摘要傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品多以機(jī)械為主，是電氣、液壓和氣動(dòng)控制機(jī)械設(shè)備，伴隨工業(yè)水平不停發(fā)展，機(jī)械設(shè)備已逐步由手動(dòng)控制改為自動(dòng)控制，設(shè)備本身也發(fā)展成為機(jī)電一體化綜合體，可編程控制器（PLC）是以微處理器為關(guān)鍵，綜累計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展起來(lái)一個(gè)新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，現(xiàn)在可編程控制器已經(jīng)成為自動(dòng)化領(lǐng)域中最關(guān)鍵、應(yīng)用最多控制裝置，，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造）首位。其廣泛深度和廣度成為衡量一盒國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度高低標(biāo)志。亞龍YL-335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考評(píng)裝備在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，組成一個(gè)經(jīng)典自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械平臺(tái)，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)采取了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)（伺服）電機(jī)位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)控制方法采取每一工作單元由一臺(tái)PLC負(fù)擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間經(jīng)過(guò)RS485串行通訊實(shí)現(xiàn)互連分布式控制方法。所以，YL-335B綜合應(yīng)用了多個(gè)技術(shù)知識(shí)，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。本文對(duì)YL-335B進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，具體介紹了輸送單元基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程、基礎(chǔ)功效及工藝功效，機(jī)械手作為輸送單元關(guān)鍵組成部分，也對(duì)抓取機(jī)械手裝置組成、工作方法及相關(guān)原理進(jìn)行了分析，而且對(duì)輸送單元當(dāng)中利用到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行敘述。關(guān)鍵詞：機(jī)械手、可編程控制器(PLC)KeyWords:ManipulatorsExtraman；ProgrammableLogicController；目錄第一章緒論………………………31.1PLC發(fā)展歷程……………………31.2PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作用和應(yīng)用……………41.3現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見到PLC類型和品牌………41.4.現(xiàn)代工業(yè)中自動(dòng)生產(chǎn)線種類……………………41.5研究本課題關(guān)鍵意義、目標(biāo)……………………5第二章YL-335B系統(tǒng)介紹…………………62.1YL-335B組成………………62.1.1供料單元控制系統(tǒng)………………62.1.2加工單元控制系統(tǒng)……………92.1.3裝配單元控制系統(tǒng)……………92.1.4分揀單元控制系統(tǒng)……………112.1.5輸送單元控制系統(tǒng)……………122.2YL-335B電氣控制…………122.2.1工作單元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)………122.2.2YL-335B控制系統(tǒng)………12第三章YL-335B輸送單元抓取和機(jī)械手介紹………………143.1輸送單元基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程………………143.1.1輸送單元基礎(chǔ)功效……………143.1.2輸送單元工藝功效………………143.2.1抓取機(jī)械手具體組成……………143.2.2抓取機(jī)械手工作過(guò)程………153.2.3直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件………………153.3氣動(dòng)控制回路……………………163.3.1相關(guān)知識(shí)點(diǎn)…………………17第四章輸送單元PLC控制及編程……184.1工作任務(wù)…………184.2PLC地址分配……………………194.3PLC次序功效圖…………………194.4PLC二次接線圖…………………204.5PLC時(shí)序圖………………………214.6PLC主程序………………………224.7自動(dòng)生產(chǎn)線加工單元仿真符號(hào)表及仿真地址……27總結(jié)和體會(huì)………………28謝辭………………………29參考文件…………………30緒論伴隨計(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不停發(fā)展和用戶需求不停提升PLC在開關(guān)量處理基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功效。