自动废品分拣单元

信息与电气工程学院课程设计说明书（2014/2015学年第二学期）课程名称：可编程控制器课程设计题目：自动废品分拣单元专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：设计成绩：2015年7月10日目录1.课程设计目的.............................................................................................................11.1设计目的..........................................................................................................................11.2原始数据及主要任务......................................................................................................11.3技术要求..........................................................................................................................12.课程设计正文.............................................................................................................12.1自动分拣单元工作过程.................................................................................................12.2单元动作.........................................................................................................................22.3传送与分拣机构.............................................................................................................22.4驱动模块.........................................................................................................................33.废品分拣模块单元硬件地址配置表............................................................................34.程序编写....................................................................................................................45.心得体会....................................................................................................................86.参考文献....................................................................................................................91目的从理论到实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。原始数据及主要任务：分拣在物流系统中是必不可少的单元，他决定了工件或者货物从出库开始是进行加工还是包装等步骤，加工还包装是车还是铣。加工完毕根据尺寸和特性等决定其下一步的走向，是继续流动还是入库，还是售出等。在工业现场加工过程中，不可避免的会存在失误情况，造成废品。通过检测等手段发现废品后，由专用机械手臂等机器设备将废品运送到指定区域进行处理。也是柔性制造线上一个重要环节。通常废品统一集中在废品槽内，废品槽尺寸根据工件大小和废品数而定，一般如本系统一样，在分拣传送带一侧。通过倾斜滑道连接，进行废品件传输。检测到废品后，根据颜色设置响应的气缸气档下来，传送带运行，将工件导到滑道内，进入废品槽。此处设计注意工件之间互相碰撞与噪音发生。并注意滑道的角度，以免工件有弹性跳出废品槽内发生意外。传送带上传感器检测到有工件通过时，传送带停止运转，等待机械手搬运。根据深孔是否合格和颜色进行判定，合格工件顺利通过到末端，不合格的，按照颜色，传送到那段，对应的传感器会给倾斜滑道发出信号，使不合格得工件滑落到相应的槽中。技术要求（1）按照动作要求编写plc程序。（2）按照设备形状和动作画出监控画面以及动作同步。（3）实现力控和plc的通信，达到画面与实际动作同步。2自动化分拣单元工作过程废品分拣单元是自动化生产线中一个重要环节，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行废品分拣，使不合格的不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。当输送站送来工件放到传送带上并被入料口的传感器检测到时，电机启动，工件开始送入分拣区进行分拣。分拣单元的结构组成为：传送和分拣机构，传动机构，控制模块，电磁阀组，接线端口，PLC模块，底板等。单元动作传感器检测到托盘时，提升气缸电磁阀通电，机械臂下降，到位后加紧气缸电磁阀通电，将工件加紧。提升气缸电磁阀断电，机械臂上升。同时限位气缸电磁阀通电，放行托盘。根据上一单元的检测，若工件上为金属销钉，则认为该工件为废品。该单元对成品、废品作不同处理。工件为正品：摆动气通电，将工件旋转90º。提升气缸电磁阀再次通电，机械臂下降，把工件放置在传送带上，限位气缸通电，工件放行。工件为废品：摆动气缸电磁阀通电，将工件旋转90º。直线气缸电磁阀通电，将工件运至废品位后，加紧气缸断电，工件落到废品输送单元的涌道上，此刻变频器启动，将废品剔除。可将整个动作顺序划分为：托盘检测、机械臂下降、工件加紧、机械臂上升、托盘放行、工件摆动、工件放松等传送和分拣机构传送和分拣机构中将传送已经加工、装配好的工件，在光纤传感器检测到并进行分拣。传送带是把机械手输送过来测量好的工件进行传输，输送至废品分拣区。料抖是用纠偏机械手输送过来的工件。三条物料槽分别用于存放检测出来的不合格的黄色工件、红色工件和蓝色工件。传送和分拣的工作原理：本站的功能是完成从测量单元送来的测量好的工件进行废品分拣。当输送站送来工件放到传送带上并为入料口的漫射式光电传感器检测到时，将信号传输给PLC，通过PLC的程序使启动变频器，电机运转驱动传送带工作，把工件带进分拣区，如果进入分拣区的工件为黄色，则被磁感应接近开关动作，1号气缸动作，黄色块被推入1号槽；如果进入分拣区工件为红色，则检测红色物料的光纤传感器动作，作为2号槽推料气缸启动信号，将红色料推到2号槽里，如果进入分拣区工件为蓝色，检测蓝色的光纤传感器作为3号槽推料气缸启动信号，将蓝色料推到3号槽里。自动生产线的废品分拣结束。在每个料槽的对面都装有推料（分拣）气缸，把分拣出的工件推到对号的料槽中。在三个推料（分拣）气缸的前极限位置分别装有磁感应接近开关，在PLC的自动控制可根据该信号来判别分拣气缸当前所处位置。当推料（分拣）气缸将物料推出时磁感应接近开关动作输出信号为“1”，反之，输出信号为“0”。在传送带入料口位置装有光电式传感器，用以检测是否有工件输送过来进行分拣。有工件时，光电式传感器将信号传输给PLC，用户PLC程序输出启动控制器信号，从而驱动直流伺服电动机启动，将工件输送至废品分拣区。驱动模块驱动控制输出正弦波的驱动电源是以恒电压频率比（U/f）保持磁不变为基础的（SPWM）驱动主电路，以产生脉冲直流电压以驱动直流电动机转动。3.分拣系统的I/O口清单PLC硬件地址配置表项目号SZBS-Z13020项目名称机电一体化制造综合实训系统单元名称废品分拣模块单元PLC型号CPU224XP+EM223+HMI(TPC1062KX)硬件厂商西门子昆仑通态从站号5通讯协议Modbus-RTU输入点信号说明输入状态ONOFFI0.0MSTART单机启动有效无效I0.1MSTOP单机停止有效无效I0.2CEMG紧急停止有效无效I0.3M/A单/联机有效无效I0.4PWR-ON单元启动有效无效I0.51EL+90°搬运机械手正向限位机械开关（分拣皮带侧）有效无效I0.61EL-90°搬运机械手负向限位机械开关（长传输皮带机侧）有效无效I1.0SEN1传送带1工件进入对射光电开关有效无效I1.1SEN2传送带1工件输出对射光电开关有效无效I1.2SEN3传送带2红色分拣工位对射光电开关有效无效I1.3SEN4传送带2黄色分拣工位对射光电开关有效无效I1.4SEN5传送带2蓝色分拣工位对射光电开关有效无效I1.5SEN6传送带2工件输出对射光电开关有效无效输出点信号说明输出状态ONOFFQ0.01CP90°搬运机械手一脉冲信号(细分6400)Q0.21DIR90°搬运机械手一脉冲方向信号有效无效Q0.5ASTART联机启动有效无效Q0.6HLALM报警指示灯有效无效Q0.7M2传送带1交流三相异步电机有效无效Q1.0M3传送带2直流电机有效无效Q2.0YV190°搬运机械手垂直升降电磁阀有效无效Q2.1YV290°搬运机械手手爪电磁阀有效无效Q2.2YV3传送带2气档1电磁阀有效无效Q2.3YV4传送带2气档2电磁阀有效无效Q2.4YV5传送带2气档3电磁阀有效无效4运行程序5心得体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关力控和plc方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默