plc控制技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用

目錄要.0前言1統(tǒng)柔（柔FMS柔狀柔景速勢2PLC可編程器PLC義PLCPLCPLC3PLC控制技PLC介PLC.....................94.述用塊主能標(biāo)法術(shù)檢測與傳感技.伺服驅(qū)動技術(shù).氣動技術(shù)基礎(chǔ).礎(chǔ)氣動技術(shù)的簡.氣動傳動的優(yōu)缺點氣動系統(tǒng)的組.基圖流程圖解.氣圖工作原.電氣原理圖解.分.循環(huán)主體解析.合5語獻(xiàn)12PLC制技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用研究于躍，熊皓，李明康，王宇杰，張立剛，彭彬(沙理工大學(xué)，汽車與機(jī)械工程學(xué)院)[要：本文主要介了控制技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先介紹了目前國內(nèi)外柔性制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀，以及現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，然后以柔性制造系統(tǒng)中成品分裝輸送單元為例，詳細(xì)介紹了此單元中運(yùn)用的技術(shù)和組成模塊。其中的技術(shù)以制和電動控制和氣動控制為主，本文對這兩種技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。[鍵詞：PLC控技術(shù)，柔性制造系統(tǒng)品輸送單元，電動控制，氣動控制0言20世60年代以來，隨生水平的提高，用戶對產(chǎn)品的需求朝多樣化、新穎化的方向發(fā)展，傳的適用于大批量生產(chǎn)的自動線生產(chǎn)方式已不能滿足企業(yè)的要求，企業(yè)須尋找新的產(chǎn)技術(shù)以適應(yīng)不同品種的大中小批量的市場需求。同時，計算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展CAD/CAM、計算機(jī)數(shù)控計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等新技新概念的出現(xiàn)以及自動控制理論、生管理科學(xué)的發(fā)展也為新生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在種情況下，柔制造技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。1柔性制造系統(tǒng)柔性造統(tǒng)FMS的成雖然FMS(FlexibleManufacturing的模差別較大，功能不一，但都包含個本部分，加工系統(tǒng)、運(yùn)儲及管理系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)具體需求選擇不的輔助工具，如監(jiān)控工作站、測工作站等FMS組成見下表1。表1FMS的組3柔性造統(tǒng)優(yōu)組成名稱

作用

組成內(nèi)容加工系統(tǒng)FS的主部

加工單元指有自動換刀及換工件功能的數(shù)控機(jī)床基本部

分，用于工零件分

工件運(yùn)送及管系統(tǒng)組成:毛、半成、夾具組建的存儲倉庫工件托盤輸小車工運(yùn)儲及管理系統(tǒng)

向加工元及輔助工作運(yùn)送工件、夾具刀具、工具等

件、夾具裝卸站、緩沖存儲站具運(yùn)送及管系統(tǒng)成刀具存儲庫、交刀具攜帶裝置、交換具的運(yùn)送裝置、刀具刃磨、組裝及預(yù)調(diào)工作站計算機(jī)控制系統(tǒng)輔助工作站

控制并管理FMS的行選件功能

由計算機(jī)及其通信網(wǎng)絡(luò)組成根據(jù)不同的需，配置不同的輔工作站，如清洗工作站、監(jiān)控作站、在測量工作站應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)可以獲得明顯的制造優(yōu)勢：1)設(shè)備利用率高由于采用計算機(jī)對生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)度，一旦有機(jī)床空閑，計算機(jī)便給該機(jī)床加工任務(wù)。在典情況下，采用柔性制造系統(tǒng)中的一機(jī)床所獲得的生產(chǎn)量是單機(jī)作業(yè)環(huán)境下同等數(shù)量機(jī)床生產(chǎn)量的倍。2)減生產(chǎn)周期由于零件集中在加工中心上加工，減了機(jī)床數(shù)和零件的裝卡次數(shù)。采用算機(jī)進(jìn)行有效的調(diào)度也減少了周轉(zhuǎn)的時間。3)具維持生產(chǎn)的能力當(dāng)柔性制造系統(tǒng)中的一臺或多臺機(jī)床出現(xiàn)故障時，計算機(jī)可以繞過出現(xiàn)故障的機(jī)床使生產(chǎn)得以繼續(xù)。