机械手与物料分拣培训课程

1、1 / 35目录1 1 课题内容简介. 3 32 2、 实训器材. 3 33 3、 整机工作原理. 4 44 4、 整机工作流程. 5 55 5、 课题控制要求. 5 55.15.1 初始状态. 6 65.25.2、.启动6 65.3、送料.65.45.4、.机械手搬送工件6 65.55.5、.工件分拣65.65.6、.设备停止6 66 6、 工件分拣的意外情况处理. 7 77 7、 进行工件传送分拣的皮带输送机77.1、物料分拣传送机构.77.2、机械手搬运机构 .87.3、皮带传送机的拖动 .98、 三菱变频器.108.1、变频器参数设定值 . 108.2、变频器参数设置方法 .128.3

2、变频器操作. 1229、I/O 分配表 .112 / 3510、 I/O 分配图 . 1211、 PLC 控制原理图. 1312、 端子接线布置图. 4513、气路图. 1212、状态转移图 . 1413、梯形图 . 1513.1、 梯形图截图 .4513.2、 梯形图见设计说明纸 .4514、结束语 . 2215、参考文献 . 233 / 35、八 、亠前言作为自动化专业的学生，PLCPLC 是我们最基础的专业课。众所周 知，PLCPLC自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核 心控制作用。 PLCPLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境， PLCPLC 和 工控机（IPCIPC）

3、相比，其运行可靠、可扩展性好、便于电气连接、控 制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高级语言都是 PLCPLC 所 不能比拟的。组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLCPLC,组态软件（上位机）所起的控制作用很小。人机界面一般用于 简单的动作控制，工艺参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上 属于控制范畴，但它并未真正起到核心控制作用， 因为真正长期的自 动运行控制是由 PLCPLC 完成。我们不经常使用工控机作为核心控制部 分的原因有两点： 第一，工控机不适于在很恶略的环境下运行； 第二， 工控机经常采用的 WindowsWindows 系统并不能够让人放心，其长期运

4、行效 果并不好。尽管 PLCPLC、 IPCIPC 在自动化控制中扮演不同角色， 在许多运行连续 时间较短，环境相对比较好的地方，人们还是希望使用 IPCIPC 进行核 心控制。使用IPCIPC 进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为 简单的办法就是使用组态软件。在工厂和企业里面 PLCPLC 一直是实现 自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得 PLCPLC 的人才太少，希望 针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！一. .课题内容简介本次毕业设计项目亚龙 Y Y L-235AL-235A 型光机电一体化设计主要包含 了机4 / 35电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、

5、触摸屏控制、可编程控制器、传感器，变频调速等多项技术，为我们 提供了一个典型的综合设计环境，使学生对过去学过的诸多单科的专 业和基础知识，在这里能得到全面的认识与巩固、综合的训练和实际 运用。亚龙 YL-235AYL-235A 型光机电一体化实训考核装置既包含了机电一体 化专业所涉及的基础知识、专业知识和基本的机电技能要求，也体现 了当前先进技术在生产实际中的应用。同时为我们提供了一个典型 的、可进行综合训练的工程环境，为我们构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台 如图 1-11-1 三菱 PLCPLC 主机、变频器:图 1-11-1 三菱 PLCPLC 主机、变频器二.实训器材实训控

6、制台一台（电源模块、按钮模块、PLCPLC 模块、变频器模块、警示灯）电工常用工具一套计算机一台 连接导线若干机械手模拟显示模块一块传送带和物料槽、变频器、电机5 / 35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 （DC24VDC24V,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/6A24V/6A 一组， 12V/2A12V/2A 一组，）为外部设备工作提供电 源。PLC 模块：采用西门子 S7-200CNS7-2

7、00CN 系列数字量输出模块 EM222EM222 输出， 所有接口采用安全插连接。变频器模块：三菱 E540-0.75KWE540-0.75KW 控制传送带电机转动，所有接口采用安全插连接。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+24” ，黑红双色线接 “GNDGND” ）， 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） 。三整机工作原理6 / 35在触摸屏上按启动按扭后， 装置进行复位过程， 当装置复位到位 后，由 PLCPLC

8、启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检 测位置，物料检测光电传感器检测；如果送料电机运行若干秒钟后， 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或 故障，这时要停机并报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将 给 PLCPLC 发出信号，由 PLCPLC 驱动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， 落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输 送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程；传感器则根 据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别，分别由 PLCPLC 控制相应电磁 阀使气缸动作，

