[3]。本設計選用SICKIME08-02BPSZT0S電感式接近傳感器。產品特點：精確可靠檢測物體；簡單快速的靈敏度控制；緊湊設計，最小空間要求；安裝時間短，如圖3-2所示。圖3-2電感式接近傳感器3.3西門子S7-2OOPLC的設備說明德國西門子公司生產的可編程序控制器在我國的應用相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。本設計選用西門子S7-200SmartPLC。產品特點：西門子S7-200Smart有多種CPU型號、有較為豐富的I/O接點，其中央處理單元CPUST60擁有36輸入/24輸出。擁有多種類型，支持24VDC或220VAC電源供電，可滿足大部分現(xiàn)場控制需求。另外，其中央處理單元CPU模塊可分為標準型與經濟型，根據不同場合選用不同類型的CPU。西門子S7-200Smart如圖3-3所示。圖3-3西門子S7-200Smart4各單元控制系統(tǒng)設計通過西門子S7-200Smart控制各單元工作，PLC原理圖如圖4-1所示。圖4-1PLC原理圖4.1PLC對上料單元的設計4.1.1自動控制過程說明當生產線開始生產，伺服電機驅動傳送帶運動，當物料到達取料位置后，光電傳感器檢測到芯軸，發(fā)出檢測信號，電機停止轉動并給機器人一個信號，當料被取走后，傳送帶轉動。4.1.2上料單元I/O分配表表4-1上料單元I/O分配表4.1.3上料單元梯形圖圖4-2上料單元梯形圖4.2PLC對套筒壓裝單元的設計4.2.1自動控制過程說明1.機器人將套筒放到達壓裝位置后，光電傳感器發(fā)出檢測信號，等待2s后，驅動伺服電機1加控制芯軸繞軸線旋轉，并驅動絲杠進行向下運動。2.絲杠運行到下限位后，電感式接近傳感器發(fā)出檢測信號，伺服電機2驅動絲杠上升。3.絲杠上到位檢測到位后，等待軸套檢測到位。4.一次壓裝需重復四次。4.2.2套筒壓裝單元I/O分配表表4-2套筒壓裝單元I/O分配表4.2.3套筒壓裝單元梯形圖圖4-3套筒壓裝單元梯形圖圖4-4軸套壓裝單元梯形圖4.3PLC對軸套壓裝單元的設計4.3.1自動控制過程說明1.機器人將軸套送到達壓裝位置后，光電傳感器檢測有件并發(fā)出檢測信號。2.等待1s后，驅動伺服電缸帶動壓裝夾具下移。3.夾具到達下限位后，電感式接近傳感器發(fā)出檢測限號，伺服電缸停止運動；4.等待2s后，伺服電缸帶動壓裝夾具上移，到達夾具上到位后伺服電缸停止運動。4.3.2軸套壓裝單元I/O分配表表4-3軸套壓裝單元I/O分配表4.3.3軸套壓裝單元梯形圖圖4-5軸套壓裝單元梯形圖4.4PLC對信號輪壓裝單元的設計4.4.1自動控制過程說明1.機器人將信號輪放到到達壓裝位置，光電傳感器發(fā)出檢測信號，驅動氣缸固定信號輪。2.凸輪軸到位后，光電傳感器發(fā)出檢測信號，驅動伺服電缸下壓。3.當凸輪軸下壓到位，接近開關傳感器發(fā)出檢測信號，伺服電缸停止。4.伺服電缸停止后，等待1s，驅動伺服電缸上升，到達上到位，伺服電缸停止。4.4.2信號輪壓裝單元I/O分配表表4-4信號輪壓裝單元I/O分配表4.4.3信號輪壓裝單元梯形圖圖4-6信號輪壓裝單元梯形圖4.5PLC對檢測單元的設計4.5.1自動控制過程說明1.