柔性制造系统加工单元.docx

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柔性制造系统加工单元

PLC可编程控制器课程设计

------柔性制造系统-加工单元设计方案

机械工程系机电一体化专业

一、设计目的

1、控制要求（包括必要的时序）

加工单元的主要作用是将检测合格的工件在平台平行地完成钻孔及检测的加工。

加工单元具有一个由电动机带动旋转的放置工件托盘，它能完成360•••旋转。

而且上面有均匀分布的4个工位。

接收毛坯位。

加工工位。

检测工位。

待取工位，

加工单元的初始状态为：

钻孔缸在最上方，钻孔装置上端传感器ON，夹紧缸处于非夹紧状态，固件气缸传感器3B5状态为ON；检测缸处于最上方，孔深检测气缸上端传感器3B3为ON状态。

其动作过程为：

•••••

当检测单元的工件到达接受毛坯位时，电动机收到信号带动托盘旋转90度，把工件送到加工工位。

当毛坯到达加工位，夹紧缸动作，3B5为OFF，夹紧毛坯，启动钻孔电机，同时钻孔缸向下动作，3B1为OFF，直到钻孔缸到达最低位置，3B2为ON，钻孔缸不再下降，钻孔电机继续运行2秒钟，以保证钻孔质量；气爪抓紧，4S1为OFF；钻孔结束后，钻孔缸开始上升，3B2为OFF，同时钻孔电机停止工作，直到钻孔缸上升到初始位置，3B1为ON，夹紧缸释放，直到3B5为OFF。

工件加工完成后，电动机收到信号带动托盘旋转90度，把工件送到检测工位。

当毛坯到达检测工位后，检测缸下降，3B3为OFF，检测动作保持2秒钟，在两秒钟内，检测缸下降至最低位，3B4为ON，并且3B4的ON状态可保持1秒，则认为钻孔的深度是合格的，如果在两秒钟内，检测缸仍未降到最低位，即3B4一直处于OFF状态，则认为钻孔的深度不合格；检测完成后，检测缸上升，3B4为OFF，直到检测缸上升到初始位置，3B3为ON，检测结束。

工件检测完后，深度合格的工件送到待取工位，等待机械手拿走;不合格的工件会送到废品处等待处理。

当工件被取走，旋转平台再次旋转90°，重新接收下一个毛坯的到来。

2、课题要求

1、掌握加工单元控制程序的设计方法。

2、进一步熟悉电气驱动器在工业中的应用。

3、进一步掌握顺序编程指令。

4、掌握电容传感器，电容传感器和启动装置的应用。

二、硬件选型

电容传感器，直流电动机，电磁传感器

三、设计步骤

1、设计思路（可包括实物图）

（1）实物图

（2）工作流程图

2、I/O分配表

输入功能说明输出功能说明

I00081StartQ00001Start

I00082StopQ00002Stop

I00083ResetQ00003Reset

I00084紧急停止Q00004Alarm、

I00085确认90度Q00005钻孔装置下降

I00086确认工件Q00006钻孔装置上升

I00087钻孔装置上端传感器Q00007孔深检测气缸动作

I00088钻孔装置下端传感器Q00008固件气缸动作

I00089孔检上端传感器Q00009钻孔电动动作

I00090孔检下端传感器Q00010旋转平台电机动作

I00091固件气缸传感器

3、各中间继电器

M1`---M12M301---M311M1OOM101

四、实验步骤

1、整体构思、查阅资料、了解电容传感器和电气驱动器的用法；

2、列写I/O分配表、编写程序；

3、画QuickPanel图调试；

4、将调试好的程序下载到实物装置中调试；

五、设计程序

1、梯形图（包括必要的说明）

2、Panel界面设计

六、实验总结

1.课题设计的整体分析

根据加工单元的流程图设计，了解动作与传感器，动作与直流电动机，动作和气缸工作的关系。

2.实验中遇到的问题及解决办法

1实验中遇到的问题：

（1）解决计数不能清零一个周期结束后（即将物件送出下一单元）对其清零；

（2）次品信号与正品信号互锁，防止同时输出，造成流程错误。

（3）本次实验由于操作不熟练，导致好几次都连接不上设备，不能够下载程序，最后通过重新设置IP地址，解决此问题。

（4）程序和触摸屏上面的连接不配，通过修改程序最后获得解决。

2.回答问题

机械自由度——完全确定一个物体在空间位置所需要的独立坐标的数目，叫做这个物体的自由度。

电磁传感器——为了便于信号处理，需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。

光电传感器——光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。

它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

七、收获心得

在这一次课程设计，从课题的建立到初期的设计，从中后期调试到完成，完整地参与了整个项目的流程。

这是我们第一次参与这样的课程设计，这不但使我详细地了解到一个实验项目开发的来龙去脉，更让我的知识从纸上谈兵的程度进步到可以用于实践，既培养了兴趣，同时也感到学有所用的骄傲感。

我们所选的项目是机械手设计通过这次对柔性制造系统-加工单元PLC控制，让我们对plc的梯形图、外部接线图有了更好的了解，也让我们更加了解PLC设计过程。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

本次课程设计是要求四人合作完成，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。

多和同学讨论。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题

过程曲折可谓一语难尽。

在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。

从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情， 点点滴滴无不令我回味无长。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要每个人。

个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。

 团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。

而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。

多和同学讨论，我们在做课程设计的工程中要不停的讨论问题。

这样，我们可以尽可能的统一思想。

这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后程序。

整整一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西。

  前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的。

 只有理论知识是远远不够的。

只有把所学的理论知识与实践相结合起来。

 从理论中得出结论。

 可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处。

 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

八参考文献：

《GEPacsystenRx3i控制技术》申欲晓周敏主编太原工业学院

《Plc可编程控制器课程设计实例—工业机械手设计》机械工业出版社

《自动检测技术与仪表》武汉理工大学出版社

《液压与气压传动》华中科技大学出版社

《可编程自动化控制器技术及应用》机械工业出版社。

九.小组成员：

张永前阎雪萍

张奇开王熊熊

2011-6-23