檢測分揀站機(jī)電系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、寧 波 工 程 學(xué) 院學(xué)年論文論 文 題 目： 檢測分揀站機(jī)電系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱： 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化xxx班 學(xué) 生 姓 名： xxx 學(xué)號(hào)： xxxxxxxx 指 導(dǎo) 教 師： 廖遠(yuǎn)江 起訖時(shí)間： 2012年11月11日 至 2012年11月23日檢測分揀站機(jī)電系統(tǒng)硬件xxx( 寧波工程學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，浙江 寧波 315016 )摘 要：現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（自動(dòng)生產(chǎn)線）的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是

2、，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在PLC單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC 技術(shù)及PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急?？的酜NT-M601 MPS模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)該系統(tǒng)由供料傳輸單元、搬運(yùn)單元、加工單元、裝配搬運(yùn)單元、裝配單元、分揀單元等組成，綜合運(yùn)用了PLC控制 、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，多種傳感器，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺(tái)。利用KNT-M601 MPS模塊化生產(chǎn)制造系

3、統(tǒng)，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。關(guān)鍵詞：MPS模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)；PLC； 供料傳輸單元，搬運(yùn)單元，加工單元，裝配搬運(yùn)單元，分揀單元Detection sorting station electromechanical system hardwarexxxx(School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016,China)Abstract：With the

4、 development of modern industrial production , based on the tight integration of pneumatic, hydraulic, sensor, PLC, network ,communication technology and other technologies, the application of automation control technology of mechanics-electronics , mechanics-electronic-gas, and mechanics-electronic

5、s-light have been playing a more and more important role in the modern industry. And automated production system has become an important part of the industrial production. The major characteristic of automatic production equipment is its comprehensiveness and systematicness .It combines various kind

6、s of technologies and applies them in production equipments. The systematicness refers that under the PLC unit control, sensor detection, transmission and processing, implement and drive and other parts of production line work orderly, combined together. PLC is widely used in the modern automatic pr

7、oduction equipment for high its anti-interference ability, high reliability, high cost performance and easy programming, playing the role of MPU (Micro processing unit), as the brain of production. Connie KNT - M601MPS modular production system consists of feed transmission unit, transport unit, pro

8、cess unit ，assembly transportation unit and sort unit, comprehensively applying PLC control, pneumatic driving technology and multi-sensor to create a typical mechanical platform of automatic-production-line. With KNT - M601MPS modular production system, it can simulate a controlling process quite s

9、imilar to the actual situation, which produces a close-to-actual teaching equipment environment to a beginner, thus shorten the distance between theory study and practical application.Key words: MPS modular production system; PLC; feed transmission unit; transport unit; process unit; assembly transp

10、ortation unit; sort unit.引言MPS（Modular Production Stsytem）模塊化生產(chǎn)1.2制造系統(tǒng)是為提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一套實(shí)用性實(shí)驗(yàn)設(shè)備。給學(xué)生提供了既能滿足專業(yè)需要又符合實(shí)際工業(yè)情況的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生將所學(xué)的諸多單科專業(yè)知識(shí)得到全面認(rèn)識(shí)，綜合訓(xùn)練和相互提升。每個(gè)單元具有一套PLC3控制，可“單機(jī)/聯(lián)機(jī)”運(yùn)行，具有較好的柔性。將幾個(gè)單元模塊化分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)，在基本單元模塊培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站，三站直至多站連接在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制，編程，裝配4.5和調(diào)試技術(shù)。本文結(jié)合MPS系統(tǒng)的特點(diǎn)，簡單描述了

11、生產(chǎn)制造系統(tǒng)檢測分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制。1檢測分揀單元的結(jié)構(gòu)與控制1.1檢測分揀單元的功能檢測分揀單元是本套系統(tǒng)的最后單元，將工件進(jìn)行分類。組成：主要由鋁合金型材工作臺(tái)架、氣源組件、檢測分揀機(jī)構(gòu)和PLC等組成。其組成結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。功能：將工件進(jìn)行分類，分揀入槽。工作過程描述：進(jìn)入分揀單元的加工工件被分別放置在二根不同的滑槽里。當(dāng)工件在傳送帶起始至末端位置的傳送過程中受到對(duì)射傳感器的檢測，導(dǎo)向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動(dòng)作，完成分揀入槽。1.2分揀單元的結(jié)構(gòu)組成圖1-1 檢測分揀單元實(shí)物圖1、 檢測分揀單元技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)備注尺寸500(W)×750(D)×985(H