今天PLC不再局限于邏輯控制，在運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。作為離散控制首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了快速發(fā)展，世界范圍內(nèi)PLC年增加率保持為20%～30%。伴隨工廠自動(dòng)化程度不停提升和PLC市場(chǎng)容量基數(shù)不停擴(kuò)大，多年來(lái)PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家增加速度放緩。不過(guò)，在中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家PLC增加十分快速。綜合相關(guān)資料，全球PLC銷售收入為100億美元左右，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分關(guān)鍵位置。PLC是由摸仿原繼電器控制原剪發(fā)展起來(lái)，二十世紀(jì)七十年代PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用是汽車制造行業(yè)。它以存放實(shí)施邏輯運(yùn)算、次序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作指令；并經(jīng)過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制控制程序表示了生產(chǎn)過(guò)程工藝要求，并事先存入PLC用戶程序存放器中。運(yùn)行時(shí)按存放程序內(nèi)容逐條實(shí)施，以完成工藝步驟要求操作。PLCCPU內(nèi)有指示程序步存放地址程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過(guò)程中，每實(shí)施一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次實(shí)施到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不一樣型號(hào)PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把全部輸入全部當(dāng)成開關(guān)量來(lái)處理，16位（也有32位）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來(lái)完成模擬量運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC控制器。相同I/O點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低部分（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用軟件和硬件全部是通用，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。最近，伴隨PLC價(jià)格不停降低和用戶需求不停擴(kuò)大，越來(lái)越多中小設(shè)備開始采取PLC進(jìn)行控制，PLC在中國(guó)應(yīng)用增加十分快速。伴隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平不停提升，以后一段時(shí)期內(nèi)PLC在中國(guó)仍將保持高速增加勢(shì)頭。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時(shí)能夠認(rèn)為它就是一個(gè)嵌入式控制器，但PLC相對(duì)通常嵌入式控制器而方含有更高可靠性和愈加好穩(wěn)定性。實(shí)際工作中碰到部分用戶原來(lái)采取嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC替換嵌入式控制器。1.1PLC發(fā)展歷程1968年，美國(guó)通用汽車企業(yè)（GM）依據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)和生產(chǎn)發(fā)展需要，提出了“多品種、小批量、不停翻新汽車品牌型號(hào)”戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)戰(zhàn)略決議，依靠原有工業(yè)控制裝置顯然不行，而必需有一個(gè)新工業(yè)控制裝置，它能夠伴隨生產(chǎn)品種改變，靈活方便地改變控制方案以滿足對(duì)控制不一樣要求。1969年，著名美國(guó)數(shù)字設(shè)備企業(yè)（DEC）依據(jù)GM功效要求，研制出了這種新工業(yè)控制裝置，并在GM企業(yè)一條汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線上首次運(yùn)行取得成功。依據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置能夠經(jīng)過(guò)編程改變控制方案這一特點(diǎn)，和專門用于邏輯控制情況，稱這種新工業(yè)控制裝置為可編程序控制器（ProgrammableLogicController），簡(jiǎn)稱PLC。從1968年到現(xiàn)在，PLC經(jīng)歷了四次換代：第一代PLC大多用一位機(jī)開發(fā)，用磁芯存放器存放，只有邏輯控制功效。在第二代PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存放器，PLC產(chǎn)品開始系列化。第三代PLC產(chǎn)品伴隨高性能微處理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC處理速度大大提升，從而促進(jìn)它向多功效及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展。