當凸輪軸被機器人放置到檢測單元上，光電傳感器發(fā)出檢測信號，驅動檢測模塊進行檢測。2.檢測完成后，檢測到檢測信號，停止檢測模塊。4.5.2檢測單元I/O分配表表4-5檢測單元I/O分配表4.5.3下料單元梯形圖圖4-7下料單元梯形圖圖4-8下料單元梯形圖4.6PLC對下料單元的設計4.6.1自動控制過程說明當成品凸輪軸放到下料單元上，光電傳感器檢測到凸輪軸并發(fā)出檢測信號，經過2s時間確認后，驅動伺服電機帶動傳送帶轉動。4.6.2下料單元I/O分配表表4-6下料單元I/O分配表4.6.3下料單元梯形圖圖4-9下料單元梯形圖5機器人介紹及搬運編程5.1機器人介紹本設計通過兩臺XB7S-R1206機器人實現(xiàn)各單元之間物料的搬運。其中，機器人單元1主要負責生產線中芯軸上料單元、套筒上料單元、套筒壓裝單元以及軸套壓裝單元間相應物料的搬運。機器人單元2主要負責生產線中軸套壓裝單元、信號輪壓裝單元、軸套和信號輪料倉單元、檢測及單元以及下料單元之間各物料的轉運。機器人末端法蘭通過安裝珞石定制抓手實現(xiàn)對物料的抓取和放置，抓手由手指氣缸和夾指組成。圖5-1機器人工作范圍5.1.1機器人1介紹主要能夠實現(xiàn)芯軸上料單元、套筒上料單元、套筒裝配單元、軸套與信號輪壓裝單元之間的物料轉運。(1)該機器人單元主要包含一臺珞石XB7S-R1206機器人和一套珞石定制機器人抓手。(2)機器人抓手包含3套氣爪和1套控制電磁閥組，各氣爪由氣缸和專用手指組成：其中氣爪1夾持芯軸，氣爪2夾持裝完軸套的芯軸，氣爪3夾持軸套；氣爪1和氣爪2可實現(xiàn)提前準備待上物料（芯軸），提高效率，手爪1如圖5-2所示。圖5-2手爪示意圖5.1.2機器人2介紹能夠實現(xiàn)軸套壓裝單元、信號輪壓裝單元、檢測單元、下料單元、以及軸套信號輪料倉之間的物料轉運。(1)該機器人單元主要包含一臺珞石XB7S-R1206機器人和一套珞石定制機器人抓手2；(2)機器人抓手2包含4套氣爪和1套控制電磁閥組，各氣爪由氣缸和專用手指組成。(3)氣爪4和氣爪5功能相同，可實現(xiàn)提前準備待上物料，提高效率。氣爪6和氣爪7用以實現(xiàn)軸套和信號輪的上料轉運，手爪2如圖5-3所示。圖5-3手爪2示意圖5.2程序編寫程序主要分為部分，主要為主程序、上料單元搬運程序、套筒壓裝單元程序、軸套壓裝單元程序、信號輪壓裝程序、檢測單元程序、下料單元程序。采用離線編程的方式進行程序編寫，用過仿真模擬查看路徑是否可達，編寫完成后，導入機器人中示教程序中的點位，檢查IO是否連接正確。機器人程序如圖5-4所示。圖5-4程序圖

總結本文主要設計了凸輪軸自動組裝生產線，通過使用PLC和工業(yè)機器人使凸輪軸裝配各項工序能協(xié)調有序的進行。凸輪軸組裝流程包括套筒壓裝、軸套壓裝、信號輪壓裝、檢測以及各工位上下料等，各單元均使用PLC對其工作過程進行控制。嚴格按照裝配流程編寫PLC邏輯程序以及機器人在各單元搬運物料程序的編寫。主要的創(chuàng)新設計有：（1）各單元控制系統(tǒng)的設計，與普通人工操作裝配設備相比，具有自動化、裝配速度快、精度高等特點；（2）使用工業(yè)機器人完成各單元物料的搬運，解決人工上下料的難題，提高了工作效率。由于篇幅以及時間的原因