12、) 重量53kg電源AC 220V, 50Hz過載短路保護(hù)工作電壓DC 24V, 5A工作壓力44.5bar組件工作臺(tái)尺寸500×750×825mm帶腳輪材質(zhì)鋁型材框架、T型槽鋁板空氣單元壓力范圍0.050.85MPa帶潤滑器和過濾器過濾精度5聯(lián)結(jié)器尺寸G1/4額定流量550 /min傳輸帶模塊帶式傳送，直流電機(jī)存儲(chǔ)滑道尺寸40 x 300mm數(shù)量2個(gè)電磁閥組二位五通單控電磁閥 1個(gè)二位五通雙控電磁閥 1個(gè)擋料氣缸直徑10mm帶接近傳感器和流量控制行程15mm導(dǎo)向氣缸直徑16mm帶磁性傳感器和流量控制行程10mm電磁閥組二位五通單電控電磁閥兩個(gè)控制方式PLC控制2、電磁閥組

13、：本單元所采用的電磁閥，帶手動(dòng)換向、加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK位置時(shí)，手控開關(guān)向下凹進(jìn)去，不能進(jìn)行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信號(hào)為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號(hào)為“1”；常態(tài)時(shí)，手控開關(guān)的信號(hào)為“0”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，可以使用手控開關(guān)對(duì)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)氣路的控制，以改變擋料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。3、接線端子排：接線端口采用標(biāo)準(zhǔn)接線端子排，用于集中連接本工作單元所有電磁閥、傳感器等器件的電氣連接線、PLC 的I/O 端口及直流電源。上層端子用作連接公共電源正、負(fù)極（Vcc 和0V），連接片的作

14、用是將各分散端子片上層端子排進(jìn)行電氣短接，下層端子用作信號(hào)線的連接，固定端板是將各分散的組成部分進(jìn)行橫向固定，保險(xiǎn)座內(nèi)插裝有2A的保險(xiǎn)管。接線端口上的每一個(gè)端子旁都有數(shù)字標(biāo)號(hào)，以說明端子的位地址。接線端口通過導(dǎo)軌固定在底板上。1.3氣動(dòng)控制回路1、氣動(dòng)回路組成：過濾減壓閥、手動(dòng)閥、擋料氣缸（薄型氣缸）、電磁閥、單向節(jié)流閥等組成。2、氣動(dòng)回路動(dòng)作分析：當(dāng)單電控二位五通電磁閥線圈得電時(shí)，二位五通電磁閥左側(cè)圖1-2 檢測分揀單元?dú)鈩?dòng)原理圖進(jìn)氣路和右側(cè)排氣路接通，擋料氣缸活塞桿伸出，擋料板轉(zhuǎn)動(dòng)，工件在傳送帶上傳送過程中被擋料板擋入相應(yīng)的料槽內(nèi)，線圈得電后，氣路換向，二位五通電磁閥右側(cè)進(jìn)氣路和左側(cè)排氣路

15、接通，擋料氣缸活塞桿退回，擋料板反向轉(zhuǎn)動(dòng)，不再阻擋傳送帶上的工件。其原理如圖1-2所示。2 檢測分揀單元的PLC控制及編程此單元選用西門子CPU226 AC/DC/繼電器 PLC控制。各單元間采用PPI總線通訊實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制。1、編寫檢測分揀單元控制程序2、繪制電氣元件布置圖（與供料傳輸單元基本相同）不做介紹。3、PLC的I/O接線檢測分揀單元電氣原理如圖1-3、圖1-4所示。圖1-3 檢測分揀單元電氣原理圖（1）圖1-4檢測分揀單元電氣原理圖（2）4、編寫檢測分揀單元程序檢測分揀單元的工藝過程這里不再贅述。5、調(diào)試檢測分揀單元程序1）通電前設(shè)備檢查a 氣路檢查：檢查氣源是否引入裝置；空氣組合元