4)生具有柔性可以響應(yīng)生產(chǎn)變化的需求，當(dāng)市場需求或設(shè)計發(fā)生變化時，在FMS的計能力內(nèi)，不需要系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的變化，系統(tǒng)具有制造不同產(chǎn)品的柔性。并且，對于臨時需要的備用零件可以隨時合生產(chǎn)，而不影響FMS的常生產(chǎn)5)產(chǎn)質(zhì)量高FMS減了卡具和機(jī)床的數(shù)量，并且卡具與機(jī)床匹配得當(dāng)，從而保證了零件的一致性和產(chǎn)品的4質(zhì)量。同時自動檢測設(shè)備和自動補(bǔ)償裝置可以及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，并采取相應(yīng)的有效措施，保了產(chǎn)品的質(zhì)量。6)加成本低FMS的生產(chǎn)批量在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，其生產(chǎn)成本是最低的。它除了一次性投資費(fèi)用較高外，其他各項指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)的生產(chǎn)方案。FMS性造統(tǒng)發(fā)現(xiàn)從首個柔性制造系統(tǒng)的誕生到現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展也經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展個柔性制造系統(tǒng)是由英國Molins公司在年研制成功的著科技的快速發(fā)展,目世界上一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成熟的掌握了這項技,而這些發(fā)達(dá)國家己經(jīng)將這項技術(shù)用于現(xiàn)場的工業(yè)應(yīng)用中料計顯示,到1991年的時候,全世界對柔性制造系統(tǒng)的年投資額達(dá)到了140億元其中歐洲占了將50%。在美國、德國、日本、俄羅斯、英國等這些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家柔制造系統(tǒng)的使用可以說是較普遍了起性制造系統(tǒng)大并不陌,世界上很多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家將柔性制造系(用汽車制造方面,這得汽車的換周期大大的縮短了,時也節(jié)省了近一半的的勞動力,設(shè)備的利率提高了近一倍左右生產(chǎn)場地和在制品也減少了一半以,可喜的是生成本降低了一半左右。功能模塊、界面的標(biāo)準(zhǔn)化、加工過程的自動監(jiān)控及集成化20世末柔性制造系統(tǒng)發(fā)展的特點。后柔性制造系統(tǒng)開發(fā)的中心任務(wù)將轉(zhuǎn)向能夠提高柔性制造系統(tǒng)柔性、魯棒性、智能性的控制和件技術(shù)方面。我國從1984年開始研制柔性制造系統(tǒng)17年我國第一套柔性制造系統(tǒng)于1985年月誕在北京機(jī)床研究所。該套柔性制造系統(tǒng)用于加工數(shù)控機(jī)床直流伺服電機(jī)中的端蓋、主軸、殼體法蘭盤和刷架體等,它由5臺國產(chǎn)工中心、臺本產(chǎn)的機(jī)器人及日本富士電機(jī)公司的AGV組,控制系統(tǒng)由FANUC提,據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析它的投資回收期約為兩年半們國家開始研制柔性制造系統(tǒng)到我們自主成功研發(fā)一套柔性制造系,要經(jīng)歷了兩個重要階段階段就,1985年以后有了國家機(jī)電“五重點科攻關(guān)項目的支持同時也有了國家863高術(shù)發(fā)展計劃自動化領(lǐng)的工作的帶動,我們國家的柔性造系統(tǒng)得到了極大的重視和快速的發(fā)展,這個時期我們對柔性制系統(tǒng)的研發(fā)是進(jìn)入了自行開發(fā)和部分進(jìn)口的交叉階段。第二個階段就,北京機(jī)床研究所在1988年成功研發(fā)了加工減速機(jī)機(jī)座的JCS.FMS.H系,這個系統(tǒng)全部是我們國家自行開發(fā)和配套,它的制成功標(biāo)志著我們國家己經(jīng)具有自主開發(fā)柔性制造系統(tǒng)的實力了些,隨著計算機(jī)技術(shù)精密械技術(shù)和控制技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā),們國家的柔性制造技術(shù)也得到了快速的發(fā)展制系的使用率也提高了不少們?nèi)嵝灾圃煜到y(tǒng)的發(fā)展雖然取得了一些成,但同時也出現(xiàn)了一些問,比如我們的柔性制造系統(tǒng)安裝時間比較長、調(diào)試時間比較長、性能不太穩(wěn)定等很多不足之處。以在柔性制造技術(shù)的發(fā)展上,我還需要努我們還需要不斷地學(xué)習(xí)。