物品搬运装配加工设备的组装与调试毕业设计.docx
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物品搬运装配加工设备的组装与调试毕业设计
毕业设计说明书
题目：
物品搬运装配加工设备的组装与调试
姓名：
学号：
年级：
专业：
数控技术
学生类别：
开放专科
指导教师：
教学单位：
2010年5月20日
毕业设计（论文，作业）课题审批表
教学单位（盖章）
专业
数控技术
学生类别
专科
课题名称
物品搬运设备组装与调试
填报
时间
2010年4月21日
课
题
内
容
简
介
1.设备组装与介绍：
根据装配图要求对搬运设备的机械部分进行组装
传感器介绍
气缸的介绍
变频器及参数的设定
电路的连接
2.程序的编制：
根据试题的要求进行程序的编写
根据试题的要求进行保护环节的设置
急停保护的设置
断电保护的设置
初始位的设置
无料保护的设置
3.系统调试；根据要求对程序进行调试与检查
4.图形的绘制：
气动原理图的绘制
电器原理图的绘制
指导教师姓名
参加学生姓名
指导教师意见
市校
审核
意见
审核部门盖章：
年月日
题名：
物品搬运装配加工设备的组装与调试
一.【内容摘要】
随着科技的不断发展与进步！
PLC（可编程序控制器）以它可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等特点已在国内外广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业
本论文主要从以下几个方面进行实践：
1根据装配的图纸要求进行机械部分的组装以及电路连接
2根据试题要求进行程序的编制
3对已经编好的程序进行调试
4介绍各元器件
5画气路图和电路图
【关键词】
机械手传感器变频器气缸PLC电机
目次
一.摘要……………………………………………………....
（2）
二.工作任务…………………………………………………….（4）
2.1搬运系统的自动运行………………………………….（4）
2.2自动运行状态下装配设备的保护装置…………….（5）
三.机械组装设计……………………………………………..（5）
3.1机械组装要求………………………………………….（5）
3.2机械手搬运机构………………………………………..（6）
3.3物料传送和分拣机构…………………………………..（7）
3.4总装图总装图实物图……………………………………（8）
3.5西门子PLC主机、变频器及其它部件………………..（9）
3.6控制原理图……………………………………….....（12）
3.7端子接线图…………………………………………….（13）
3.8变频器参数设置……………………………………….（14）
四.PLC程序设计……………………………………………….（15）
4.1符号表………………………………………………….（15）
4.2原位保护的程序……………………………………….（16）
4.3机械手搬运程序……………………………………….（17）
4.4物料传送和分检……………………………………….（19）
4.5零件的打包处理……………………………………….（21）
4.6设备的正常停止………………………………………（22）致谢………………………………………………………..（24）
参考文献………………………………………………….（25）
二.工作任务
2.1搬运系统的自动运行
第一次上电，将SA1“运行/单步”转换开关旋转在“运行”位，设备处于“自动运行”工作状态，系统工作前，必须确保各器件在原点位置，当不符合原点位置要求时，按下SB5“启动”按钮，系统需经复位回到原点位置，系统复位后进入运行状态，指示灯HL1长亮，设备开始工作。
在工件放置台的光电传感器检测到有工件时，气动机械手悬臂伸出→手臂下降→气爪将工件夹紧。
夹紧1s后，手臂上升→悬臂缩回→转动至右侧极限位置→然后悬臂伸出→手臂下降→气爪放松，通过进料孔将工件放到皮带输送机的传送带上。
机械手放下夹持的工件1s后，手臂上升→悬臂缩回→转动至左侧极限位置停止。
当皮带输送机进料孔位置的漫射型光电传感器检测到工件后，指示灯HL1熄灭，拖动皮带输送机的交流电动机以20Hz的频率启动前进传送工件，变频器的爬坡时间为2S，制动时间为1S。
分拣要求：
正对皮带输送机，从左到右有A、B、C套检测分拣装置，检测传感器有1个电感式接近开关和2个光纤传感器，检测传感器的排列顺序及灵敏度，根据分拣要求由选手自定，在第一出料斜槽A实现“甲/乙（合格品）”“甲/乙（合格品）”装配，不符合“甲/乙（合格品）”要求的工件由气缸B推入第二出料斜槽，工件乙不合格品（黑色塑料件）由汽缸C推入第三出料斜槽，传送带前进频率为20Hz，返回频率为25Hz。
系统正常启动运行后，进料口检测到工件，传送带以20Hz频率前进，例如工件为“甲”，则A气缸动作，将“甲”推入第一出料斜槽，再放置工件“甲”，则由气缸B推入第二出料斜槽，如果再放置“乙（合格品）”，则由A气缸推入第一出料斜槽，若放置“乙（不合格品）”，则由气缸C推入第三出料斜槽。
在第一出料斜槽有两个“甲/乙（合格品）”装配件后，点亮一个打包指示灯3S，此时皮带停止，3S后打包指示灯熄灭，系统又进入正常运行。
推料气缸的活塞杆缩回后，指示灯HL1亮，表示设备准备又一次进行将工件分拣装配。
为了保证设备的工作，只允许一个工件在皮带输送机上传送与装配，因此必须保证只有在皮带输送机停机等待（指示灯HL1亮）的期间，机械手才能向传送带的进料孔放工件。
但若皮带运输机停机等待时间超过10s，指示灯HL1由长亮变为每秒闪1次，提示尽快将工件搬运到皮带输送机，直到皮带输送机进料孔的漫射型光电传感器检测到工件后自动熄灭。
2.2自动运行状态下装配设备的保护装置
（1）原位保护系统工作前，必须确保各器件在原点位置，当不符合原点位置要求时，按下SB5系统也不能起动。
原点位置要求：
①机械手气爪夹紧，机械手手臂、悬臂气缸活塞杆缩回，机械手停止在左侧的极限位置；
②皮带输送机拖动电动机停转，三个单出杆气缸活塞杆缩回。