16、件是否有作用，且壓力表調(diào)至0.4Mpa；檢查氣路是否接錯(cuò)；手動(dòng)動(dòng)作電磁閥，調(diào)節(jié)流閥流量，使汽缸動(dòng)作正常。b 傳感器檢查：氣缸到位后，磁性開關(guān)是否動(dòng)作；數(shù)字式壓力開關(guān)設(shè)定值是否正確，壓力達(dá)到設(shè)定值，開關(guān)是否動(dòng)作，料倉有料時(shí)，對(duì)射型光纖開關(guān)是否動(dòng)作，靈敏度調(diào)整是否合乎要求；各傳感器接線是否正確。c 按鈕檢查：動(dòng)作按鈕，觸點(diǎn)是否動(dòng)作，接線是否正確。2）設(shè)備調(diào)試可首先通過仿真軟件，模擬設(shè)備控制過程進(jìn)行調(diào)試，確定程序是否合乎工藝要求。再連至檢測分揀單元設(shè)備上進(jìn)一步調(diào)試。a 程序下載：將已編制好的程序編譯后，通過PPI通信電纜線下載到PLC中去。注意：通信參數(shù)（通信口地址及傳輸速率）設(shè)置正確。b 程序運(yùn)行

17、：PLC投到“RUN”狀態(tài)，可通過開關(guān)或編程軟件。c 操作設(shè)備：設(shè)備送電、送氣，手自動(dòng)切換開關(guān)置于自動(dòng)位置，聯(lián)機(jī)切換開關(guān)置于非聯(lián)機(jī)位置，按下復(fù)位按鈕，設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕，設(shè)備運(yùn)行，出現(xiàn)緊急情況，按下急停按鈕。d 程序監(jiān)控：設(shè)備運(yùn)行過程監(jiān)控程序，監(jiān)測各輸入輸出點(diǎn)狀態(tài)是否正確，編程邏輯是否能實(shí)現(xiàn)控制要求。e 修改程序：在監(jiān)控過程中，如發(fā)現(xiàn)控制要求不能滿足，可修改程序再進(jìn)入上述的a步驟，直至合乎要求。3）通電調(diào)試過程中故障分析可能出現(xiàn)的故障：設(shè)備動(dòng)作不到位，PLC不能正常運(yùn)行。a 設(shè)備動(dòng)作不到位：可能是機(jī)械位置配合不準(zhǔn)確；傳感器出現(xiàn)故障、安裝不正確或未調(diào)整好，觸點(diǎn)不動(dòng)作；氣缸卡或氣路不通等

18、。b 程序故障：程序語法不正確，編譯不了；程序上傳、下載錯(cuò)誤（嚴(yán)重錯(cuò)誤）；程序控制邏輯不正確。c 操作錯(cuò)誤3應(yīng)用進(jìn)入分揀單元的加工工件被分別放置在二根不同的滑槽上。當(dāng)加工好的工件被送到檢測機(jī)構(gòu)上來，直流電機(jī)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)通過分揀機(jī)構(gòu)判斷高低、黑白件，導(dǎo)向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動(dòng)作，完成分揀入槽。4 結(jié)論本文通過描述基于GE平臺(tái)的康尼KNT-M601MPS模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)中的分揀單元的結(jié)構(gòu)功能。讓我初步了解了分揀單元的工作原理：進(jìn)入分揀單元的加工工件被分別放置在二根不同的滑槽上。當(dāng)加工好的工件被送到檢測機(jī)構(gòu)上來，直流電機(jī)帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)通過分揀機(jī)構(gòu)判斷高低、黑白件，導(dǎo)向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動(dòng)作，完成分揀入槽。該結(jié)構(gòu)雖然是整個(gè)