1.4柔性制系的展景控制術(shù)展速目前柔性制造技術(shù)的研究正朝著深度和廣度的方向發(fā)展制造系統(tǒng)FMS)的腦及神經(jīng)中樞是單元控制系統(tǒng)隨計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,無論是從軟件還是件方面來說柔制造系統(tǒng)的控制技術(shù)都有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。主要表現(xiàn)在以下幾個方:l)不斷推出新型的控制軟件。隨柔性制造系統(tǒng)FMS)的發(fā)展特別是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的的發(fā)展,單元控制軟件也有了相當(dāng)速的發(fā),制造商和應(yīng)用商都在不斷的引進(jìn)或推出新的單元控制件2)控軟件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)。為了方便對柔性制造控制軟件進(jìn)行修改、集成或擴(kuò)控制軟模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化已成為柔性制造系統(tǒng)中控制系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。迅速發(fā)展新型軟件前件開發(fā)逐漸成為控制系統(tǒng)發(fā)展的瓶,所以很多軟件公司開始不斷的推出一些稱為“平臺”的支持開發(fā)工目的是幫助用戶完成自己工程項目的設(shè)計和實施。積極引入設(shè)計新方法了提高控制系統(tǒng)的有效性和正確一些軟件公司在不斷開發(fā)新型控制軟件和發(fā)展軟件開發(fā)工具的同還積極引入設(shè)計新方法。例如面向?qū)ο蠓椒?。發(fā)展新型控制體系結(jié)構(gòu)柔制造系統(tǒng)的控制體系結(jié)構(gòu)柔性制造系統(tǒng)也經(jīng)歷了幾個階,5在前期使用的是集中式分級控制體系結(jié),當(dāng)控制系統(tǒng)的最頂層出現(xiàn)故障時,柔制造系統(tǒng)將會全癱瘓,所以這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)控制功比較困難。后來出現(xiàn)了多級分布控制體系結(jié)構(gòu)這結(jié)構(gòu)的控制能是比較容易實,同時可靠性也比較但控制層數(shù)比較,導(dǎo)致系統(tǒng)的工作效率和靈敏性比較差后來出現(xiàn)了自制協(xié)商式控制體系結(jié),這種控制結(jié)構(gòu)響應(yīng)速度快、柔性好,適合于開始先安裝數(shù)量少小型的比較容易管理的柔性制造單然后再將各單元之間的信息流和物料流的集成在一起。6)大力開發(fā)應(yīng)用人工智能技術(shù)。人工智能的專家系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于柔性制造系統(tǒng)中各單元的控制技術(shù)中。比如用于檢測單元、仿真等?，F(xiàn)代性造統(tǒng)發(fā)趨1)柔性制造單元FMC)將成為發(fā)和應(yīng)用的熱門技術(shù)由于柔性制造單元的投資比少,且經(jīng)濟(jì)效益與柔性制造系統(tǒng)比較接,所以柔性制造單元將會成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù)很多中小型企業(yè)由于財力的原,他們更意選擇柔性制造單元FMC),目國外很多廠家已經(jīng)將柔性制造單(列他們的發(fā)展重點。2)發(fā)展高效率的柔性制造(FML)一些少品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)對柔性制造(FML)需求引起了很多制造廠的極大關(guān)注來性制造線FML)的發(fā)展趨勢將是用價格低廉的專用數(shù)控機(jī)床來替代一些通用的加工中心。3)FMS朝多能方向發(fā)展隨著一些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,單純加工型FMS并不能滿足人們的需,人們開始進(jìn)一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗及飯金加工等多工序的多功能FMS2PLC可編程邏輯制器PLC定PLC即編程邏輯控制器（可程控制器件）?？删幊踢壿嬁刂破鳎↙ogicController，PLC采一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并過數(shù)字或模擬式輸/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC基結(jié)可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：1)電可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視一般交流電壓波動+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直連接到交流電網(wǎng)上去2)中處理單元(中央處理單(CPU)是編程邏控制器的控制中樞照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對大型可編程邏輯控制器還采用雙C構(gòu)成余系統(tǒng)，或采用三CPU的決式系。