可以连接，兼容性强图3.2扩展IO§3.3I/O界说见附录一§3.4电控元件表3-1电控兀件表器件代号数量成果说明SOFTLINKIDEAB

28、OXmini控制器1进行历程控制和行动控制SoftLinkCANopen现场总线远程I/O2对PLC的I/O进行扩展24V开关电源1给除照明以外的所有回路供电12V开关电源1比力明电路进行供电光电传感器1用丁识别小球是否到位、辨别小球颜色继电器24用丁共阳传感器到共阴PLC之间的转换三相电源插座1对外部设备进行供电熔断器1用丁掩护电路，预防短路对设备损坏接线端子24用丁线路之间的转换以及接口的扩展24V风扇1对电路进行散热照明灯用丁照明电线用丁供电和信号的通报线槽安置电线§3.5电控图见附录图3.3电控图第4章气动系统设计§4.1气缸的选择§.1气爪的选型气爪选择

29、时应注意的事项增加特别的火头重量，将会增加运动质量，增高了动能，在火头运动到终点位置时，会损坏气爪。火头安装气爪时，应使用定位销。火头的重复定位精度，气爪的复位精度为mm。气爪不应在侵蚀介质、焊接火花、研磨粉尘的场合下使用。不要在未节流的情况下利用气爪。要注意工件的运动偏向，尤其是在加速度情况下。在抓取工件时，还应考虑其周围的空间，气爪张开的角度不能影响相邻的工件。考虑到搬运球料所需的精度要求不高，对球料的定位使用带有圆弧槽的手指，气动手指规格中的一个重要参数是手指能抓取的最大抓取重量，本系统中的工件重量较轻，查阅呆板手册并结合财产生产的实际情况，本次设计选取的球的质料为钢，球重约2kg,直径

30、为6cm,手指行程为30mm,质料为聚四氟乙烯，查得二者的摩擦系数约为=0.1。受力阐发简图如下：Fn图4.1受力阐发图从呆板设计手册中查得，摩擦火紧型手指的夹紧力盘算公式为：(4-1)FGAFg-为每个火头的夹紧力（N）;m工件质量（kg）；g重力加速度，取9.8m/s2;一气爪头与工件的摩擦系数；S一安全系数范围在1.64之间;气动手指运动视为匀速运动，无加速度，手指运行较平稳，S取1.6。盘算后得出：火紧力：29.8(4-2)Fg1.6=156.96N20.1所需要的力为盘算值的两倍：F总2156.96=313.92N（4-3）凭据盘算结果，选择HITOP公司的MHC40系列平行气动手指

31、。§4.1.2双活塞杆气缸的选型一般气缸的选型包罗以下步调：凭据事情机构运动要求和结构选择气缸的类型及安装要领；凭据事情机构载荷及速度要求盘算气缸直径，算出的直径应参照选型手册圆整为标准缸径；由气缸直径及事情压力盘算和选择缸筒壁厚，盘算活塞杆直径（圆整）；凭据事情要求和缸的类型确定气缸的各部分结构、质料、技能要求等；进行缓冲以及耗气量等盘算。（若采取标准气缸，在盘算出气缸直径后即可选取适当的气缸产物。）活塞杆上输着力和缸径盘算设气缸为匀速运动，在活塞杆向上提升球料时所需的力最大，因此缸径的盘算就以此为依据，在理想状态下气缸所需的推力就是球料和睦动手指的重力，气动手指的重量按与其总尺寸

32、相等的实心质料盘算，则其重量约为2kg,因此气缸所需的推力为F=40N。双活塞杆双作用气缸是使用较为遍及的一种普通气缸，其中单个活塞上下行时活塞杆产生的推力为F则有：i(Dd')p巳(4-4)F一活塞杆的推力（N）；D活塞直彳全（mm）;d一活塞杆的直径（mm）;p一气缸工作压力（MPa）;Fz气缸工作的总阻力（N）气缸事情时的总阻力Fz与众多因素有关，如运动部件的惯性力、背压阻力、密封处摩擦力等。以上因素可以用载荷率计入公式，则单个活塞的静推力F为：4(dd')p(4-5)计入载荷率就能包管气缸事情的动态特性，若气缸的动态参数较高，且事情频率高，其载荷率一股取=0.30.5，