第四代PLC產(chǎn)品不僅全方面使用16位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC（Reducedinstructionsetcomputer）精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)CPU，而且在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)處理器，進(jìn)行多通道處理。同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器智能模板，使得第四代PLC產(chǎn)品成為含有邏輯控制功效、過(guò)程控制功效、運(yùn)動(dòng)控制功效、數(shù)據(jù)處理功效、聯(lián)網(wǎng)通信功效真正名符其實(shí)多功效控制器。同一時(shí)期，由PLC組成PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。PLC和PLC網(wǎng)絡(luò)成為工廠企業(yè)中首選工業(yè)控制裝置，由PLC組成多級(jí)分布式PLC網(wǎng)絡(luò)成為CIMS（computer-integratedmanufacturingsystem）系統(tǒng)不可或缺基礎(chǔ)組成部分。大家高度評(píng)價(jià)PLC及其網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性，認(rèn)為它是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱之一。1.2PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作用和應(yīng)用伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，PLC（即可編程邏輯編程器簡(jiǎn)稱）已經(jīng)進(jìn)入日常生產(chǎn)、生活各個(gè)方面，PLC應(yīng)用在各行各業(yè)已成為必不可少內(nèi)容。PLC作為通用工業(yè)計(jì)算機(jī)，其功效日益強(qiáng)大，已經(jīng)成為工業(yè)控制領(lǐng)域主流控制設(shè)備。PLC從誕生至今，僅有30年歷史，不過(guò)得到了異常迅猛發(fā)展，并和CAD/CAM、機(jī)器人技術(shù)一起被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱。在現(xiàn)代工業(yè)中生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出專題。伴隨工業(yè)化深入發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中關(guān)鍵支柱，無(wú)人車間、無(wú)人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨地可見。同時(shí)，現(xiàn)在生產(chǎn)中，存在著多種多樣生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)所和水下作業(yè)等，這些惡劣生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論和工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合產(chǎn)物，并以現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提升生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率有效率有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲和帶有放射和污染場(chǎng)所，應(yīng)用更為廣泛。在中國(guó)，近幾年來(lái)也有較快發(fā)展，并取得一定效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路部門重視。1.3現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見到PLC類型和品牌分類方法種類代表機(jī)型例舉按控制規(guī)模小型機(jī)德國(guó)西門子企業(yè)S7-200機(jī)、德維森企業(yè)V80系列中型機(jī)德國(guó)西門子企業(yè)S7300機(jī)、德維森企業(yè)PPC11系列大型機(jī)德維森企業(yè)PPC22系列超大型機(jī)美國(guó)GE企業(yè)90－70機(jī)按結(jié)構(gòu)劃分箱體式微型機(jī)模塊式OMRON企業(yè)C20系列、POMRON企業(yè)C20系列PLCLC按生產(chǎn)廠家分德國(guó)西門子企業(yè)S5－95U、100U、115U、135U及155U日本OMRON企業(yè)CPM1A型機(jī)，P型機(jī)，H型機(jī)，CQM1、CVM日本三菱企業(yè)AIS、AZC、A3A等美國(guó)AB企業(yè)PLC－5系列德維森企業(yè)V80、PPC11、PPC22和PPC31和利時(shí)企業(yè)FOPLC系列1.4.現(xiàn)代工業(yè)中自動(dòng)生產(chǎn)線種類生產(chǎn)線是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程所經(jīng)過(guò)路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開始，經(jīng)過(guò)加工、運(yùn)輸、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)活動(dòng)所組成路線。