基于PLC的自动化零件装配线系统本科毕业设计

1、毕业设计（论文）题目：基于PLC的自动化零件装配线系统设计柳州职业技术学院毕业设计（论文）任务书机电工稈系（部）电气自动化技术专业3班学生XXXX学号XXXXXXXX一、毕业设计（论文）题目：基于PLC的自动化零件装配线系统设计二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2012年7月10日起至2012年11月15日止三、毕业设计（论文）进行地点：四、任务书的内容：目的：毕业设计是高职高专全程教学中必修的关键教学环节，是实现教学科研与工程实践相结合的重要途径，是培养学生综合运用所学专业知识和技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力之重要手段。建立正确的设计思想，掌握工程技术设计的一般程

2、序，是学生毕业前应具备的基本技能。自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产按照规定的程序自动进行所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。自动化生产线综合应用机械技术、控制技术、传感技术、驱动技术、网络技术、人机接口技术等知识。通过毕业设计,使学生在掌握自动化生产线技术的基础上,还能培养学生创新精神和实践能力，并且在这个过程中还能

3、锻炼我们调查研究、阅读收集文献资料、撰写设计说明书或者论文报告的能力、思维能力、文字表达能力等。使学生能较快适应未来的工作岗位,具有较强的应用所学专业知识和技能,解决工程实际问题的能力。任务：1、方案设计：完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。设计以送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元作为自动生产线的整体设计，构成一个典型的自动生产线的机械2、技术设计：以PLC编程控制技术、变频器控制技术、气动机械控制技术、传感器技术和伺服电机控制技术等，设计出包括供料单元、分拣单元、输送单元

4、、加工单元及装配单元在内的五个单元的程序，各单元为一个工作站，每个工作站均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS-485串行通信线实现互连，构成分布式的控制系统。3、图纸设计：按照设计要求，绘制出基于PLC-200自动化装配线的梯形图工作日程安排：第1周(2012.7.102012.7.17)：下达毕业设计任务书，分组明确设计课题，收集参考资料第2周(2012.7.182012.7.25)：编制设计方案。第23周(2012.7.252012.8.2):方案设计。第45周(2012.8.32012.8.17)：实施设计任务。第67周(2012.8.182012.9.1):整理并撰写毕

5、业设计说明书,完成初稿工作。第8周(2012.9.22012.9.9)：修改设计说明书，完成定稿工作。第8周(2012.9.102012.9.17)：交毕业设计,经过审查后准备答辩。第10周(2012.9.182012.9.25)：毕业设计(论文)审阅评分并进行答辩。第12周(2012.9.262012.11.15)：将毕业设计归档、清点、装订、装袋后上交归档。设计(论文)要求：1、根据所选的课题，要求学生独立完成设计工作，训练学生运用所学专业知识解决工程实际问题的能力。2、要求学生在通读教材、理解和掌握所学基础知识和基本方法的基础上,查阅相关参考书,吃透每一个知识点,结合内容进行实例分析。3

6、、要求学生对基本概念要做到深刻理解,对基本原理要弄清弄懂,对基本方法要熟练掌握,通过工程知识和工程技能的综合训练,以达到提高分析问题、解决问题的能力。4、通过毕业设计，提高学生科研和实际技能水平，提高识图、制图、查阅技术手册，正确运算、文字表达能力和组织管理的能力。5、培养学生独立工作的能力，进一步巩固和扩展专业知识，提高自学能力和工作适应能力。6、培养学生严谨求实，理论联系实际的工作作风和严肃认真的科学态度。学生开始执行任务书日期：2012年7月10日指导教师签名：年月日学生送交毕业设计(论文)日期：2012年11月15日教研室主任签名：年月日学生签名：月日目录TOC o 1-5 h z H

7、YPERLINK l bookmark14 摘要及关键词1引言2第一章自动化装配零件线系统思路和概述3一、系统设计思路3二、系统各个单元功能概述3第二章供料单元的设计5一、供料单元的基本功能5二、供料单元结构及工作原理5三、供料单元气动控制回路6四、供料单元的PLC控制系统7第三章加工单元的设计10一、加工单元的基本功能10二、加工单元气动控制回路10三、加工单元的PLC控制系统11第四章装配单元的设计14一、装配单元的基本功能14二、装配单元气动控制回路15三、装配单元的PLC控制系统15第五章分拣单元的设计21一、分拣单元的基本功能21二、分拣单元气动控制回路22三、分拣单元变频器的设置2

