MPS系统安装搬运站单元及立体存储站的设计与PLC控制

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MPS系统安装搬运站单元及立体存储站的设计与PLC控制

摘要

MPS（ModularProductionSystem）模块化生产加工系统，是一套开放式的设备，是由上海英集斯自动化有限公司研制的设备，用户可根据自己的需要选择设备组成单元的数量、类型。多个单元组成的MPS系统可较为真实的模拟出一个自动生产加工流水线的工作过程。

本设计主要研究的是安装搬运单元及立体存储单元的动作和通信，安装单元在整个系统中，起着向其立体存储单元搬运加工好工件的作用，它的功能是依照要求将工件放置等待建工站加工后，并检测出工件的颜色，最终将其提升到输出工位，等待下一个工件单元来取。其中，反射式光电接近开关用于检测工件的有无；漫反射式光电接近开关用于检测工件颜色。该工作单元的执行机构是气动控制系统，其方向控制阀的控制方式为电磁控制或手动控制。各执行机构的规律控制功能是通过PLC控制实现的。

2．课程设计要求及安装搬运单元的介绍

2.1课程设计内容

设计题目：MPS系统安装搬运站单元的设计与PLC控制设计条件：

要求采用西门子PLC作为控制器，以气动元件作为执行元件，设计MPS系统安装搬运站单元，并实现其动作控制要求。设计任务：

1．气动机构设计和气动元件的选型；

2．利用气动仿真软件设计气动回路并进行仿真调试；3．安装搬运站的电气接线设计和通信接口设计；4．PLC的I/O分派设计和编程设计；

5．完成对安装搬运站的安装、连接、调试、运行；6．毕业设计（论文）内容包括：

1）课题的来源和意义，系统设计方案的确定及说明。2）系统硬件结构及功能说明。3）系统软件编程及功能实现。

2.2安装搬运单元的功能

安装搬运单元可以模拟提取工件、依照要求将工件分流的过程，同时能提供一个安装工位，实现大、小工件的组装。

安装搬运单元主要由提取模块、工件平台、直线转圆周运动装置、气源处理组件、I/O接线端口、阀组成等。

2.3安装搬运单元的结构组成

安装搬运单元主要由I/O接线端口、提取模块、直线转圆周运动装置、工件平台、气源处理组件等部件组成。

1).I/O接线端口

它是该工作单元与PLC之间进行通讯的线路联接端口。该工作单元中的所有电信号（直流电源、输入、输出）线路都接到该端口上，再通过信号电缆线连接到PLC上。

2).料盘模块

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该模块实际上也是一个“气动机械手〞，主要是由一个直线气缸（上下摇摆）、摆臂和气动夹爪等组成。

摆臂相当于气动机械手的“手臂〞，只是在这时不能伸缩，只能上下摇摆，它由一个安装在下方的直线气缸驱动，再摆臂的前端安装有一个气动夹爪，用于提取工件。3).直线转圆周运动装置

提取模块的左右移动及旋转由两个直线气缸所控制，它通过一定的机械转换装置，在实现直线运动的同时还能提供圆周运动，这样在本单元上可提供四个工位，分别在左工位（提取共建）、左上工位（安装工位）、右上工委（未用）和右工位（输出工位）。4.)工件平台

工件平台安装在安装工位上，用于实现大、小工件的组成。

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复位灯L2闪4B2=1S2=1＆已上电复位1：夹爪开启3Y1=13B1=1＆4B2=1复位2：手臂转上工位1Y1=1&2Y1=1B2=1&2B2=1开始灯L1闪烁3B1=1S1=1等待工作信号4B2=1S3=1手臂下4Y1=1T41=14B1=1夹紧工件3Y2=1计时T=0.5S4B2=1夹紧工件3Y2=1计时T40=0.5S手臂抬起4Y1=13B1=0&T40=1手臂下4Y1=1安装小工件计时T41=1S手臂抬起4Y1=14B2=1夹爪释放工件3Y1=12B1=1手臂下4Y1=1手臂转安装工位2Y2=1手臂抬起4Y1=14B2=1手臂转下工位1Y2=11B1=1等待释放工件S3=1手臂下4Y1=14B2=1夹爪释放工件3Y1=13B1=1手臂抬起4Y1=04B2=1手臂转上工位3B1=0&T40=11B2=1&2B2=1返回至：等待工作信号---

序号1234设备符号1B11B22B12B2设备名称磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关磁感应式接近开关电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀电磁阀设备用途判断直线气缸的位置判断直线气缸的位置判断直线气缸的位置判断直线气缸的位置信号特征信号为1：1号气缸缩回到位信号为1：1号气缸深处到位信号为1：2号气缸缩回到位信号为1：2号气缸伸出到位信号为1：夹爪已开启信号为0：夹爪夹紧信号为1：夹爪下降到位信号为1：夹爪上升到位信号为1：1号气缸伸出信号为1：1号气缸缩回信号为1：2号气缸伸出信号为1：2号气缸缩回信号为1：夹爪开启信号为1：夹爪闭合信号为1：夹爪下降信号为0：夹爪上升地址分派I0.0I0.1I0.2I0.353B1判断夹爪开闭状况I0.46789101112134B14B21Y11Y22Y12Y23Y13Y2判断夹爪上下的位置判断夹爪上下的位置控制1号直线气缸动作控制1号直线气缸动作控制2号