全自动生产线物料分检系统毕业设计论文

全自动生产线物料分检系统毕业设计论文内容摘要：

夹持式手部的结构与人手类似，是工业机械广泛应用的一种手部形式。 它主要由手指、传动机构、驱动机构组成。 其又可分为陈长城：生产线全自动物料分检系统 3 内撑式、外夹式和内外夹持式，区别在于夹持工件的部位不同，手爪动作方向相反， 机械手夹持式 能满足在在本系统的气压传动系统中分拣物料的需要。 在气压传动系统中，组成气动回路是为了驱动用于各种不同目的机械装置，其最重要的三个控制内容是：力的 大小、运动的方向和运动的速度。 与生产装置相连接的各种类型的气缸，靠压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀分别实现对三个内容的控制，正是利用它们组成了各种气动控制回路。 变频器 本系统采用 三菱变频器， 该 变频器具有节能、无极调速、 启动平稳、多种信号输入输出端口、接收和输出模拟信号、电流电压信号和成 本低等特点。 除一部分参数之外，参数的设定仅在用 选择 PU 操作模式时可以实施。 一个参数的设定既可以用数字键设定也可以用 键增减。 当按下 键 后写入设定值并更新。 本项目中变频器参数设置参考，如下表 11： 表 11 变频器的参数设置 序 号 参数代号 参数值 说 明 备 注 1 P5 20 中 速 2 P7 2 加速时间 参数值为试验所得 3 P8 减速时间 参数值为试验所得 4 P14 0 定转矩负荷 5 Pr79 1 PU操作模式 2 外部操作模式 3 外部 /PU组合操作模式 1 4 外部 /PU组合操作模式 2 陈长城：生产线全自动物料分检系统 4 控制部分 PLC 系统 本系统的 控制器 是 采用三菱 FX2N48MR 型 PLC。 它接受料槽光电传感器 、 各物料 传感器、先导式电磁换向阀、感应电动机、气缸位置传感器的信号，根据要求分别控制输送带电机和各电磁阀动作。 FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中 较 先进的系列，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化控制应用提供最大的灵活性和控制能力。 该系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。 该型号 PLC 有 24 个输入节点 和 24 个输出节点，能够 满足系统要求并留有一定的余量。 传感器 传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。 它主要被用于检测系统本身与作业对象、作业环境的状态，为有效地控制系统的动作提供信息。 1）电感传感器 电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。 它由 LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。 涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。 由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。 本系统用 该器件来检测铁质 物料。 2）光电传感器 电容传 感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关。 它的测量头通常是构成电容器的一个极板 ,而另一个极板是待测物体的本身。 当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。 由此，便可控制开关的接通和关断。 本装置中电容传感器是用于检测塑 质 物料。 3）光电传感器 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电传感器在一般情况下，有三 部 分构成它们分 别 为：发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射 光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管 (LED)、激光二极管及红外发射二极管。 光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。 接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。 在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。 在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 陈长城：生产线全自动物料分检系统 5 系统工作原理及流程分析 系统工作原理及其实际模型 物料分拣系统的 PLC 控制用于对相关物料 的自动化分拣，其硬件结构框图如图 11所示。 图 11 系统的硬件结构框图 根据 物料 分拣系统的 硬件 结构框图，可得出其 结构示意图如 下 图 12所示。 PLC运行时，物料驱动电机运转；当上料传感器有料时绿灯亮，否则 4S 后红灯亮并蜂鸣器响，此时 按下启动按钮后， 机械手从原位动作 ， 夹取物料送至指定位置。 当指定位置的光电传感器 1 检测到物料时， 变频器控制的电机以中速驱动传送带正转运输 物料。 物料 经传感器对其进行识别，检测其分别为铁质、塑质、红色，其相对应的气缸进行动作，将物料 推入滑槽内， 若不是上述的几种材质的物料，则当光电传感器 2 检测物料时，最后剩余的气缸动作，将其推入滑槽内，以 完成对其的分拣。 图 12 物 料分拣系统的 示意 图 陈长城：生产线全自动物料分检系统 6 系统 工作流程 首先， 电机驱动料盘转动，实行送料。 检测 到料台无 物料后 ， 4S蜂鸣器拉响警 报；检测到料台有料后，驱动机械手爪过来抓取工件；接着机械手臂旋转，把物料送到传送带处放下物料 ， 放下物料后，机械手返回原点，等待下一次抓取工件。 当传送带检测到有物料后 ， 电机驱动传送带走动 ， 由传感器来对不同物料进行分拣 ，分拣完成后，传送带停止，等待下一个物料到来 后 再次启动，系统依此循环。 图 13 系统工作流程 图 硬件线路及 PLC 接线分析 根据 物料 分拣系统的工作过程 可知，系统的控制有输入信号 19 个，均为开关量。 输出信号 有 17 个，其中一个控制电动机， 一个 两 报警，一 个控制指示灯，剩下的控制气阀，也都是开关量。 根据分拣系统的需要配置出 I/O 对应功能，列表如表 12 所示： 陈长城：生产线全自动物料分检系统 7 表 12 分拣系统 I/O口配置 根据控制要求可得 PLC 系统的接线图 和变频器的外部接线图， 如图 14 和 15所示。 序号 输入地址 说 明 序号 输出地址 说 明 1 X2 气动手爪传感器 1 Y0 驱动电机 2 X3 旋转左限位（接近） 2 Y1 驱动提升物料 3 X4 旋转右限位（接近） 3 Y2 驱动机械手臂伸出 4 X5 伸出臂前点 4 Y3 驱动机械手臂缩回 5 X6 缩回臂后点 5 Y4 驱动机械手抓下降 6 X7 提升气缸上限位 6 Y5 驱动机械手抓提升 7 X10 提升气缸下限位 7 Y6 驱动机械手左旋 8 X11 上料气缸上限位 8 Y7 驱动机械手右旋 9 X12 上料气缸下限位 9 Y10 驱动推料缸 1缩回 10 X13 物料检测（光电） 10 Y11 驱动推料缸 1伸出 11 X14 推料一气缸前限位 11 Y12 驱动推料缸 2伸出 12 X15 推料一气缸后限位 12 Y13 驱动推料缸 2缩回 13 X16 推料二气缸前限位 13 Y14 蜂鸣器报警输出 14 X17 推料二气缸后限位 14 Y15 驱 动机械手抓取工件 15 X20 电感式传感器 (推料 1气缸 ) 15 Y16 驱动绿色指示灯 16 X21 电容式传感器 (推料 2气缸 ) 16 Y17 驱动红色指示灯 17 X22 传送带物料检测光电传感器 17 Y20 驱动变频器中速正传 陈长城：生产线全自动物料分检系统 8 图 14 PLC系统外部接线图 图 15 变频器外部接线图 陈长城：生产线全自动物料分检系统 9 2 自动分拣系统控制软件设计 分拣系统的控制要求 本课题是基于区分 物料 材质的不 同而设计的 物料 分拣系统，主要是实现对铁质、 塑 质 物料 的自动分。