8、2四、分拣单元的程序结构23第六章输送单元的设计24一、输送单元的基本功能24二、输送单元的结构与工作过程25三、输送单元气动控制回路25四、伺服电机驱动器的使用25五、输送单元的PLC控制27 HYPERLINK l bookmark46 第七章整体控制29一、系统整体控制流程29二、主站与各从站网络数据通信30三、系统安装调试32总结34致谢36参考文献37毕业设计（论文）成绩评定表38 摘要及关键词摘要：本系统完成一个工件的加工、组装、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。设计以供料、加工、装配、输送、分拣等工作单元作为自动生产线的整体设计，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机

9、构的采用了气动驱动、变频器驱动和伺服电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。所以，本设计综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、伺服电机位置控制和变频器技术等。关键词：网络，组态，自动化，PLC,装配线，伺服引言现代化的自动化生产设备（自动生产线）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是

10、，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。可编程控制器（PLC）以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑-微处理单元的角色。本系统模拟一个生产流水线的生产过程，完成一个工件的加工、组装、分拣工作。首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。整个过程要充分考虑生产过程中所出现的情况，对各种生产要求进行处理，系统分成五个操作站：供料站、加工站、装配站、运输站、分拣站。整个系统基于RS485串行通信的N：N网络，使PLC

11、、变频器、伺服电机等组成一个自动化控制系统，是各种电气控制的综合应用。第一章自动化装配零件线系统思路和概述一、系统设计思路本系统的设计主要是依靠PLC作为核心的控制元件，通过PLC发送脉控制伺服电机也就是机械手的精确移动，通过PLC的输出控制电磁阀工作。根据生产线的实际需要以及系统的灵活性，本系统设又分为五个单元，分别是供料单元，加工单元，装配单元，分拣单元，输送单元。由于自动化装配生产线的基本特性，是将工件分别输送到各个单元，进行加工，组装和分拣。因此采用西门子S7-200系列PLC,并以PPI协议的通信方式，连接到每个工作站，组成一个工业控以输送站为主站，把供料站提供的工件分别输送到加工站

12、、装配站、分拣站。输送站通过PPI网络，读出每一个站的工作完成信号，然后取出工件输送到下一个工作站。二、系统各个单元功能概述各工作单元在实训台上的分布如图1-2的俯视图所示。图1-2各工作单元在实训台上的俯视图1供料单元的基本功能：供料单元是自动化装配生产线系统的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。2加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送

13、单元的抓取机械手装置取出。3装配单元的基本功能：完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。4分拣单元的基本功能：完成将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。5输送单元的基本功能：该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。第二章供料单元的设计一、供料单元的基本功能供料单元是自动化装配生产线系统的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自

14、动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。如图2-1所示为供料单元实物的全貌。图2-1供料单元实物的全貌二、供料单元结构及工作原理供料单元的主要结构组成为：工件装料管，工件推出装置，支撑架，阀组，端子排组件，PLC,急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等。如图2-1所示。其中，管形料仓和工件推出装置用于储存工件原料，在需要时将料仓中最下层的工件推出到出料台上。它主要由管形料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。该部分的工作原理是：工件垂直叠放在料仓中，推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过。当活塞杆在退回位置时，它与最下层工件处于

15、同一水平位置，而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。在需要将工件推出到物料台上时，首先使夹紧气缸的活塞杆推出，压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把最下层工件推到物料台上。在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使夹紧气缸返回，松开次下层工件。这样，料仓中的工件在重力的作用下，就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备。在底座和管形料仓第4层工件位置，分别安装一个漫射式光电开关。它们的功能是检测料仓中有无储料或储料是否足够。若该部分机构内没有工件，则处于底层和第4层位置的两个漫射式光电接近开关均处于常态；若仅在底层起有3个工件，则底层处光电接近开关动作而第4层处光电接近开关常态

