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毕业设计(论文)基于plc的自动控制分拣系统的设计.pdf

发布:2024-06-10约7.2千字共20页下载文档
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基于PLC的自动控制分拣系统的设计

摘要

机械手自动分拣装置是一种高速自动化生产线上的金属与非金属自动分拣设

备,其工作流程是物料盘负责输送物料,一旦有物料进入准备状态,则启动机械

手搬运机构;然后机械手快速定位到物料的正上方,下降抓取物料、提升并释放至

指定位置;待物料被释放后,传送装置联动,并根据金属与非金属的特点进行分拣;

机械手则迅速返回,等待下一轮分拣抓取。

关键词:PLC,分拣装置,控制系统,传感器

一、材料分拣装置结构及总体设计

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设备的微缩模型。本章主要介绍分拣装置的工艺过

程及控制要求。

要想进行PLC控制系统的设计,首先必须对控制对象进行调查,搞清楚控制

对象的工艺过程、工作特点,明确控制要求以及各阶段的特点和各阶段之间的转

换条件。

1.1物料分拣平台

图为机械手自动分拣装置,它包括物料盘、机械手、输送带、金属和非金属

通道等。

1.2材料分拣装置工艺流程概述

系统的技机械手自动装置的工艺流程如下。

(1)按启动按钮后,启动送料电动机驱动放料盘旋转,物料由送料槽滑到物料

提升位置,物料检测光电传感器开始检测。

(2)送料电动机运行一定时间后机构已经无物料,如果物料检测光电传感器仍

未检测到物料,则说明送料机构已经无物料,这时要停机并报警。

(3)当物料检测光电传感器检测到有物料,将发出信号,上料单向电磁阀驱

动上料,机械手臂伸出手爪下降抓物,然后手爪提升臂缩回,手臂向右旋转到右

限位,手臂伸出,手爪下降将物料放到传送带上。

(4)传送带输送物料,传感器则根据物料性质(金属和非金属),分别控制相应

电磁阀使汽缸动作,对物料进行分拣。

(5)最后机械手返回原位重新开始下一个流程。

1.3系统的控制要求

(1)输入电源为三相380V电源。

(2)机械手自动分拣装置的控制核心要求为小型PLC(如西门子S7-200)。

(3)整机工作流程如图所示。

二、送料与搬运机构的控制

PLC控制系统的硬件设计,主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要

求,确定系统所需的用户输入、输出设备,选择合适的PLC类型,并分配I/O点。

2.1送料与搬运机构的组成部分

机械手自动分拣装置的第一部分是送料机构。所有的物料在放料转盘的转动

下,逐个通过物料滑槽,等待提升汽缸从提升台向上运送。

(1)放料转盘

转盘中共放有两种物料,一种是金属物料,另一种是非金属物料。

驱动电动机:电动机采用24V直流电动机,用于驱动放料转盘旋转。

(2)物料滑槽

放料转盘旋转,物料互相推挤趋向入料口,物料则从入料口顺着滑槽落到

提升台上。

(3)提升台

提升台是将物料和滑槽有效分离,并确保每次只上一个物料,它采用上料

汽缸进行动作

2.2送料机构

机械手分拣装置的搬运机构能完成4个自由度动作,即手臂伸缩、手臂旋转、

手爪上下、手爪紧松。

(1)手爪提升汽缸:提升汽缸采用双向电控气阀控制,汽缸伸出或缩回可任意

定位。

(2)磁性开关:检测手爪提升汽缸处于伸出或缩回位置。

(3)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

性开关有信号输出,指示灯亮,单向电控气阀断电,手爪松开。

(4)旋转汽缸:机械手臂的正反转,由双向电控气阀控制。

(5)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。

(6)双杆汽缸:机械手臂伸出、缩回,由双向电控气阀控制。汽缸上装有两个

磁性开关,检测汽缸伸出或缩回位置。

(7)缓冲器:旋转汽缸高速正转和反转到位时,起缓冲减速作用。

2.3送料与搬运机构的传感器选型

物料检测为光电漫反射型传感器,主要为PLC提供一个输入信号。如果有物

料在提升台上,就会驱动提升汽缸提升物料;如果运行中,光电传感器没有检测到

物料,并保持一定的时间后,让系统停机然后报警。

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