33、速度较高时取小值，速度低时取大值。若气缸的动态参数一般，且事情频率较低，基础是匀速运动，其载荷率可取=0.70.85。考虑到本课题的实际情况，取0.8。由式（2）可得，当推力做功时：用式盘算时，活塞杆的直径d可凭据气缸推力预先估定，估定活塞杆直径可凭据d/D=0.160.4盘算，可得：4FD(1.011.09)'P（4-7）式中系数在缸径较大时取较小值，较小时取较大值。结合实际，取系数为1.09,代入得:420D1.09：8.7mm.(4-8)圆整后得：气缸的缸径D=10mm。凭据盘算结果，选择HITOP公司的JXQWM10X50系列双活塞杆气缸0§.3回

34、转气缸的选型预定齿轮模数为m=2mm,齿数z=20,轴径的最小尺寸设为10mmo回转所需要的驱动力矩可以按下式盘算:(4-9)M驱一回转所需的驱动力矩（N.cm）M惯一惯性力矩（N.cm）M摩一气缸转动时活塞、密封垫圈等密封装置部分产生的摩擦力矩（N.cm）设起动历程为等加速运动，转动部分的角速度为3，起动时间为t,则有：M惯（JJ。(4-10)式中：一转动部件中中心与旋转轴重合部分的转动惯量；一转动部件中中心与旋转轴不重合部分的转动惯量其中：J1=Jc+mL(4-11)J1为工件相敷衍过重心轴线的转动惯量(kg?cm)m工件质量(kg)L一重心轴线与旋转轴的偏心距(cm)凭据Solidwor

35、ks中的转动惯量盘算成果得出-22Jc0.20kg?cm,J1.63kg?cm_2_2_2J10.20kg?cm20.00064kg(14cm)20.33kg?cm2(4-12)rad/sM惯(1.63kg?cm20.33kg?cm2)15.40N?cm(4-13)转动的力矩不大，频率也不高，因此转动部分的摩擦力矩M摩与惯性力矩M惯之间凭据摩擦系数f0.1的干系求出，不再详细盘算。摩fM惯M窿fM慵0.115.40N?cm1.54N?cm(2-14)因此：M驱M惯M摩15.40N?cm1.54N?cm16.94N?cm(4-15)则其基圆半径为：齿轮的分度圆直径d=4cm,啮合角=20

36、6;,R=rcos2cos20=1.88cm(4-16)所需的推力：Fd16.94N?cm1.88cm9.01N(4-17)则，施加在活塞上的理论推力为：F理工业史coscos209.60N(4-18)将，则应当施加在活塞上的实际推力为:l-F理F实=也13.72N0.7(4-19)活塞的面积为：F实S=P13.72N222.86mm0.6MPa(4-20)推算出气缸直径：D1=2.，=2222.86mm_=5.40mm(4-21)查阅HITOP产物目录选择Di=16mm2的MKQ16型回转摆动气缸§4.2气动元件表4-1气动元件表气动元件成果说明磁性开关气压泵为各气路元件提供动力滑

37、动泄气阀可以手动排掉气路中的空气二联式空气组合元件过滤减压阀：过滤压缩空气中的水分及杂质，减压、稳压，提高执行元件行动的准确度。给油器：实现连续、稳定、自动的润滑给油成果。HVE2120D245通先导式电磁阀控制气缶工的行动偏向HVE2220D245通先导式电磁阀控制气缶工的行动偏向UVC基础型真空产生器产生负压使吸盘吸取小球MSB系列标准气用丁升球和控制球门开关等简单的直线运动TGJXQ系列双缸气缸用丁呆板手上下、前后、左右运动的执行缸，双倍着力TDGD系列带导杆气缸用丁呆板手上下、前后、左右运动的执行缸TGGSB系列带导杆气缸用丁呆板手上下、前后、左右运动的执行缶工，行程短TGGPBH系列