這樣，即使某個出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。3)存器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。4)輸輸出接口電路6現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道?，F(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。5)功模塊如計數(shù)、定位等功能模塊。PLC制術(shù)作理當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，可編程邏輯控器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)上述三個階段。1)輸采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，輸入均能被讀入。2)用程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程(梯形圖在掃描每一條梯形圖時總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映區(qū)或系RAM儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O令則可以直接存取點即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新序直接從模塊取值輸過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。3)輸刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間CPU按I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才可編程邏輯控制器的真正輸出。PLC制術(shù)功特可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。1)使方便，編程簡單采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。2)功強(qiáng)，性能價格比高一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)分散控制，集中管理。3)硬配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)7PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)PLC的裝接線也很方便，一般用線端子連接外部接線有強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。4)可性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用件代替大量的中繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。5)系的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過P上發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。6)維工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上發(fā)光二管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故控制術(shù)柔制系中應(yīng)研控技在性造統(tǒng)應(yīng)簡：由于PLC控技術(shù)有可靠性高、通用靈活、使用壽命長等優(yōu)點，在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。具有通信功能的PLC既對遠(yuǎn)程I/O行控制，又能實現(xiàn)PLC和、PLC和算機(jī)之間的通信，是FMS和CIMS(ComputerIntegratedManufacturing等先進(jìn)制造系統(tǒng)中低層設(shè)備控制與通的常用控制裝置。本文主要以成品分裝輸送單元和物料分配單元為例，介紹PLC在FMS中的應(yīng)用控制術(shù)柔制系的應(yīng)PLC控制技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中以應(yīng)用在搬運(yùn)單元，物料分配單元，加工操作手單元，提取單元，安裝單元，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，自動倉儲單元，成品分裝輸送單元，磨削和鉆孔加工等，在過程制和過程監(jiān)視方面都有應(yīng)用。