檢測分揀站機電系統(tǒng)硬件設計

1、寧 波 工 程 學 院學年論文論 文 題 目： 檢測分揀站機電系統(tǒng)硬件設計 學 院 名 稱： 電子與信息工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化xxx班 學 生 姓 名： xxx 學號： xxxxxxxx 指 導 教 師： 廖遠江 起訖時間： 2012年11月11日 至 2012年11月23日檢測分揀站機電系統(tǒng)硬件xxx( 寧波工程學院 電子與信息工程學院，浙江 寧波 315016 )摘 要：現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設備（自動生產(chǎn)線）的最大特點是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機械技術、微電子技術、電工電子技術、傳感測試技術、接口技術、信息變換技術等多種技術有機地結(jié)合，并綜合應用到生產(chǎn)設備中；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)動等機構(gòu)在PLC單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機地融合在一起?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價格比且編程簡單而廣泛地應用在現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設備中，擔負著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機電一體化技術，掌握PLC 技術及PLC 網(wǎng)絡技術的技術人材是當務之急?？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、搬運單元、加工單元、裝配搬運單元、裝配單元、分揀單元等組成，綜合運用了PLC控制 、氣動驅(qū)動技術，多種傳感器，構(gòu)成一個典型的自動生產(chǎn)線的機械平臺。利用KNT-M601 MPS模塊化生產(chǎn)制造系

3、統(tǒng)，可以模擬一個與實際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學習者得到一個非常接近于實際的教學設備環(huán)境，從而縮短了理論教學與實際應用之間的距離。關鍵詞：MPS模塊化生產(chǎn)制造系統(tǒng)；PLC； 供料傳輸單元，搬運單元，加工單元，裝配搬運單元，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)是為提高學生動手能力和實踐能力而設計生產(chǎn)的一套實用性實驗設備。給學生提供了既能滿足專業(yè)需要又符合實際工業(yè)情況的教學環(huán)境，使學生將所學的諸多單科專業(yè)知識得到全面認識，綜合訓練和相互提升。每個單元具有一套PLC3控制，可“單機/聯(lián)機”運行，具有較好的柔性。將幾個單元模塊化分開培訓可以容納較多的學員同時學習，在基本單元模塊培訓完成以后，又可以將相鄰的兩站，三站直至多站連接在一起，學習復雜系統(tǒng)的控制，編程，裝配4.5和調(diào)試技術。本文結(jié)合MPS系統(tǒng)的特點，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，將工件進行分類。組成：主要由鋁合金型材工作臺架、氣源組件、檢測分揀機構(gòu)和PLC等組成。其組成結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。功能：將工件進行分類，分揀入槽。工作過程描述：進入分揀單元的加工工件被分別放置在二根不同的滑槽里。當工件在傳送帶起始至末端位置的傳送過程中受到對射傳感器的檢測，導向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動作，完成分揀入槽。1.2分揀單元的結(jié)構(gòu)組成圖1-1 檢測分揀單元實物圖1、 檢測分揀單元技術指標項目技術參數(shù)備注尺寸500(W)×750(D)×985(H

12、) 重量53kg電源AC 220V, 50Hz過載短路保護工作電壓DC 24V, 5A工作壓力44.5bar組件工作臺尺寸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，直流電機存儲滑道尺寸40 x 300mm數(shù)量2個電磁閥組二位五通單控電磁閥 1個二位五通雙控電磁閥 1個擋料氣缸直徑10mm帶接近傳感器和流量控制行程15mm導向氣缸直徑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，帶手動換向、加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2個位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK位置時，手控開關向下凹進去，不能進行手控操作。只有在PUSH位置，可用工具向下按，信號為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號為“1”；常態(tài)時，手控開關的信號為“0”。在進行設備調(diào)試時，可以使用手控開關對閥進行控制，從而實現(xiàn)對相應氣路的控制，以改變擋料缸等執(zhí)行機構(gòu)的控制，達到調(diào)試的目的。3、接線端子排：接線端口采用標準接線端子排，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行電氣短接，下層端子用作信號線的連接，固定端板是將各分散的組成部分進行橫向固定，保險座內(nèi)插裝有2A的保險管。接線端口上的每一個端子旁都有數(shù)字標號，以說明端子的位地址。接線端口通過導軌固定在底板上。1.3氣動控制回路1、氣動回路組成：過濾減壓閥、手動閥、擋料氣缸（薄型氣缸）、電磁閥、單向節(jié)流閥等組成。2、氣動回路動作分析：當單電控二位五通電磁閥線圈得電時，二位五通電磁閥左側(cè)圖1-2 檢測分揀單元氣動原理圖進氣路和右側(cè)排氣路接通，擋料氣缸活塞桿伸出，擋料板轉(zhuǎn)動，工件在傳送帶上傳送過程中被擋料板擋入相應的料槽內(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，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總線通訊實現(xiàn)聯(lián)機控制。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；手動動作電磁閥，調(diào)節(jié)流閥流量，使汽缸動作正常。b 傳感器檢查：氣缸到位后，磁性開關是否動作；數(shù)字式壓力開關設定值是否正確，壓力達到設定值，開關是否動作，料倉有料時，對射型光纖開關是否動作，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：動作按鈕，觸點是否動作，接線是否正確。2）設備調(diào)試可首先通過仿真軟件，模擬設備控制過程進行調(diào)試，確定程序是否合乎工藝要求。再連至檢測分揀單元設備上進一步調(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）設置正確。b 程序運行

17、：PLC投到“RUN”狀態(tài)，可通過開關或編程軟件。c 操作設備：設備送電、送氣，手自動切換開關置于自動位置，聯(lián)機切換開關置于非聯(lián)機位置，按下復位按鈕，設備處于準備狀態(tài)，按啟動按鈕，設備運行，出現(xiàn)緊急情況，按下急停按鈕。d 程序監(jiān)控：設備運行過程監(jiān)控程序，監(jiān)測各輸入輸出點狀態(tài)是否正確，編程邏輯是否能實現(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：設備動作不到位，PLC不能正常運行。a 設備動作不到位：可能是機械位置配合不準確；傳感器出現(xiàn)故障、安裝不正確或未調(diào)整好，觸點不動作；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、下載錯誤（嚴重錯誤）；程序控制邏輯不正確。c 操作錯誤3應用進入分揀單元的加工工件被分別放置在二根不同的滑槽上。當加工好的工件被送到檢測機構(gòu)上來，直流電機帶動皮帶轉(zhuǎn)動通過分揀機構(gòu)判斷高低、黑白件，導向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動作，完成分揀入槽。4 結(jié)論本文通過描述基于GE平臺的康尼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。當加工好的工件被送到檢測機構(gòu)上來，直流電機帶動皮帶轉(zhuǎn)動通過分揀機構(gòu)判斷高低、黑白件，導向氣缸根據(jù)記錄的工件屬性分別動作，完成分揀入槽。該結(jié)構(gòu)雖然是整個