狹義生產(chǎn)線是按對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)組織起來(lái)，完成產(chǎn)品工藝過(guò)程一個(gè)生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，配置生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要多種設(shè)備和各工種工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）全部制造工作，對(duì)相同勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不一樣工藝加工。生產(chǎn)線種類，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動(dòng)化程度，分為自動(dòng)化生產(chǎn)線和非自動(dòng)化生產(chǎn)線。生產(chǎn)線關(guān)鍵產(chǎn)品或多數(shù)產(chǎn)品工藝路線和工序勞動(dòng)量百分比，決定了一條生產(chǎn)線上擁有為完成某多個(gè)產(chǎn)品加工任務(wù)所必需機(jī)器設(shè)備，機(jī)器設(shè)備排列和工作地部署等。生產(chǎn)線含有較大靈活性，能適應(yīng)多品種生產(chǎn)需要；在不能采取流水生產(chǎn)條件下，組織生產(chǎn)線是一個(gè)比較優(yōu)異生產(chǎn)組織形式；在產(chǎn)品品種規(guī)格較為復(fù)雜，零部件數(shù)目較多，每種產(chǎn)品產(chǎn)量不多，機(jī)器設(shè)備不足企業(yè)里，采取生產(chǎn)線能取得良好經(jīng)濟(jì)效益。1.5研究本課題關(guān)鍵意義、目標(biāo)畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)十分關(guān)鍵實(shí)踐性教學(xué)步驟，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和分析問題處理問題能力、理論和實(shí)踐相結(jié)合基礎(chǔ)訓(xùn)練，提升綜合應(yīng)用《電路》、《電機(jī)和拖動(dòng)》、《電力電子技術(shù)》、《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》、《自動(dòng)控制原理》、《傳感器技術(shù)》、《計(jì)算機(jī)原理和接口技術(shù)》、《PLC》等所學(xué)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)應(yīng)用能力，創(chuàng)新能力，工程開發(fā)中協(xié)作精神；提升分析和處理實(shí)際問題能力，以系統(tǒng)性地加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)了解。第二章YL-335B系統(tǒng)介紹2.1YL-335B組成亞龍YL-335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考評(píng)裝備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個(gè)單元組成。圖1-1所表示。圖2-1YL-335B外觀圖每一工作單元既可自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)。各個(gè)單元實(shí)施機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上以氣動(dòng)實(shí)施機(jī)構(gòu)為主，輸送單元機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)含有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)特點(diǎn)，是一個(gè)經(jīng)典一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元傳送帶驅(qū)動(dòng)則采取了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用最為廣泛電氣控制技術(shù)。本設(shè)計(jì)中YL-335B應(yīng)用傳感器來(lái)判定物體運(yùn)動(dòng)位置、物體經(jīng)過(guò)狀態(tài)、物體顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化裝備應(yīng)用技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)之一，也是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化前提之一。在控制方面，YL-335B采取基于RS485串行通信PLC網(wǎng)絡(luò)控制方案，每一工作單元由一臺(tái)PLC負(fù)擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間經(jīng)過(guò)RS485串行通信實(shí)現(xiàn)互連分布式控制方法。用戶可依據(jù)需要選擇不一樣廠家PLC型號(hào)及其所支持RS485通信模式，組建成一個(gè)小型PLC網(wǎng)絡(luò)。小型PLC網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉特點(diǎn)在小型自動(dòng)生產(chǎn)線上有著廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中占據(jù)相當(dāng)份額。2.1.1供料單元控制系統(tǒng)氣動(dòng)元件供料站氣動(dòng)控制回路采取標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸作為實(shí)施元件為了使氣缸動(dòng)作平穩(wěn)可靠，使用單向節(jié)流閥單對(duì)氣缸運(yùn)動(dòng)速度加以控制，向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成流量控制閥，常見于控制氣缸運(yùn)動(dòng)速度，也稱為速度控制閥。