本篇文章以成品分裝輸送單元為主分析我們組對此方面的理解。控制術(shù)成分輸單的用研4.1產(chǎn)品概：4.1.1產(chǎn)品用分裝輸送是根據(jù)分裝要求的要求不同，盡可能快速，準(zhǔn)確的將成品從運(yùn)輸線上選出來分類，然分別集中處理。通常分人工分裝，自動分裝系統(tǒng)。成品自動分裝輸送系統(tǒng)具有差錯率小，效率高勞動力成本低等優(yōu)勢，適用于多種品種，大批量貨物的分裝。無論是在醫(yī)藥，食品還是在機(jī)械產(chǎn)加工中逐漸被廣泛的采用。隨著機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，車間更加機(jī)械化，分裝系統(tǒng)有很大的發(fā)展前景4.1.2產(chǎn)品組模a.工件檢驗?zāi)K：工件檢驗是用來檢測該系統(tǒng)是否有工件工件放在輸送帶的起始位置時先到傳感器的檢測，此時傳感器光線被遮擋后返回，輸出信號品運(yùn)輸。8b.傳送帶模塊：傳送帶實現(xiàn)對工件的分揀主有傳送帶、氣缸和滑槽三部分組成傳送帶主要有傳送帶、直流電等導(dǎo)模塊的作用是將被識別處顏色和材質(zhì)的工,按照需要?dú)?和2分伸出將物件打入應(yīng)滑槽。c.滑槽模塊：有兩個氣缸，分別把不同白色和黑色的物品分到滑槽，然后傳感器判斷出物品已經(jīng)進(jìn)入滑槽，運(yùn)輸停止，傳送帶等待下一個物品的到來。4.2主要組與能成品分裝輸送單元主要由變器，交流電機(jī)，編碼器，旋轉(zhuǎn)氣缸，直線氣缸，磁性傳感器，光電傳感器，成品輸送槽，工業(yè)導(dǎo)軌，開關(guān)電源，可編程控制器，按鈕I/O轉(zhuǎn)端子，電氣網(wǎng)孔，多種類型電磁閥組成，主要完成對成品的分裝輸送功能。變頻器：控制交流電機(jī)，帶動皮帶輸送成品。編碼器：對傳送帶上的成品進(jìn)行位置檢測。電磁閥：用于控制各個氣缸的伸出、縮回以及旋轉(zhuǎn)動作。直線氣缸：可完成成品的分揀任務(wù)。旋轉(zhuǎn)氣缸：可完成成品的分揀任務(wù)。光電傳感器：完成對成品的檢測，便于分揀機(jī)構(gòu)分類輸送。4.3主要技術(shù)指控制電源：直流24V/4.5A控器:西門子電磁閥4V110-064V120-064V130C-06調(diào)速閥：出氣節(jié)流式磁性開關(guān)D-C73LD-A73LZ73L氣缸：MSQB20RMDU25-50DM4.4使用方a.氣源由調(diào)壓過濾器的左側(cè)氣口連?6氣管，另一端接靜音氣泵間用，注意及時將過濾器內(nèi)的水分排出）b.如使用外部時可通過轉(zhuǎn)接板與/O接連接，詳見I/O配表意：必須將系統(tǒng)原配的主機(jī)連接線拔出）編制程序（樣例程序詳見配套光盤）接通電源前，先檢查各模塊接線。下載程序。運(yùn)行方式：系統(tǒng)接通電源后，操作按鈕控制板，上電、復(fù)位、調(diào)試。4.5成分輸單中到主技4.5.1檢測傳技傳感器的基本功能是檢測信號和進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換感器的輸出量通常是電信,它便于傳輸轉(zhuǎn)換、處理和顯示等。電信號有多種形如電壓、電流、電容和電阻等傳器一般由敏元件換元件和信號調(diào)理轉(zhuǎn)換電路3部組,有時還需要外輔助電源提供轉(zhuǎn)換能,如圖1一1所示。9敏感元件指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量,并且出與被測量成一定關(guān)系的某一物理量的元件換件是指傳感器中能夠?qū)⒚舾性惺芑蛳鄳?yīng)的被測,轉(zhuǎn)換成適合傳輸或測量的電信號的部分。有時候敏感元件和轉(zhuǎn)換元件的功能是由一個元(敏感元件)實現(xiàn)的。信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電將敏感元件或轉(zhuǎn)換元件輸出的電路參數(shù)轉(zhuǎn)換、調(diào)理成一定形式的電量輸出。由于傳感器的輸出號一般都很微,因此需要進(jìn)行信號的調(diào)理與轉(zhuǎn)換、放大、運(yùn)算與調(diào)制之后才能進(jìn)行顯示和參與控。輔助電源為無源傳感器的轉(zhuǎn)換電路提供電能。傳感器及信號檢測裝置是檢測與傳感器技術(shù)的主要研究對象柔制造系統(tǒng)中傳感器將各種內(nèi)部和外部的信號通過相應(yīng)的檢測裝置反饋給控制及信息處理裝置所,檢測與傳是柔性制造系統(tǒng)中實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)性造系統(tǒng)要求感器能快速、準(zhǔn)確的獲取信息同也要求傳感器能適應(yīng)外界環(huán)境的變化。目前傳器的發(fā)展還較緩慢,檢與傳感技術(shù)還不能完全與柔制造系統(tǒng)的發(fā)展相適應(yīng),使得性制造系統(tǒng)的一些設(shè)和控制不能達(dá)到人們滿意的效果,大力發(fā)展檢測與傳感技術(shù)對柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展具有十分要的意義。