38、滑台气缸用丁呆板手前后、左右运动的执行缸TDGPE系列带导轨用丁呆板手前后、左右运动的执TD滑台气缸行缸MKQ型回转摆动气缸用丁呆板手回转摆动的执行缸TDHRY气压分度盘8工位定角度转动SHNKS回转火紧气90度回转TA§5通先导式电磁阀电磁阀最常用的有单向阀、速度调治阀、偏向控制阀、宁静阀。此处用到的是偏向控制阀2位5通先导式电磁换向阀，分为单向和双向两种。2位5通先导式双向电磁换向阀用来控制行动二中的滑台气缸、行动三中的回转摆动气缸、行动八中的带导轨滑台气缸、行动九中的磁耦气缸。2位5通电磁换向阀里面会有一个密闭腔，腔体上会有差异位置的通孔，每个孔连接差异的气管，阀体两端有电磁铁

39、，单向的一端为电磁铁，另一端为弹簧，当有控制信号时电磁线圈产生磁力吸引活塞移动到那边，单向电磁换向阀当控制信号消失时弹簧会把阀体拉倒弹簧那端，从而控制差异孔的通断，进而控制气缸中活塞的运动偏向来控制呆板运动。§4.4气路图图4.2气路图第5章Softpro软件系统的认识§5.1SOFTPRO编程软件软件平台SOFTPRQ是SOFTLINKIDEABOX的编程平台，它是一种适用于基于IEC61131-3国际标准的财产控制器和PLC组件的编程工具；不光成果和结构先进而且易于掌握，因而使它成为自动化产物市场上首屈一指的编程工具。§5.2Softpro运行于Windows

40、CE/QNX等多种利用情况 切合IEC61131-3国际标准，支持多种语言霰杂编程； 实现现场收罗、治理控制、人机界面一体化； 内置WEB服务器、OPC服务器； 集成可视化编程界面，可直接进行人机交互编程； 支持实时时钟，支持看门狗定时器；支持密码掩护、采样跟踪、日志治理； 强大的离线仿真调试工具。§5.3编程语言Softpro软件包中包罗切合IEC61131-3标准的五种编程语言：即指令表语言（IL）、成果块图（FBD）/连续成果图（CFC）、梯形图（LD）、结构化文本（ST）、顺序成果图（SFC）,常用的：ST语言、LD语言、SFC语言同时也可支持VC+开发语言编程。这些编程语言

41、都具有时间监控、错误阐发和种种控制标志等成果。别的，Softpro软件包中还包罗诸如任务配置和输入/输出配置在内的步调单元运行情况编辑器。§5.4自由且富厚的HMI组态界面富厚的图库可选，按钮、开关、指示灯等等支持趋势图和报警配置成果强大的仿真模拟运行成果超文本实现多语言显小支持ActiveX控件§5.5支持远程维护和访问图5.1控制网络§5.6强大的运动控制成果SOFTPR。内含有多种成果的库文件，其中的运动控制成果库可以满足绝大部分运动控制的应用需要，纵然是很庞大的运动类型都可以通过简单的调用来读取访问。而且运动控制支持单轴和多轴配合运行，同时还支持多轴插补运

42、动，任意两轴之间的线性插补、三轴之间的圆弧插补都可以通过SOFTPR。来完成。第6章步调编写与调试§6.1步调简介此步调使用softPro软件进行编写，主要包罗回零成果块、每个行动的步调、一个主控制步调以及与步调关联的可视化界面。主步调控制行动步调以及回零成果块的运行，每个行动的步调也为主步调与主控制步调并行加入任务配置。由于天职拣线采取全气动，所以控制采取全IO,编写的步调也是全逻辑控制，凭据传感器的输入行动是否到位或是下一步的运行。步调的编写采取ST语言和梯形图，主控制步调为梯形图，其他步调均为ST语言。ST语言为在C语言的基础上开发，两种语言均为使用频率比力高的语言。§