單電控電磁換向閥、電磁閥組。YL-335B全部工作單元實(shí)施氣缸全部是雙作用氣缸，所以控制它們工作電磁閥需要有二個(gè)工作口和二個(gè)排氣口和一個(gè)供氣口，故使用電磁閥均為二位五通電磁閥。供料單元用了兩個(gè)二位五通單電控電磁閥。兩個(gè)電磁閥是集中安裝在匯流板上。匯流板中兩個(gè)排氣口末端均連接了消聲器，消聲器作用是降低壓縮空氣在向大氣排放時(shí)噪聲。這種將多個(gè)閥和消聲器、匯流板等集中在一起組成一組控制閥集成稱為閥組，而每個(gè)閥功效是相互獨(dú)立。氣動(dòng)控制回路氣動(dòng)控制回路是本工作單元實(shí)施機(jī)構(gòu)，該實(shí)施機(jī)構(gòu)控制邏輯和控制功效是由PLC實(shí)現(xiàn)。氣動(dòng)控制回路工作原理圖2-1所表示。圖中1A和2A分別為推料氣缸和頂料氣缸。1B1和1B2為安裝在推料缸兩個(gè)極限工作位置磁感應(yīng)靠近開關(guān)，2B1和2B2為安裝在推料缸兩個(gè)極限工作位置磁感應(yīng)靠近開關(guān)。1Y1和2Y1分別為控制推料缸和頂料缸電磁閥電磁控制端。通常，這兩個(gè)氣缸初始位置均設(shè)定在縮回狀態(tài)。圖2-2供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理傳感器YL-335B各工作單元所使用傳感器全部是靠近傳感器，它利用傳感器對(duì)所靠近物體含有敏感特征來(lái)識(shí)別物體靠近，并輸出對(duì)應(yīng)開關(guān)信號(hào)。1、磁性開關(guān)YL-335B所使用氣缸全部是帶磁性開關(guān)氣缸。這些氣缸缸筒采取導(dǎo)磁性弱、隔磁性強(qiáng)材料，如硬鋁、不銹鋼等。在非磁性體活塞上安裝一個(gè)永久磁鐵磁環(huán)，這么就提供了一個(gè)反應(yīng)氣缸活塞位置磁場(chǎng)。而安裝在氣缸外側(cè)磁性開關(guān)則是用來(lái)檢測(cè)氣缸活塞位置，即檢測(cè)活塞運(yùn)動(dòng)行程。在磁性開關(guān)上設(shè)置LED顯示用于顯示其信號(hào)狀態(tài)，供調(diào)試時(shí)使用。磁性開關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED亮；磁性開關(guān)不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0”，LED不亮。磁性開關(guān)安裝位置能夠調(diào)整，調(diào)整方法是松開它緊固定位螺栓，讓磁性開關(guān)順著氣缸滑動(dòng)，抵達(dá)指定位置后，再旋緊固定螺栓。磁性開關(guān)有藍(lán)色和棕色2根引出線，使用時(shí)藍(lán)色引出線應(yīng)連接到PLC輸入公共端，棕色引出線應(yīng)連接到PLC輸入端。磁性開關(guān)內(nèi)部電路圖2-1中虛線框內(nèi)所表示。圖2-3磁性開關(guān)內(nèi)部電路2、漫射式光電靠近開關(guān)漫射式光電靠近開關(guān)供料單元中，用來(lái)檢測(cè)工件不足或工件有沒有漫射式光電靠近開關(guān)選擇神視（OMRON）企業(yè)CX-441（E3Z-L61）型放大器內(nèi)置型光電開關(guān)（細(xì)小光束型，NPN型晶體管集電極開路輸出），。該光電開關(guān)外形和頂端面上調(diào)整旋鈕和顯示燈圖2-2所表示。圖2-4CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)外形和調(diào)整旋鈕、顯示燈圖2-3給出該光電開關(guān)內(nèi)部電路原理框圖。圖2-4CX-441（E3Z-L61）光電開關(guān)電路原理圖用來(lái)檢測(cè)物料臺(tái)上有沒有物料光電開關(guān)是一個(gè)圓柱形漫射式光電靠近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過(guò)小孔檢測(cè)是否有工件存在，。該光電開關(guān)選擇SICK企業(yè)產(chǎn)品MHT15-N2317型，其外形圖2-5所表示。圖2-52.1.2加工單元控制系統(tǒng)加工單元功效是完成把待加工工件在加工臺(tái)加緊，并移交到加工區(qū)域沖壓氣缸正下方，完成對(duì)工件沖壓加工，然后把加工好工件重新送出過(guò)程。表2-6加工單元裝置側(cè)接線端口信號(hào)端子分配2.1.3裝配單元控制系統(tǒng)2.1.3.1示燈、傳感器1、警示燈本工作單元上安裝有紅、橙、綠三色警示燈，它是作為整個(gè)系統(tǒng)警示用。警示燈有五根引出線，其中黃綠雙色線：黃綠雙色線為”“地線”；紅色線：紅色燈控制線；黃色線：橙色燈控制線，綠色線：綠色燈控制線；黑色線：信號(hào)燈公共控制線。接線圖4-1所表示。2、光纖傳感器圖2-7警示燈及其接線光纖型傳感器由光纖檢測(cè)頭、光纖放大器兩部分組成，放大器和光纖檢測(cè)頭是分離兩個(gè)部分，光纖檢測(cè)頭尾端部分分成兩條光纖，使用時(shí)分別插入放大器兩個(gè)光纖孔。光纖傳感器組件圖2-8所表示。圖2-9是放大器安裝示意圖。圖2-10給出了放大器單元俯視圖，調(diào)整其中部8旋轉(zhuǎn)靈敏度高速旋鈕就能進(jìn)行放大器靈敏度調(diào)整（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)靈敏度增大）。調(diào)整時(shí)，會(huì)看到“入光量顯示燈”發(fā)光變。2-8纖傳感器組件圖 2-9光纖傳感器組件外形圖2-10光纖傳感器放大器單元俯視圖圖2-11E3X-NA11型光纖傳感器電路框圖圖2-12裝配單元?dú)鈩?dòng)控制回路2.1.4分揀單元控制系統(tǒng)分揀單元電磁閥組使用了三個(gè)由二位五通帶手控開關(guān)單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個(gè)閥分別對(duì)金屬、白料和黑料推進(jìn)氣缸氣路進(jìn)行控制，以改變各自動(dòng)作狀態(tài)。