16、，表明工件已经快用完了。这样，料仓中有无储料或储料是否足够，就可用这两个光电接近开关的信号状态反映出来。推料缸把工件推出到出料台上。出料台面开有小孔，出料台下面设有一个园柱形漫射式光电接近开关，工作时向上发出光线，从而透过小孔检测是否有工件存在，以便向系统提供本单元出料台有无工件的信号。在输送单元的控制程序中，就可以利用该信号状态来判断是否需要驱动机械手装置来抓取此工件。三、供料单元气动控制回路气动控制回路是本工作单元的执行机构，该执行机构的控制逻辑控制功能是由PLC实现的。气动控制回路的工作原理如图2-2所示。图中1A和2A分别为推料气缸和顶料气缸。1B1和1B2为安装在推料缸的两个极限工作

17、位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在推料缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关。1Y1和2Y1分别为控制推料缸和顶料缸的电磁阀的电磁控制端。通常，这两个气缸的初始位置均设定在缩回状态。图2-2供料单元气动控制回路工作原理图四、供料单元的PLC控制系统本地控制各工作单元作为独立设备运行，但在供料单元中，主令信号输入点被限制为1个，如果需要有启动和停止2种主令信号，只能由软件编程实现。图2-3是软件实现用一个按钮产生启动/停止信号的一个方法。网路1TOC o 1-5 h zI0.7M10.0TI1”|()启停按盐网貉2M10.0M10.1M10.2单元启动标志1融2-3用一个按钮产生启动/停

18、止信号程序2.网络控制M10.2M10.1采用RS485串行通信实现的网络控制方案，系统的主令信号均从连接到输送站PLC单元启动标志（主站）的按钮/指示灯模块发出，经输送站PLC程序处理后，把控制要求存储到其发送缓冲区，通过调用NET_EXE子程序，向各从站发送控制要求，以实现各站的复位、启动、停止等等操作。供料、加工、装配、分拣各从站单元在运行过程中的状态信号，应存储到该单元PLC规划好的数据缓冲区，等待主站单元的读取而回馈到系统，以实现整个系统的协调运行。程序应包括两部分，一是如何响应系统的启动、停止指令和状态信息的返回，二是送料过程的控制。可以编写实现这二个功能的子程序，在主程序中调用。

19、供料控制子程序的步进顺序流程则如下图2-4所示。图中，初始步S0.0在主程序中，当系统准备就绪且接收到启动脉冲时被置位。1）主程序如图2-5所示:网路1主程序图2-5主程序梯形图2）启动/停止子程序如图2-6所示：图2-6启动/停止子程序梯形图送料子程序如图2-7所示网络1M10.0物料有无检测:10.5物台物料检测:ID.GM10.5物料不够检测:ID.4M10.1推料电磁阀:QD.1II1I，IH-r-HI$_C)推料电磁阀:Q01推料到位：心2网络2M10.0T37物料有无检测：心511M10.1II111;1II顶料电磁阀:QCWT)物料不够检测：心4网络4图2-7送料子程序梯形图物料

20、有无检测：心5推料复位:山乜T374T根据工作单元装置的工作要求，供料单元PLC选用S7-224AC/DC/RLY主单元14点输入和10点继电器输出。PLC的肝0信号分配及接线原理图则见图2-8。ecC*24V)OV来自电漁指示幻绿邑红色1111丽1|aQ-2蚁.$|2L|q0.1|m.5少上31W.7|qi0U1|DLIS7-200-224CNAC/DC/RLY10.010.110.210.3I.q10.51ft.10.721U.o|ll.l|li.211.3Ji.4B.5wL+FUC内置传届器电源亲使用夕暗E电源顶科夏ts唯絆捲料出科删斗加到图尿8疵供料轟金JK元羽LC的I/O扌停止单机廉

21、机*1缸安皱辰MHI3YI第三章加工单元的设计一、加工单元的基本功能加工单元的功能是完成把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的过程。如图3-1所示为加工单元实物的全貌。二、加工单元气动控制囱a)气动控制回路的工作原理如图3-2所示。1B1和1B2为安装在冲压气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，2B1和2B2为安装在加工台伸缩气缸的两个极限工作位置的磁感应接近开关，3B1为安装在手爪气缸工作位置的磁感应接近开关。1Y1、2Y1和3Y1分别为控制冲压气缸、加工台伸缩气缸和手爪气缸的电磁阀的电磁控制端。图3-2加工单元气动控制