43、;6.2步调见附录二§6.3步调调试§6.3.1软件PLC配置首先在编写软件之前需要在资源里对PLC配置进行配置，在CPU栏下添加CPU的具体型号300412XCG02,PLC主控制器里面有48个IO接口，其中有24个为输入接口，24个为输出接口，需要对接口进行命名配置在步调编写时才可以应用。然后在CPACPlatform栏下添加子元件CanMaster即为PLC控制器的扩展IO,由于为纯IO控制，所以IO信号比力多。然后在CanMaster栏下插入子元件RT133_1PL02_CAN,需要插入两个此子元件，为PLC的两个扩展IO。每个扩展IO里面有16个输入接口和16个输

44、出接口，同样需要对每个进行一下命名配置。在这里会遇到问题那就是配置完成但是电脑与PLC仍连接不上，无法向PLC里面下载步调。在这里需要到CanMaster进行设置，把波特率改为1M,通讯循环周期改为1000sec,另外还要变更每个扩展CAN参数里面的掩护时间为200ms,寿命时间因子为3。这样电脑上的软件就可以乐成与PLC进行连接。§6.3.2步调的编写与调试在步调编写开始需要先有一个大概的思路，因为需要实现分拣线的多行动同时进行来提高分拣的效率，还要实现多个行动之间的连续与衔接，而且在分拣的开始需要对每个行动中的呆板手气缸进行回零，大概在运动历程中遇到突发情况，如断电，突然停止等等

45、，在上电需要对分拣线进行回零。综合上述情况，我选择把每个行动遍成为独立的主步调，回零行动编写为成果块，编写一个主控制步调，在主控制步调里面调用回零成果块，在主步调里面设置开关来控制每个行动步调的开关，然后主步调和每个行动步调并行放入任务配置里面的主步调执行调用里面。步调编写是就凭据分拣线行动的逻辑顺序进行编写。在步调的调试时经常会遇到两条语句辩说，例如OA.3:=1;OA.3:=0;以及延时执行不完就自动停止的现象，遇到这种情况就需要对步调尽量使用CASE语句进行编写，让步调一步一步来执行，这样就会很好的制止这种问题的出现。在使用延时时，每次用完这个延时一定要关掉这个延时，不然下次步调在执行到

46、这延时就不起作用了。由于本软件在进行步调的扫描时为几个毫秒，所以步调是一遍一遍被来回的扫描，十分的迅速，而行动的执行需要一步一步来，需要行动到位在执行下一个行动，这样时间会远远大于步调每次扫描的时问，所以，在编写步调时不可以让每个判断语句嵌套太多，因为步调在扫描完这一段嵌套时，而步调还没有执行完，这时步调会再次扫描，而因为行动已经执行一部分，这个嵌套的判断条件就变为了false,从而使这个嵌套无法进入，行动也就无法执行完，这也就是为什么行动在执行时会突然停止的原因。本流水线共有九个大的行动部分，除了行动二和行动三两个是相互关联的，其他几个行动是完全可以独立的，这也就可以使用多行动同时进行。所以

47、在编写时不提倡使用SFC形式进行编写，那样会不容易做到每个行动步调的相互独立。结论经过了快要100天的努力与屠杀，结业设计终于完成，乐成设计并组建了一台经济乂实用的全自动气动分拣线。从一开始的呆板部分设计与盘算、气缸的选型以及三维图的绘制，到传感器的选型，再到电路系统的设计、选型与接线，再到气路系统部分的设计、选型与接线，再到步调的编写、可视化的制作，最后到整个设计的调试与修正，在此期间，查找资料、请教老师、同学讨论、自己的重复调试让我的结业设计慢慢的成型、完整、完善，不绝地遇到问题然后解决问题让我从中不光学到了许多新知识，牢固了已掌握的旧知识。本次全自动气动分拣线结业设计取得的结果：1. 对