4.5.2伺服動術(shù)執(zhí)行元件及驅(qū)動裝置是伺服驅(qū)動技術(shù)的研究對象。執(zhí)行元件一般有氣動、液動、電動等多種類型,柔制造系統(tǒng)中采用的執(zhí)行元件類型也多種多樣一般以電動式的執(zhí)行元件比較多,其驅(qū)動裝主要是指電動機(jī)的驅(qū)動電源電路行件一方面通過機(jī)械接口與機(jī)械傳動和執(zhí)行結(jié)構(gòu)相,用以現(xiàn)預(yù)期的動作,另一方面通過電接口與微型機(jī)相,以接受微型機(jī)的控制指令。伺服驅(qū)動技術(shù)對控制的精度、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)的精度都有重要的影響。4.5.3氣動術(shù)礎(chǔ)詳6.氣動術(shù)礎(chǔ)4.6氣動技基4.6.1氣技術(shù)簡：氣動技術(shù)基礎(chǔ)是驅(qū)動各種機(jī)械和設(shè),實現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動化的一門技術(shù)壓傳動具有防火、防爆、防電磁干擾、抗震動、抗沖擊、無輻射、無污染、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等特點目前氣動技術(shù)與液壓、機(jī)械、電氣和電子技術(shù)一,相互補(bǔ)充已發(fā)展成為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的重要手段,在機(jī)械、冶金、輕紡食品化工、交通運(yùn)輸、航天航空、國防建設(shè)等各個行業(yè)及部門己得廣泛應(yīng)用。4.6.2氣傳動優(yōu)點氣傳的點空氣隨處可取,取之不盡?？諝馔ㄟ^管道傳,易于集中供和遠(yuǎn)距離輸送。無潤滑,用后空氣直接排入大,對環(huán)境無污染。10壓縮空氣可以存儲在儲氣罐中。壓縮空氣對溫度的變化不敏感,證運(yùn)行穩(wěn)定。壓縮空氣沒有爆炸及著火的危險。結(jié)構(gòu)簡,制造容易適標(biāo)準(zhǔn)化系列化和通用化。氣動工具和執(zhí)行元件超載時停止不,無其他危害。氣傳的點壓縮空氣需要有良好的處,不有灰塵、油污和濕氣。由于空氣的可壓縮性,執(zhí)行機(jī)構(gòu)不易獲得均勻的運(yùn)動速度。只有在一定的推力下,采用氣動技術(shù)才比較經(jīng)濟(jì)。排氣噪聲較大,但可以通過噪聲吸收材料或使用消聲器進(jìn)行改善。氣動統(tǒng)組1)氣源裝置氣源裝置是以壓縮空氣為工作介向氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣。其主體是空氣壓縮機(jī)此還包括壓縮空氣凈化裝置和傳輸管道。空氣由多種氣體混合而成,其主要成分是氣和氧氣,其次是氫氣和少量的氧化碳及其它氣體?？諝饪梢苑譃楦煽諝夂蜐窨諝鈨煞N形態(tài)以否含水蒸氣作為區(qū)分標(biāo)志。2)氣動執(zhí)行元件氣動元件是指利用壓縮空氣工作的元件。氣動元件按照功能不同分為氣動執(zhí)行元件、氣動控制元件、氣動檢測元件、真空元件及其其它氣動輔助元件。氣動執(zhí)行元件是種能量裝換裝置,它將壓縮空氣的力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械,動執(zhí)行機(jī)構(gòu)實現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動、擺動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或沖擊動作氣動執(zhí)行元件分為氣缸和氣馬達(dá)兩類缸是用于提供直線往復(fù)運(yùn)動或擺動,輸出的是力和直線速度或擺動角位;動馬達(dá)是用于提供連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動,輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速成品分裝輸送單元主要采用普通氣缸通氣缸是指缸體內(nèi)只有一個活塞和一個活塞桿的氣,分為單作用氣缸和雙作用氣缸兩種形式方向上都受氣壓控制的氣缸稱為雙作用氣,只有一個方向上受氣壓控制的氣缸稱為單作用氣缸。雙作用氣缸的工作原:雙作用氣缸的符號如圖4一l所。雙作用氣缸的內(nèi)部被活塞分成兩個,有活塞桿的那一部分腔稱為有桿腔無塞桿的腔稱為無桿腔壓空氣從無桿腔輸入,氣體從有桿腔排,在汽缸的兩腔形成壓力差,從而推動活塞運(yùn),使活塞桿伸;當(dāng)空氣從有桿腔進(jìn)從無桿腔排出,壓力差使活塞桿縮回有腔和無桿腔交替進(jìn)氣和排氣,活塞便可以實現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動。