22、回路丄作原理图汽源一汇淀板三、加工单元的PLC控制系统1、在加工单元中，提供一个启动/停止按钮和一个急停按钮。与供料单元同样，如果需要有启动和停止2种主令信号，只能由软件编程实现。本单元的急停按钮是当本单元出现紧急情况下提供的局部急停信号，一旦发生，本单元所有机构应立即停止运行，直到急停解除为止；同时，急停状态信号应回馈到系统，以便协调处理。2、加工过程也是一个顺序控制，其步进流程图如图3-3所示。初始步冲压驱动停止指令OFF如工台有工件启动定时器T調-FT38夹紧岖动，到位延时*加工台縮回,缩回到也启动定0tT3S一T39SO.2SC.Sj-IO.5冲压下眼SG,4冲压复也冲压上限到慢,加工

23、台伸岀，締岀到也，夷紧器松夹Ton松夹到检SC.5工件取出检测，无工件启动T*T4：0图3-3加工过程的流程图从流程图可以看到，当一个加工周期结束，只有加工好的工件被取走后，程序才能返回S0.0步，这就避免了重复加工的可能。主程序如图3-4所示，它只是在每一扫描周期(SMO.OON)调用2个子程序，一个是启动/停止子程序，其功能是在读取主站发送来的控制命令以及把本站状态信号写到通信数据存储区。另一个子程序则是完成加工工艺控制功能。SM0.011加工FMr厂启动停止E忖图3-4加工站主程序梯形图启动/停止子程序如图3-5所示网络1启动:V1000.0M10.0TI1”|(S)冋踣2停止:V100

24、0.1M10.0I|1|(H)网络3急停:V1000.2M10.1TI()网络4料台物料检测:心。V1010.0()加工子程序梯形图3-6所示岡鋼7S0.2SCR冋络10S0.3SCR网络8SM0.0夹紧电磁阀:Q0.0TOC o 1-5 h z11)料台夹紧检测：心1料台伸缩电7Q”TIC;)料台缩回到位：ID.M加工压头电:Q0.2TC;)加工压头下限：心5S0.3SCRT)冋络9SCRE)网络11SM0.0协工压头电:Q0.2TH-r-/-1-r*/).I启动停止EN图4-6装配单元主程启动/停止子程序梯形图见图4-7：网踣1启动:V1000.0P启动驰动:M10.011网踣21停止:V

25、1000.111P启动驰动:M10.011网貉31急停:V1000.2急停呃动:M10.1117丿图4-7启动/停一冋络物1台检前胚动汁呃动:f程序1:10.4now.5)挡料电磁阀:Q0.0fD、冋络急停1V110.1启动/110.0P启动呃动:M10.0fv上子彳梯形k；)S1.0Y)下料控制子程序清单见图4-8转缸右施到位：11.220T44201520T4S网络1|启动旋转台物料左检测如果投有物料就开始禰顶料电磁阀:QU1顶料复位:心&网络孑|驰动旄转物料擁蒔T46启动驼动:M10.0回转电磁阀:Q0.2I1IC):Q0.1物料有无检测:心1拦料电磁阀:QD.D1I()冋路3顶料电磁阀

26、:QO1Y)物料左检测：心2物料右检测：心3转缸左施到位:门启动驰动:M10.0M5.1II/11Is)物料不足检测皿启动驼动:M10.0物料左检测:心2转缸左施到位:11.1启动驰动:M10.0顶料到位:心5顶料电磁阀物料右检测:心孑转缸右能到位:11.2T47M5.1(R)图4-8下料控制子程序启动驼动:M10.0挡料状态:心7物料有无检测：心1物料有无检测：心1当物料没有时间超过两秒强制输出让顶料缩气缸缩回顶料到位保证下料处有物料开贻下料右物料检测没有物料驰动施转物料施转延时1.謝到下一歩5控制施转物料台条件满足开贻下一工作疣程INTONPT100msT4SINTONPT100msT46

