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自動(dòng)化分揀站論文
導(dǎo)語：當(dāng)代，論文常用來指進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章，簡稱之為論文。下面由小編為大家整理的自動(dòng)化分揀站論文，希望可以幫助到大家！
摘要：基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核系統(tǒng)， 可以培養(yǎng)和提高學(xué)生專業(yè)綜合能力，是一種重要的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)整體包括自動(dòng)供料、檢測傳輸、檢測加工、自動(dòng)裝配、自動(dòng)分揀等工序， 很好的將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合。本文闡述了該系統(tǒng)中自動(dòng)分揀站的設(shè)計(jì)過程， 包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、PLC控制設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵詞：PLC，自動(dòng)分揀，實(shí)訓(xùn)
1、引言
現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起。可編程序控制器（PLC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦——微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC技術(shù)及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。
而一套基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。自動(dòng)分揀站需完成對(duì)上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀。使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到時(shí)，即啟動(dòng)變頻器，工件開始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。
2、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
自動(dòng)分揀站是自動(dòng)化生產(chǎn)線的最末單元，主要結(jié)構(gòu)組成為：傳送和分揀機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，變頻器模塊，電磁閥組，接線端口，PLC模塊，按鈕/指示燈模塊及底板等。
2.1 傳送和分揀機(jī)構(gòu)
傳送和分揀機(jī)構(gòu)主要由傳送帶、出料滑槽、推料（分揀）氣缸、漫射式光電傳感器、光纖傳感器、磁感應(yīng)接近式傳感器組成。傳送已經(jīng)加工、裝配好的工件，在光纖傳感器檢測到并進(jìn)行分揀。傳送帶是把機(jī)械手輸送過來加工好的工件進(jìn)行傳輸，輸送至分揀區(qū)。導(dǎo)向器是用糾偏機(jī)械手輸送過來的工件。兩條物料槽分別用于存放加工好的黑色、白色工件或金屬工件。
傳送和分揀的工作原理：當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口漫射式光電傳感器檢測到時(shí)，將信號(hào)傳輸給PLC，通過PLC的程序啟動(dòng)變頻器，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作，把工件帶進(jìn)分揀區(qū)，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為白色，則檢測白色物料的光纖傳感器動(dòng)作，作為1號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將白色料推到1號(hào)槽里，如果進(jìn)入分揀區(qū)工件為黑色，檢測黑色的光纖傳感器作為2號(hào)槽推料氣缸啟動(dòng)信號(hào)，將黑色料推到2號(hào)槽里。自動(dòng)生產(chǎn)線的加工結(jié)束。
2.2 傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的三相減速電機(jī)，用于拖動(dòng)傳送帶從而輸送物料。它主要由電機(jī)支架、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器等組成。三相電機(jī)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部分，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢由變頻器來控制，其作用是帶傳送帶從而輸送物料。電機(jī)支架用于固定電動(dòng)機(jī)。聯(lián)軸器由于把電動(dòng)機(jī)的軸和輸送帶主動(dòng)輪的軸聯(lián)接起來，從而組成一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.3 電磁閥組和氣動(dòng)控制回路
分揀站的電磁閥組使用了三個(gè)由二位五通的帶手控開關(guān)的單電控電磁閥，它們安裝在匯流板上。這三個(gè)閥分別對(duì)金屬、白料和黑料推動(dòng)氣缸的氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。分別在各分揀氣缸的前極限工作位置安裝磁感應(yīng)接近開關(guān)。每個(gè)分揀氣缸的電磁閥都分別對(duì)應(yīng)一個(gè)電磁控制端。
自動(dòng)分揀站設(shè)備機(jī)械裝配和傳感器安裝效果圖，如圖1所示。
2.4 PLC控制
設(shè)備的工作目標(biāo)是完成對(duì)白色芯金屬工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金屬或塑料工件進(jìn)行分揀。為了在分揀時(shí)準(zhǔn)確推出工件，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器作定位檢測。并且工件材料和芯體顏色屬性應(yīng)在推料氣缸前的適應(yīng)位置被檢測出來。
圖1自動(dòng)分揀站效果圖
設(shè)備上電和氣源接通后，若工作單元的三個(gè)氣缸均處于縮回位置，則 “正常工作”指示燈HL1常亮，表示設(shè)備準(zhǔn)備好。否則，該指示燈以1Hz 頻率閃爍。
若設(shè)備準(zhǔn)備好，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，“設(shè)備運(yùn)行”指示燈HL2常亮。當(dāng)傳送帶入料口人工放下已裝配的工件時(shí)，變頻器即啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)以頻率固定為30Hz 的速度，把工件帶往分揀區(qū)。
如果工件為白色芯金屬件，則該工件對(duì)到達(dá)1號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到1號(hào)槽中；如果工件為白色芯塑料，則該工件對(duì)到達(dá)2號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到2號(hào)槽中；如果工件為黑色芯，則該工件對(duì)到達(dá)3號(hào)滑槽中間，傳送帶停止，工件對(duì)被推到3號(hào)槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個(gè)工作周期結(jié)束。僅當(dāng)工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。
如果在運(yùn)行期間按下停止按鈕，該工作單元在本工作周期結(jié)束后停止運(yùn)行。
分揀站PLC選用S7-224 XP AC/DC/RLY主單元，共14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)繼電器輸出。選用S7-224 XP主單元的原因是，當(dāng)變頻器的頻率設(shè)定值由HMI指定時(shí)，該頻率設(shè)定值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，需要由PLC通過D/A變換方式向變頻器輸入模擬量的頻率指令，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度連續(xù)調(diào)整。S7-224 XP主單元集成有2路模擬量輸入，1路模擬量輸出，有兩個(gè)RS-485通信口。可滿足D/A變換的編程要求。
3、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
PLC 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法有經(jīng)驗(yàn)法和順序控制法兩種。順序控制設(shè)計(jì)法的基本思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的步， 用編程元件（ 例如存儲(chǔ)器位M） 來代表， 在任何一步內(nèi)各輸出量的狀態(tài)不變。 使系統(tǒng)由當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)稱為轉(zhuǎn)換條件， 它可以是外部的輸入信號(hào)， 如按鈕、 限位開關(guān)的通斷等。也可以是 PLC 內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)， 如定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)信號(hào)。 使用順序控制設(shè)計(jì)方法時(shí)，首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程， 畫出順序功能圖， 再根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖來完成程序設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]田淑珍.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.
[2]李方圓.自動(dòng)化綜合實(shí)踐[M].北京：中國電力出版社.2009.
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