本單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖2-13所表示。圖中1A、2A和3A分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。1B1、2B1和3B1分別為安裝在各分揀氣缸前極限工作位置磁感應(yīng)靠近開關(guān)。1Y1、2Y1和3Y1分別為控制3個(gè)分揀氣缸電磁閥電磁控制端。圖2-13分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖2.1.5輸送單元?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)輸送單元?dú)鈩?dòng)系統(tǒng)由：氣動(dòng)手爪、伸縮氣缸、回轉(zhuǎn)氣缸、提升氣缸、2個(gè)二位五通雙向控閥、2個(gè)二位五通單向電控閥電組成。2.2YL-335B電氣控制2.2.1YL-335B工作單元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圖2-14裝置側(cè)接線端口 圖2-15PLC側(cè)接線端口YL-335B設(shè)備中各工作單元結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分相對(duì)分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過(guò)程PLC裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)抽屜板上。所以，工作單元機(jī)械裝置和PLC裝置之間信息交換是一個(gè)關(guān)鍵問題。YL-335B處理方案是：機(jī)械裝置上各電磁閥和傳感器引線均連接到裝置側(cè)接線端口上。PLCI/O引出線則連接到PLC側(cè)接線端口上。兩個(gè)接線端口間經(jīng)過(guò)多芯信號(hào)電纜互連。圖2-14和圖2-15分別是裝置側(cè)接線端口和PLC側(cè)接線端口。裝置側(cè)接線端口接線端子采取三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接DC24V電源+24V端，底層端子用以連接DC24V電源0V端，中間層端子用以連接各信號(hào)線。PLC側(cè)接線端口接線端子采取兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號(hào)線,其端子號(hào)和裝置側(cè)接線端口接線端子相對(duì)應(yīng)。底層端子用以連接DC24V電源+24V端和0V端。裝置側(cè)接線端口和PLC側(cè)接線端口之間經(jīng)過(guò)專用電纜連結(jié)。其中25針接頭電纜連接PLC輸入信號(hào)，15針接頭電纜連接PLC輸出信號(hào)。2.2.2YL-335B控制系統(tǒng)YL-335B每一工作單元全部可自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，同時(shí)也能夠經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連組成一個(gè)分布式控制系統(tǒng)。1、當(dāng)工作單元自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行主令信號(hào)和運(yùn)行過(guò)程中狀態(tài)顯示信號(hào)，起源于該工作單元按鈕指示燈模塊。模塊上指示燈和按鈕端腳全部引到端子排上。模塊盒上器件包含：⑴指示燈（24VDC）：黃色（HL1）、綠色（HL2）、紅色（HL3）各一個(gè)。⑵主令器件：綠色常開按鈕SB1一個(gè)、紅色常開按鈕SB2一個(gè)、選擇開關(guān)SA（一對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)）、急停按鈕QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)）2、當(dāng)各工作單元經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連組成一個(gè)分布式控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于采取西門子S7-200系列PLC設(shè)備，YL-335B標(biāo)準(zhǔn)配置是采取PPI協(xié)議通信方法。設(shè)備出廠控制方案圖2-16所表示。圖2-16各工作站PLC配置以下：⑴輸送單元：S7-226DC/DC/DC主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)晶體管輸出。⑵供料單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。⑶加工單元：S7-224AC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。⑷裝配單元：S7-226AC/DC/RLY主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。⑸分揀單元：S7-224XPAC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。3、人機(jī)界面系統(tǒng)運(yùn)行主令信號(hào)（復(fù)位、開啟、停止等）經(jīng)過(guò)觸模屏人機(jī)界面給出。同時(shí)，人機(jī)界面上也顯示系統(tǒng)運(yùn)行多種狀態(tài)信息。人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通橋梁。