27、INTONPT100msT47INTONPT100msT44抓料控制子程序清单见图4-9：网络6S1.1SCRMi57關仪机薜工也宦初始状老Mi58到也后無时0.5材络9开始裝配工作INTONPT1u0msT50羊爪下降电:Q0.4II（总）1网络101INTON1+3-FT100ms羊爪下降到也：H-4T5111T51羊爪夹枭电:Q0.3II（总）1謝络15丰爪忡锂到鱼：11?丰爪網回到怕：n-eSM0.0河尊17SCRES1.21INTON+5FT100ms手爪上升到般:11.5羊爪忡锂电-:Q0.5INTONPT100msINTONFT100ms 警示灯控制子程序清单见图4-10：需鳏4

28、担制攢示灯芫勺方壮1-5呦弭肓无检协：10.1111CUCTU1111R12-PV网络标題普示订潇:V1000.5III:Q1-0III)IIICUCTUIIIRI2-FV图4-10警示：）装配单元由于使用的I/O点数较多，所灯控制子程序以选用的CUCTURPVIINTON15-FT100msPLC为S7-200-226CN是用到的I/O分配情况，画出如下PLC接线原理图。如图4-11、4-12：INTONPT100msLi24V爪冋位爪升位爪出位手伸刃pLcta电稱出24V/zFAC220V1LQO.OQOIQ0.2Q032LQ04Q0.5Q06Q0.7QIO3L第五章分拣单元的设计一、分拣

29、单元的基本功能分拣单元是YL-335A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为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。如图5-1所示分拣单元实物的全貌。光电传感器图5-1分拣单元实物的全貌二、分拣单元气动控制回路本单元气动控制回路的工作原理如图5-2所示。通过传感器的检测，判别工件的种类，在PLC程序中分别实现对1Y1、2Y1和3Y1的控制，从而分别控制3个分拣气缸。图中1A、2A和3A分别为分拣一气缸、分拣二气缸和分拣三气缸。1B1、2B1和3B1分别为安装在各分拣气缸的

30、前极限工作位置的磁感应接近开关。图5-2/T*V2YIIf11V广引g订1T%世1汇流扳三、分拣单元变频器的设置在分拣单元的设计上，首先有设计好传动机构，因此首先要先设置好变频器的参数。变频器采用的是西门子MM420。变频器按照表5.1的内容设置好之后，当DIN1=1,DIN2=O,变频器输出25Hz（中速）；当DIN1=0，DIN2=1，变频器输出15Hz（低速）；当DIN3=1,电动机反转。表5.12段固定频率控制参数表步骤号参数号出厂值设置值说明1P000311设用户访问级为标准级2P000407命令组为命令和数字I/O3P070022命令源选择“由端子排输入”4P000312设用户访问

31、级为扩展级5P0701116DIN1功能设定为固定频率设定值（直接选择+ON）6P07021216DIN2功能设定为固定频率设定值（直接选择+ON）7P0703912DIN3功能设定为接通时反转8P0004010命令组为设定值通道和斜坡函数发生器9P100023频率给定输入方式设定为固定频率设定值10P1001025固定频率111P1002515固定频率2四、分拣单元的程序结构分拣控制程序采用步进顺控程序：1当检测到待分拣工件下料到进料口后，清零HCO当前值，以固定频率启动变频器驱动电机运转。梯形图如图5-3所示。网络1初始步S0.0SCR网貉2停止指烝讪1.1入料检测：0.3T101INTO

32、NPT100ms5-网貉汨T101电机启停.Q0.0Y)1+0-M0V_EWENEND)1INOb：-SMD3850.15-3分拣控制子程序初始步梯形图2.当网第4件经过安装传感器支架上的光纤探头和电感式传感器时，根据2个传感器动Tscee)作与否，判别工件的属性，决定程序的流向。HC0当前值与传感器位置值的比较可采用触点比较指令实现。完成上述功能的梯形图见图5-4。3.根据工件属性和分拣任务要求，在相应的推料气缸位置把工件推出。推料气缸返回后，步进顺控子程序返回初始步。根据程序中I/O端口的分配使用情况，画出PLC的I/O接线原理图5-5如下：一、输送单元的基本功能输送单元的基本功能：通过直