9、对物料进行分拣。7 / 35四、整机工作流程触摸屏可编程控制器（PLCPLC）停机报警送料机构出料口检测驱动搬运机机械手驱动传送帯8 / 35五. 课题控制要求 工件分拣设备能自动完成金属工件、 黑色塑料工件与白色塑 料工件的传送、分拣与包装任务。1.1. 初始状态 通电后，红色警示灯闪亮，提示工件分拣设备送电。此时，设备 的相关部件应为初始状态。相关部件的初始状态为：供料盘的拨杆停止转动。机械手停止在左限止位置， 气爪松开， 手臂气缸和悬臂气缸活 塞杆缩回。传送带停止运行，分拣气缸 A A、B B、C C 的活塞杆全部缩回复位。 急停按钮处于复位位置（常开触点断开、常闭触点闭合）。2 2启动

10、在设备相关部件为初始状态的情况下，才能按下启动按钮 SB5SB5 使 设备进入运行，红色警示灯灭，绿色警示灯闪亮。3.3. 送料按下启动按钮 SB5SB5 后，若物料盘上的出口传感器检测无物料， 则 送料电动机开启， 驱动物料盘旋转送料， 当出料口传感器检测到物料 后停止送料；如果送料电动机运行 2020 秒后，出料口传感器仍没检测到物料，则停止送料，红色警示灯闪亮，报警器报警，直到按下复位 按钮才停止报警，并重新开始。9 / 354. 机械手搬送工件当出料口传感器检测到物料且机械手和各气缸活塞杆的位置正 确时，按下启动按钮，机械手开始搬物加工。机械手悬臂伸出下 降夹紧物料，夹紧 1 1 秒后

11、上升缩回右转伸出 下降放物，延时 1 1 秒后上升缩回左转至左侧极限 位置停止，等待传送带上的工件分拣完成后再进行下一次搬物。5. 工件的分拣通过皮带输送机位置H的进料口到达传送带上的工件，按下面的方式分拣：进料口放入工件后，传送带启动。放入传送带上金属、白色塑料 或黑色塑料中每种工件的第一个，由位置皿的气缸 A A 推入出料斜槽 D;D; 每种工件第二个由位置W的气缸 B B 推入出料斜槽 E E;每种工件第二个 以后的则由位置V的气缸 C C 推入出料斜槽 F F。每次将工件推入斜槽， 气缸活塞杆缩回后，机械手再进行搬运下一个工件。推料时，传送带 要先停止。当出料斜槽 D D 和 E E

12、中各有 1 1 个金属、白色塑料和黑色塑料工件时， 设备停止运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮，报警器报警 2 2 秒， 等待下一轮的工作。6.设备的停止需要停止工作，按下停止按钮 SB6SB6。按下停止按钮 SB6SB6 时，所有正在工作的部件，应完成当前工件分 拣成功后，设备才能停止运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮。再 次启动时，设备继续运行。10 / 35六. 工件分拣设备的意外情况处理 机械手在夹持工件时可能会出现意外， 请对这种情况作出下述处理与保护：由于位置I的机械手取件平台的工件相互挤压， 使机械手气爪夹 持不到工件就提升。 发生此种情况时， 机械手应立刻回到初始状态并 停止，

13、同时蜂鸣器发出鸣叫声。当出现这种情况， 蜂鸣器发出鸣叫后， 工作人员应按下急停按钮 Q QS S使设备停止运行。QSQS 按下后，蜂鸣器停止发声。当故障排除后， 作人员将 Q QS S复位，设备将在停止时保持的状态上继续运行。七. 进行工件传送分拣的皮带输送机7.1 物料分拣传送机构在传送带支架上的位置H、皿、W、V分别安装光电传感器或接近式开关。在位置皿、W、V分别安装工件推送气缸A11 / 35B B、C,C,各气缸有对应的出料斜槽 DEDE、F F,各气缸也装有检测 活塞杆位置的磁性开关。81磁性开关D-C73 2 传送分拣机构3 落料口传感器4 落料口5料槽6电感式传感器 7 光纤传感

14、器 8 过滤调压阀9 节流阀10 三相异步电机 11 光纤放大器12 推料气缸图 5-15-1 工件分拣设备元件、器件名称及位置落料口传感器：检测是否有物料到传送带上，并给 PLCPLC 个输入信号。落料孔：物料落料位置定位。料槽：放置物料。电感式传感器：检测金属材料，检测距离为 35mm35mm光纤传感器：用于检测不同颜色的物料，可通过调节光纤放大器来区分 不同颜色的灵敏度。12 / 35三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。推料气缸：将物料推入料槽，由电控气阀控制。13 / 357.2 机械手搬运机构II缓冲阀 12 安装支架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、 手爪松紧。手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制。磁性传感器：用于气缸的位置