使用人機(jī)界面能夠明確指示并通知操作員機(jī)器設(shè)備現(xiàn)在情況，使操作變簡(jiǎn)單生動(dòng)，而且能夠降低操作上失誤，即使是新手也能夠很輕松操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還能夠使機(jī)器配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，同時(shí)也能降低PLC控制器所需I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)因?yàn)槊姘蹇刂菩⌒突案咝阅?，相正確提升了整套設(shè)備附加價(jià)值。YL-335B采取了昆侖通態(tài)（MCGS）TPC7062KS觸摸屏作為它人機(jī)界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU為關(guān)鍵（主頻400MHz）高性能嵌入式一體化工控機(jī)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采取了7英寸高亮度TFT液晶顯示器（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096），同時(shí)還預(yù)裝了微軟嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)WinCE.NET（漢字版）和MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版）。下面我們以輸送單元作為關(guān)鍵研究對(duì)象進(jìn)行研究第三章YL-335B輸送單元抓取和機(jī)械手介紹3.1輸送單元結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程3.1.1輸送單元基礎(chǔ)功效該單元經(jīng)過(guò)直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元物料臺(tái)上正確定位，并在該物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下，實(shí)現(xiàn)傳送工件功效。3.1.2輸送單元工藝功效是驅(qū)動(dòng)其抓取機(jī)械手裝置正確定位到指定單元物料臺(tái)，在物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下功效。YL—335B出廠配置時(shí)，輸送單元在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中擔(dān)任著主站角色，它接收來(lái)自觸摸屏系統(tǒng)主令信號(hào)，讀取網(wǎng)絡(luò)上各從站狀態(tài)信息，加以綜合后，向各從站發(fā)送控制要求，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)工作。輸送單元由抓取機(jī)械手裝置、直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件、拖鏈裝置、PLC模塊和接線端口和按鈕/指示燈模塊等部件組成。下圖是安裝在工作臺(tái)面上輸送單元裝置側(cè)部分。3.2.1抓取機(jī)械手具體組成抓取機(jī)械手裝置是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)三自由度運(yùn)動(dòng)（即升降、伸縮、氣動(dòng)手指夾緊/松開和沿垂直軸旋轉(zhuǎn)四維運(yùn)動(dòng)）工作單元，該裝置整體安裝在直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件滑動(dòng)溜板上，在傳動(dòng)組件帶動(dòng)下整體作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，定位到其它各工作單元物料臺(tái)，然后完成抓取和放下工件功效。圖7-2是該裝置實(shí)物圖。具體組成以下：⑴氣動(dòng)手爪：用于在各個(gè)工作站物料臺(tái)上抓取/放下工件。由一個(gè)二位五通雙向電控閥控制。⑵伸縮氣缸：用于驅(qū)動(dòng)手臂伸出縮回。由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。⑶回轉(zhuǎn)氣缸：用于驅(qū)動(dòng)手臂正反向90度旋轉(zhuǎn)，由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。⑷提升氣缸：用于驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)械手提升和下降。由一個(gè)二位五通單向電控閥控制。3.2.2抓取機(jī)械手工作過(guò)程⑴輸送單元在通電后，按下復(fù)位按鈕SB1，實(shí)施復(fù)位操作，機(jī)械手處于初始位置，在復(fù)位過(guò)程中，“正常工作”指示燈HL1以1Hz頻率閃爍。⑵抓取機(jī)械手裝置從供料站出料臺(tái)抓取工件，抓取次序是：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺(tái)上升→手臂縮回。⑶機(jī)械手臂縮回后，擺臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。⑷工件放到加工站物料臺(tái)上，抓取機(jī)械手裝置在加工站放下工件次序是：手臂伸出→提升臺(tái)下降→手爪松開放下工件→手臂縮回。3.2.3直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件用以拖動(dòng)抓取機(jī)械手裝置作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成正確定位功能。圖7-3是該組件俯視圖。傳動(dòng)組件由直線導(dǎo)軌底板、伺服電機(jī)及伺服放大器、同時(shí)輪、同時(shí)帶、直線導(dǎo)軌、滑動(dòng)溜板、拖鏈和原點(diǎn)靠近開關(guān)、左、右極限開關(guān)組成。