48、全自动气动分拣线的呆板结构、电控系统、气动系统等各组成部分进行了全面详细的阐发，选出了最为完善恰当的方案。2. 呆板设计部分以球料为分拣工具融合了分拣历程中最为实用、常见的几个工序部分，每个气缸的设计与选型都进行了详细的盘算阐发，包管了分拣线顺利流畅的进行。3. 电控系统对PLC、传感器、继电器进行公正完善的选型以及协调配合来实现最终控制成果而且对每个部件详细了解以及成果掌控。4. 对步调的编写以及调试实现分拣线的多行动同时协调连贯运行，使得流水线的效率得到了显著的提高。对可视化界面的制作可以对分拣线的运行、控制与运行状态进行实时的了解和掌控。5. 电路图、气路图、呆板部分三维图以及二维图的绘

49、制通过本次结业设计，我加深了对PLC、传感器的认识，比力熟练掌握了SoftPro的编程，越发熟练的运用SolidWorks对三维图的绘制等等。让我的绘图、编程、动手、综合思维能力有了很高的提升；让我提高了运用所学知识解决工程中的实际问题的能力；让我提高了独自完成课题，从资料文献、动手实践、调试运用学习掌握知识的能力。而且让我对自己的专业越发有了兴趣，对我一个月后加入事情有了一个很好的铺垫，内心由衷的谢谢这次结业设计带给我的所有。参考文献孙立功.电子技能（电工学皿）M.北京：高等教导出书社，2010M.北京：中国宵年出书社，2006徐程.C+应用开发案例教程M.北京：活华大学版社，2005M.北

50、京：活华大学出书社，2003M.北京：呆板财产出书社，2004M.武汉：华中科技大学出书社，2005J.中国呆板.2015,8期M.北京：呆板财产出书社，2009J.液压与气动.2000,1期J.科领导刊-电子版（上旬）.2015,8期J.电工文摘.2012,3期M.西安：西北财产大学出书社，2009J.代价工程.2014,21期D.成都：西南交通大学，2014D.天津：河北财产大学，2010致谢本论文与结业设计全部在老师的悉心指导下完成，从最开始的选题到最后的毕设完成与论文完稿，老师都给与了精心的解说与耐心的指导。在此谨向尊敬的指导老师致以最高的敬意和由衷的谢谢。我结业设计的顺利完成是与我周

51、围每位指导我的师兄和资助我的同学是分不开的，谢谢你们不厌其烦对我问题的解答、思路的引导、本事的传授。在与你们的互换与讨论中，我生长了许多，包罗我互换表达能力、看待问题的角度以及解决问题的能力、知识的增长。让我拥有了越发端正的态度、更多的耐心、更强的信心。在此，我衷心的对你们说一声谢谢。在这三个月中，不光是对我大学所学知识的查验，更是学习新知识，运用所学知识解决实际问题的时机。所以我要谢谢大学中教我知识的每一位老师，给你们说一声辛苦了，也要谢谢学校和学院给了我这一次熬炼提高自己的时机。在这次结业设计中，不光有知识的提高，更是对我单独完成一个课题的能力，耐心、毅力、信心的考验与熬炼，这对我以后的事

52、情和生活有很大的资助。结业设计完成，大学也即将靠近尾声，我想对我身边资助体贴过我的每一位说一声谢谢，谢谢你们的出现，有你们真好，祝我们一帆风顺。输入信号输出信号器件代号输入点成果说明输出点成果说明TG1X0行动一Y2Z轴向上移动TG2X1TD1X3动作Y12Y轴向前移动TD2X4Y13Y轴向后移动TD3X5Y3Z轴向上下移动TD4X6TD5X7Y4气动手指松开TD6X10气动手指夹紧电源开关传感器一X11X12检测行动一是否行动二有球TD7X13动作Y14逆时针旋转TD8X14Y15顺时针旋转TG3X15Y5Z轴上下运动TG4X16TD9X17Y6Y6气动手指放松气动手指夹紧TD10X20传感

