自动化生产线分拣单元的设计师亚娟.docx

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自动化生产线分拣单元的设计师亚娟

毕业设计论文

设计（论文）题目：

自动化生产线中分拣单元的设计

下达日期：

2013年12月9日

开始日期：

2013年12月9日

完成日期：

2014年01月17日

指导教师：

师亚娟

学生专业：

电气自动化

班级：

自动化1203

学生姓名：

张亚圆

教研室主任：

王永康

电气工程系

陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书

一、设计（论文）内容及要求：

（一）设计（论文）内容

本设计要求完成自动化生产线中分拣单元的设计任务。

分拣单元在自动化生产线中属于最后一个环节，能够将已经加工好的产品按照颜色、材质以及订单要求的装配组合进行分拣。

本次设计中，采用可编程控制器作为控制单元，结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，对已经加工完成的产品进行自动分拣．整个装置具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点。

分拣单元采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接。

选用颜色识别传感器及对不同物料敏感的电容式和电感式传感器。

（二）物料分拣装置能实现如下3种基本功能：

1.分拣单元的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金属或塑料工件进行分拣。

为了在分拣时准确推出工件，要求使用旋转编码器作定位检测。

并且工件物料和芯体颜色属性应在推料气缸前的适应位置被检测出来。

2、分拣单元上电和气源接通后，若工作单元的三个气缸均处于缩回位置，则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示分拣单元已准备好。

否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。

3、若分拣单元已准备好，按下启动按钮，系统启动，“分拣单元运行”指示灯HL2常亮。

当传送带入料口人工放下已装配的工件时，变频器立即启动，驱动传动电动机以频率固定为30Hz的速度，把工件带往分拣区。

如果工件为白色芯金属件，则该工件对到达1号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到1号槽中；如果工件为白色芯塑料，则该工件对到达2号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到2号槽中；如果工件为黑色芯，则该工件对到达3号滑槽中间，传送带停止，工件对被推到3号槽中。

工件被推出滑槽后，该工作单元的一个工作周期结束。

仅当工件被推出滑槽后，才能再次向传送带下料。

如果在运行期间按下停止按钮，该工作单元在本工作周期结束后停止运行。

（二）要求

1．准备资料：

a）自动化生产线操作手册及说明书；

b）《可编程序控制器》

c）《自动检测与转换技术》

d）《气动手册》

2．系统工作过程分析

3.硬件设计

4.控制系统及软件设计

5.整体系统调试

6.结论

二、技术指标：

1、用S7-200PLC实现自动分拣装置控制要求，据体I/O分配表如下：

2、熟悉机械和电气部件的整体安装和调试。

三、完成设计报告：

1、说明书

2、摘要目录

3、目的

4、电气控制原理图（计算机出图）

5、装置结构图

6、原理分析

7、程序设计流程图

8、梯形图程序

9、参考资料

陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书

进程计划表

序号

起止日期

计划完成内容

实际完成情况

检查签名

1

资料收集查阅

2

分拣单元结构设计；

分拣单元电气控制线路设计；

3

分拣单元气路设计；

流程图设计

4

梯形图设计；

分拣单元调试

5

书写设计报告；

准备答辩；

6

答辩

自动化生产线分拣单元的设计

摘要

自动分拣系统（AutomatedSortingSystem）是二战后率先在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。

我国的自动分拣技术才开始起步，仅在邮电部门的邮政局有一些小型的半自动的翻盘分拣用于邮包分拣，在别的行业就很少见到一定规模和一定水平的分拣系统。

但是，自动分拣已逐渐成为工业生产主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。

这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的搬送装置。

本设计中，以PLC作为主控制单元，结合气动装置、传感器、位置控制、变频器等技术，设计了一种成本低、效率高的物料自动分拣装置。

在设计最后，将组态监控技术应用到项目中，通过组态软件，构建画面，模拟现场实际，实现动态的监控。

在实验室分拣单元上调试运行之后，该系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点，能够准确高效的完成加工物料的自动分拣，具有一定的推广应用价值。

关键词：

可编程控制器,分拣装置,控制系统,传感器,定位控制

THEDESIGNOFSORTINGUNITUSEDINTHEAUTOMATICPRODUCTIONLINE

ABSTRACT

AutomaticsortingsystemisthefirstintheUnitedStatesafterWorldWarⅡJapan’slogisticscenteriswidelyusedinanautomatedoperatingsystemdevelopedmedium-sizedlogisticshasbecomeanindispensablepartofthecenter.China'sauto-sortingtechnologywasstarted,onlypostofficeinthepostalandtelecommunicationssector,somesmall-scalesemi-automaticsortingofthedeficitfortheparcelsaresorted,inothersectorsrarelyseenonacertainscaleandacertainlevelofsortingsystem.However,theautomaticsortingofindustrialproductionhasbecomemainstream,becauseitisautomaticallysortedintothesortingsystemfromthegoodstothedistributionofthelocationofthedesignateddate,inaccordancewithpeople'sordersareautomaticallysortedbythedevicetobecompleted.Thedeviceisthesortinginstructionstoreceiveinformationfromthecontroldevice,computernetwork,toreachthelocationofthesortingofcargotomoveelsewheretosenddevice.

Thedesignconfigurationsoftwareinstalledonyourcomputerthroughtheconfigurationsoftware,buildascreentosimulatetheactualscene,toachievedynamiccontrol.Theuseofprogrammablelogiccontroller（PLC）,thedesignoflowcost,highefficiencyautomaticsortingdevicematerials.ToPLC-basedcontrollers,combinationofaerodynamicdevices,sensortechnology,suchaspositioncontroltechnology,Thescenetocontroltheautomaticsortingproducts,systemswithahighdegreeofautomation,stableoperationandhighprecision,easytocontrolfeatureswhichcanfulfilltherequirementaccordingtodifferentsituationwithlittlemodifications.

KEYWORDS：

programmablelogiccontroller,sortingdevices,controlsystems,sensors,positioningcontrol.

目　录

1.绪论

分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。

按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。

目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。

这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的搬送装置。

由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。

随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行物料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，物料的自动分拣已成为企业的唯一选择。

针对上述问题，利用PLC技术设计了一种成本低，效率高的物料自动分拣装置，在物料分拣过程中取得了较好的控制效果。

物料分拣采用可编程控制器PLC进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。

而且，分拣系统能灵活地与其他物流分拣单元无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。

其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。

PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产分拣单元的微缩模型。

应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型物料的自动分拣控制系统。

该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行物料分拣的弹性生产线的需求。

本文主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计，以及一些调试方法。

2.分拣单元的结构和工作过程

分拣单元是自动化生产线中的最末单元，完成对上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣。

使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光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区进行分拣。

分拣单元主要结构组成为：

传送和分拣机构，传动带驱动机构，变频器模块，电磁阀组，接线端口，PLC模块，按钮/指示灯模块及底板等。

其中，机械部分的装配总成如图2-1所示。

图2-1分拣单元外型图

2.1传送和分拣机构

传送和分拣机构主要由传送带、出料滑槽、