伺服電機(jī)由伺服電機(jī)放大器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)同時(shí)輪和同時(shí)帶帶動(dòng)滑動(dòng)溜板沿直線導(dǎo)軌作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。從而帶動(dòng)固定在滑動(dòng)溜板上抓取機(jī)械手裝置作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)輪齒距為5mm，共12個(gè)齒即旋轉(zhuǎn)一周搬運(yùn)機(jī)械手位移60mm。抓取機(jī)械手裝置上全部氣管和導(dǎo)線沿拖鏈敷設(shè)，進(jìn)入線槽后分別連接到電磁閥組和接線端口上。原點(diǎn)靠近開關(guān)和左、右極限開關(guān)安裝在直線導(dǎo)軌底板上，圖7-4所表示。原點(diǎn)靠近開關(guān)是一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)電感式靠近傳感器，用來(lái)提供直線運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)信號(hào)。相關(guān)電感式靠近傳感器工作原理及選擇、安裝注意事項(xiàng)請(qǐng)參閱項(xiàng)目一（供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)）。左、右極限開關(guān)均是有觸點(diǎn)微動(dòng)開關(guān)，用來(lái)提供越程故障時(shí)保護(hù)信號(hào)：當(dāng)滑動(dòng)溜板在運(yùn)動(dòng)中越過(guò)左或右極限位置時(shí)，極限開關(guān)會(huì)動(dòng)作，從而向系統(tǒng)發(fā)出越程故障信號(hào)。3.3氣動(dòng)控制回路輸送單元抓取機(jī)械手裝置上全部氣缸連接氣管沿拖鏈敷設(shè)，插接到電磁閥組上，其氣動(dòng)控制回路圖7-5所表示。在氣動(dòng)控制回路中，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)氣缸和氣動(dòng)手指氣缸電磁閥采取是二位五通雙電控電磁閥，電磁閥外形圖7-6所表示。雙電控電磁閥和單電控電磁閥區(qū)分在于，對(duì)于單電控電磁閥，在無(wú)電控信號(hào)時(shí)，閥芯在彈簧力作用下會(huì)被復(fù)位，而對(duì)于雙電控電磁閥，在兩端全部無(wú)電控信號(hào)時(shí)，閥芯位置是取決于前一個(gè)電控信號(hào)。注意：雙電控電磁閥兩個(gè)電控信號(hào)不能同時(shí)為“1”，即在控制過(guò)程中不許可兩個(gè)線圈同時(shí)得電，不然，可能會(huì)造成電磁線圈燒毀，當(dāng)然，在這種情況下閥芯位置是不確定。3.3.1相關(guān)知識(shí)點(diǎn)輸送單元中，驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置沿直線導(dǎo)軌作往復(fù)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源，能夠是步進(jìn)電機(jī)，也能夠是伺服電機(jī)，視實(shí)訓(xùn)內(nèi)容而定。變更實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)，因?yàn)樗x擇步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，它們安裝孔大小及孔距相同，更換是十分輕易。第四章輸送單元PLC控制及編程4.1工作任務(wù)輸送單元單站運(yùn)行目標(biāo)是測(cè)試設(shè)備傳送工件功效。要求其它各工作單元已經(jīng)就位，而且在供料單元出料臺(tái)上放置了工件。具體測(cè)試要求以下：1、正常功效測(cè)試⑴抓取機(jī)械手裝置從供料單元出料臺(tái)抓取工件，抓取次序是：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺(tái)上升→手臂縮回。⑵放下工件動(dòng)作完成2秒后，機(jī)械手向左旋轉(zhuǎn)90°，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置向分揀單元移動(dòng)。⑶機(jī)械手裝置移動(dòng)到分揀單元物料臺(tái)正前方后，即把工件放到加工站物料臺(tái)上。抓取機(jī)械手裝置在加工站放下工件次序是：手臂伸出→提升臺(tái)下降→手爪松開放下工件→手臂縮回。（4）放下工件動(dòng)作完成后，機(jī)械手手臂縮回，然后實(shí)施返回供料單元操作。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手返回供料單元停止，機(jī)械手向右旋轉(zhuǎn)90°當(dāng)抓取機(jī)械手裝置返回供料單元后，一個(gè)測(cè)試周期結(jié)束。當(dāng)供料單元出料臺(tái)上放置了工件時(shí)開始新一輪測(cè)試。4.2PLC地址分配序號(hào)地址元件說(shuō)明1I0.0A0物料臺(tái)上檢測(cè)器2I0.1A1機(jī)械手抬升下限檢測(cè)3I0.2A2機(jī)械手抬升上限檢測(cè)4I0.3A3機(jī)械手旋轉(zhuǎn)右限檢測(cè)5I0.4A4機(jī)械手旋轉(zhuǎn)左限檢測(cè)6I0.5A5機(jī)械手伸出檢測(cè)7I0.6A6機(jī)械手縮回檢測(cè)8I0.7A7機(jī)械手加緊檢測(cè)9I0.8A8開啟按鈕10I0.9A9停止按鈕11I1.0A10復(fù)位按鈕12Q0.0B1提升臺(tái)下降電磁閥13Q0.1B2提升臺(tái)上升電磁閥14Q0.2B3回轉(zhuǎn)氣缸右旋電磁閥15Q0.3B4回轉(zhuǎn)氣缸左旋電磁閥16Q0.4B5手爪伸出電磁閥17Q0.5B6手爪縮回電磁閥18Q0.6B7手爪加緊電磁閥19Q