3)氣動控制元件11在氣壓傳動系統(tǒng)中,氣控制元是控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向的重要控制,利用他們可組成各種氣動控制回,保證氣動執(zhí)行元件按設(shè)計的程序正常的進(jìn)行工作控元按功能和用途可分為流量控制閥、方向控制閥和壓力控制閥3大類1.方向控制閥方向控制閥是氣壓傳動系統(tǒng)中通過改變壓縮空氣的流動方向和氣流的通斷,來控制執(zhí)行元件啟動、停止及運(yùn)動方向的氣動元件。根據(jù)方向控制閥的功能、控制方式、閥內(nèi)氣流的方向及密封式等方控制閥可分為很多種類。比如人力控制閥、機(jī)械換向閥、氣壓控制換向閥、電磁控制換閥等。2.流量控制閥在氣壓傳動系統(tǒng)中,有時需要控氣缸的運(yùn)動速度有需要控制換向閥的切換時間和氣動信號的傳遞速度這都需要調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量來實現(xiàn)通過改變閥的流通截面積來實現(xiàn)流量控制的稱為流量控制閥,它包括節(jié)流閥向節(jié)流閥和排氣節(jié)流閥流閥是將空氣的流通截面縮小以增加氣體的流通阻力,從而低氣體壓力和流量。單向節(jié)流閥是單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的組合控制閥單節(jié)流閥常用于氣缸的調(diào)速和延時回路中氣流閥與節(jié)流閥一,也是靠調(diào)節(jié)流通面積來調(diào)節(jié)氣體流量的與流閥不之處是安裝在系統(tǒng)的排氣口,不能夠控制執(zhí)行元件的運(yùn)動速,而且因其常帶消音器,具有減少排氣噪聲的作所以常稱其為排氣消聲節(jié)流閥。3.壓力控制閥在氣動系統(tǒng)中,一由壓縮機(jī)先空氣壓縮存儲儲氣罐內(nèi)然后過管路輸送給各個氣動裝置使用而氣罐的空氣壓力往往比實際需要的壓力同時其壓力波動值也較大因此需要將其壓力減到所需壓力并減壓后的壓力穩(wěn)定在所需壓力值上控制閥就是用來控制氣動系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力以足各種壓力需求或節(jié)能。壓力控制閥有減壓閥、安全溢流閥)和順序閥3種減壓閥是將供氣氣源壓力減少到每臺裝置所需要的壓并保證減壓后壓力值穩(wěn)定序閥是依靠氣路中力的作用來控制執(zhí)行元件按順序動作的一種壓力控制,順序閥一般很少單獨(dú)使用,往往與單向閥合在一起構(gòu)成單向順序閥全在系統(tǒng)中起安全保護(hù)作,系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值,安全閥打,將系統(tǒng)中的一部分氣體排入大,系統(tǒng)壓力超過允許,而保證系統(tǒng)不因壓力過高而發(fā)生事故?；境?2基本流程圖流程解：械手提取物品將物品放在傳送帶上，傳感器檢到物品的信號后，傳送帶開始運(yùn)行，然后根據(jù)光纖傳感器對工件的顏色的檢測結(jié)果，工件運(yùn)行至相應(yīng)的汽缸處，氣缸伸出工件分揀到相應(yīng)的分裝盒中，然后氣缸收回，傳送帶停止運(yùn)行，等待下一次機(jī)械手拿來的物品。此類推，重復(fù)進(jìn)行。氣動路理氣動原理控制系統(tǒng)是本工作單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制功能是由PLC控制的。13電氣原理圖4.8.1電氣理解：本氣動系統(tǒng)下面是控制電磁閥（單電控二位五彈簧位）的變換和2B1是兩個傳感器氣缸伸出后一旦碰到該傳感器，氣缸便收回。1Y1和2Y1為制直線氣缸的電磁閥3B1為裝在旋轉(zhuǎn)氣缸上的極工作位置的磁性傳感器為控制旋轉(zhuǎn)氣缸的電磁閥。工作理濾氣開關(guān)打開當(dāng)檢測物品應(yīng)該入槽時壓縮空氣通過單電控二位五彈簧復(fù)位電磁閥1Y1進(jìn)入氣缸1，磁圈得電，空氣經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入氣缸1有桿腔，使活塞桿向前運(yùn)動，將物件分裝入滑槽1內(nèi)若檢測到物品應(yīng)該進(jìn)到槽2時則壓縮空氣通過單電控二位五通簧復(fù)位電磁閥2Y1進(jìn)入氣缸2，電磁圈得電，空氣過調(diào)速后進(jìn)入氣缸2的有桿腔，然后活塞桿前動，將物件分裝滑槽2中執(zhí)行分裝任務(wù)。PLC制循主部14循環(huán)主體循環(huán)體析該控制圖描述了選擇手動還是自動的方式，控制了傳感器的和氣缸的運(yùn)行，將物品進(jìn)行分揀。系統(tǒng)采用交變電壓，根據(jù)物體重量等的不同改變電壓。PLC氣，控三融PLC，氣動和電控的優(yōu)勢很明顯它有模擬量和開關(guān)量輸入和輸出，邏輯運(yùn)算，定時，計數(shù)，順控制，人機(jī)交互，記錄和顯示工能等，都復(fù)合模塊式氣動自動化生產(chǎn)的要求，而且運(yùn)行平穩(wěn)，準(zhǔn)，快速，大大縮小勞動成本，效率更高，是現(xiàn)代制造和加工自動化的典型代表。15結(jié)語本篇文章感謝參考文獻(xiàn)中的文章和書籍提供的資料，結(jié)合他們的資料和小組同學(xué)所學(xué)知識及兩實習(xí)，寫了PLC控技術(shù)在柔性