53、器二X21TG5X24行动四Y31挡片合TG6X25挡片开传感器三X23检测轨道二末端是否有球行动五TG7X26行动五Y32Z轴上下运动TG8X27SH1X30行动六Y7顺时针转动SH2X31传感器四X34检测轨道一是否有球行动四传感器五X35检测轨道三是否有球行动七TA1X32、X33动作七小球颜色的辨别Y30转动、Z轴上下移动TA2传感器六X36、X37Y0吸盘吸住小球行动八TD11X40动作Y21Y轴前移动TD12X41Y20Y轴后移动TG9X42Y22X轴左右启动TG10X43TG11X44Y23Z轴上下移动TG12X45八TD13X46Y24气动手指夹紧TD14X47松开传感器七X5

54、0传感器八X51检测轨道四是否有球行动九传感器九X52传感器十X53检测轨道五是否有球行动九TR1X54动作九Y17X轴右移动TR2X55Y16X轴左移动TG13X56Y10Y轴前后移动TG14X57TD9X60、X61Y11Z轴上下移动TD10Y1吸盘吸住小球启动开关X62分拣线开始事情停止开关X63分拣线停止事情s=es£££e3=附录三§6.2.1回零成果块enable_R（CLK:=enable,Q=）;enable_F（CLK:=enable,Q=）;IFenable_R.QTHENBusy:=TRUE;IFIA.0=0THEN（*行动一*）O

55、A.2:=0;END_IFIFIA.3=0THEN（*行动二*）OA.5:=0;OC.6:=1;END_IFIFIA.5=0THENOA.3:=0;END_IFIFIA.7=0THENOA.4:=0;END_IFIF旧.2=0THEN（*行动三*）OD.0:=1;OC.7:=0;END_IFIF旧.3=0THENOC.0:=0;END_IFIF旧.5=0THENOC.1:=0;END_IFIFIC.0=0THEN（*行动四*）OA.6:=0;END_IFIFIC.2=0THEN（*行动五*）OA.7:=1;END_IFIFIC.6=0THEN（*行动七*）OA.5:=0;END_IFIFOA.

56、0=1THENOA.0:=0;END_IFIFID.0=0THEN（*行动八*）OB.0:=0;OB.1:=1;END_IFIFID.2=0THENOB.2:=0;END_IFIFID.4=0THENOB.3:=0;END_IFIFID.6=0THENOB.4:=0;END_IFIFI1.1=0THEN（*行动九*）OD.2:=1;OD.1:=0;END_IFIFI2.4=0THENOC.4:=0;END_IFIFI1.2=0THENOC.3:=0;END_IFIFOA.1=1THENOA.1:=0;END_IFEND_IFIFenable_F.QTHENBusy:=FALSE;END_IF&

57、#167;6.2.2行动一Enable_R(CLK:=Enable,Q=>);Enable_F(CLK:=Enable,Q=>);IFEnableTHENCASEistepOF0:timer(IN:=TRUE,PT:=t#2s);IFIA.0=1ANDIA.3=1ANDtimer.QTHENtimer(IN:=FALSE,PT:=t#2s);OA.2:=1;istep:=1;END_IF1:IFIA.4=1ANDIA.5=1ANDIB.0=1THENOA.2:=0;istep:=2;END_IF2:timer6(IN:=TRUE,PT:=t#30s);timer6(IN:=FALSE,PT:=t#30s);istep:=0;END_IFEND_CASEEND_IF§6.2.3行动二、行动三Enable_R(CLK:=Enable,Q=>);Enable_F(CLK:=Enabl