（2）断电时的保护突然断电，设备停止工作，机械手保持停电前状态。
恢复供电后，设备应接着断电前所处的工作状态运行。
（3）无料保护系统在正常运行中，若工件放置台、机械手、皮带输送机上均无工件，15S后，HL2报警灯以1Hz频率闪烁5S后，系统停止。
（4）设备的正常停止设备在工作过程中，按下停止按钮SB6，设备在完成当前机械手的搬运及分拣，设备恢复到原位后停止。
三．机械组装设计
3.1机械组装要求
（1）应保证组装后，设备的机械手能把工件准确地从工件放置台搬运到皮带输送机的进料孔。
（2）应保证三相交流异步电动机转轴与皮带输送机传动轴的同心度，以电动机拖动皮带输送机时，不发生震动为符合要求。
（3）不得使用漏气的气管和管路附件；气管与管接头的连接应牢固、可靠。
（4）电路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，导线与接线端子连接处应套编号管并有相应的编号。
（5）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。
（6）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣和加工的准确；
（7）机械部件、传感器等元件的安装位置及其PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止位置和时间的准确。
（8）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。
3.2机械手搬运机构
手爪控制示意图
上图中手爪夹紧由单向电控气阀控制，当电控气阀得电，手爪夹紧。
当电控气阀断电后手爪张开
整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。
手爪提升气缸：
提升气缸采用双向电控气阀控制，气缸伸出或缩回可任意定位。
磁性传感器：
检测手爪提升气缸处于伸出或缩回位置。
（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”）
手爪:
抓取物料由单向电控气阀控制，当单向电控气阀得电，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，单向电控气阀断电，手爪松开。
旋转气缸：
机械手臂的正反转，由双向电控气阀控制。
接近传感器：
机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。
（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）
双杆气缸：
机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制。
气缸上装有两个磁性传感器，检测气缸伸出或缩回位置。
（接线注意棕色接“+”、蓝色接“-”）
缓冲器：
旋转气缸高速正转和反转到位时，起缓冲减速作用。
3.3物料传送和分拣机构
3.4总装图总装图实物图
总装图
总装图实物图
3.5西门子PLC主机、变频器及其它部件
电源模块：
三相电源总开关（带漏电和短路保护）、熔断器、单相电源插座用于模块电源连接和给外部设备提供电源，模块之间电源连接采用安全导线方式连接。
按钮模块：
提供了多种不同功能的按钮和指示灯（DC24V），急停按钮、转换开关、蜂鸣器。
所有接口采用安全插连接。
内置开关电源（24V/6A）为外部设备提供电源。
PLC模块：
主机采用西门子S7-200226继电器输出型，所有接口采用安全插口连接。
变频器模块：
变频器采用西门子MM420，所有接口采用安全插口连接。
警示灯：
共有绿色和红色两种颜色。
引出线五根，其中并在一起的两根粗线是电源线（红线接“+24”，黑红双色线接“GND”），其余三根是信号控制线（棕色线为控制信号公共端，如果将控制信号线中的红色线和棕色线接通，则红灯闪烁，将控制信号线中的绿色线和棕色线接通，则绿灯闪烁）
传感器
是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置。
分析和处理在各种生产环境下发生的变化，如：
位置长度、高度、移动和外形等方面的变化，其有助于对未来发生的情况做出预测和预防。
传感器的组成：
通常由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成
传感器的分类：
1、光电传感器2、接近传感器3、压力传感器4、位移/测长传感器5、旋转编码器6、视觉传感器7、超声波传感器8、振动/倾斜传感器9、智能传感器
传感器工作原理：
敏感元件将被测量转成点参量有确定关系的非电量或其它量，由转换元件转换成电参量，测量电路将转换元件输入的电参量经过处理转换成电压、电流或频率可测的电量。
气缸
气缸的组成：
缸筒、端盖、活塞、活塞杆、密封圈、
气缸的分类：
直线运动往复运动的气缸、摆动运动的摆动气缸、气爪等
气缸的应用：
应用在印刷{张力控制}、半导体{点焊机、心片研磨}、自动化控制、机器人等
气缸的原理：
将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。
电磁阀
双向电磁阀示意图
注：
双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。
电控阀内装的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。
单相电磁阀示意图
注：
单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。
与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固定的只能控制一个方向。
3.6控制原理图
3.7端子接线图
3.8变频器参数设置
序号
参数代号
设置值
说明
1
P0010
30
调出出厂设置参数
2
P0970
1
恢复出厂值
3
P0003
3
升级会员 