33、线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。如图6-1输送单元总装实物：图6-1输送单元总装实物二、输送单元的结构与工作过程输送单元工艺功能是：驱动其抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。输送单元在网络系统中担任着主站角色，它接收来自触摸屏的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。抓取机械手装置是一个能实现四自由度运动（即升降、伸缩、气动手指夹紧/松开和沿垂直轴旋转的四维运

34、动）的工作单元，该装置整体安装在直线运动传动组件的滑动溜板上，在传动组件带动下整体作直线往复运动，定位到其他各工作单元的物料台，然后完成抓取和放下工件的功能。三、输送单元气动控制回路输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设，插接到电磁阀组上，其气动控制回路如图6-2所示。图6-2输送单元气动控制回路原理图四、伺服电机驱动器的使用（1）设置伺服电机驱动器参数表2.3伺服电机驱动器参数设置表序号参数设置数值功能和含义参数编号参数名称1PrOlLED初始状态1显示电机转速2Pr02控制模式0位置控制（相关代码P）3Pr04行程限位禁止输入无效设置2当左或右限位动作，则会发生Err38

35、行程限位禁止输入信号出错报警。设置此参数值必须在控制电源断电重启之后才能修改、写入成功4Pr20惯量比1678该值自动调整得到，具体请参AC5Pr21实时自动增益设置1实时自动调整为常规模式，运行时负载惯量的变化情况很小6Pr22实时自动增益设置的机械刚性选择1次参数值设得越大，响应越快，但过大可能不稳定7Pr41指令脉冲旋转方向设置1指令脉冲+指令方向，设置次参数值必须在控制电源断电重启之后才能修改、写入成功指令脉冲+指令方向8Pr42指令脉冲输入方式39Pr48指令脉冲分倍频第1分子10000每转所需指令脉冲数-编码器分辨率*(pr4B/(pr4B*2pr4A),编码器分辨率为10000(

36、2500P/r*4),则每转所需指令脉冲数=10000*(pr4B/(Pr4B*2pr4A)=10000*(5000/(10000*1)=500010Pr49指令脉冲分倍频第2分子011Pr4A指令脉冲分倍频分子倍率012Pr4B指令脉冲分倍频分母50002）使用位控向导编程STEP7V4.0软件的位控向导能自动处理PTO脉冲的单段管线和多段管线、脉宽调制、SM位置配置和创建包络表。表2.4是本系统中实现伺服电机运行所需的运动包络。表2.4伺服电机运行的运动包络一览表运动包络站点脉冲量移动方向470mm85600286mm52000235mm42700分拣站f高速回零前925mm168000D

37、IR低速回零单速返回DIR五、输送单元的PLC控制输送单元在通电后，按下复位按钮SB1,执行复位操作，使抓取机械手装置回到原点位置。在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。当抓取机械手装置回到原点位置，且输送单元各个气缸满足初始位置的要求，则复位完成，“正常工作”指示灯HL1常亮。按下起动按钮SB2，设备启动，“设备运行”指示灯HL2也常亮，开始功能测试过程。抓取机械手装置从供料站出料台抓取工件，抓取的顺序是：手臂伸出一手爪夹紧抓取工件f提升台上升f手臂缩回。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置向加工站移动，移动速度不小于300mm/s。机械手装置移动到加工站物料台的正前方

38、后，即把工件放到加工站物料台上。抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出f提升台下降f手爪松开放下工件f手臂缩回。放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取加工站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。抓取动作完成后，伺服电机驱动机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后把工件放到装配站物料台上。其动作顺序与加工站放下工件的顺序相同。放下工件动作完成2秒后，抓取机械手装置执行抓取装配站工件的操作。抓取的顺序与供料站抓取工件的顺序相同。机械手手臂缩回后，摆台逆时针旋转90，伺服电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，到达分拣站传送带上方入料口后把工件放下，动作顺序与加工

39、站放下工件的顺序相同。放下工件动作完成后，机械手手臂缩回，然后执行返回原点的操作。伺服电机驱动机械手装置以400mm/s的速度返回，返回900mm后，摆台顺时针旋转90，然后以100mm/s的速度低速返回原点停止。6.输送单元程序控制流程图。如图6-3：取料完成图6-3输送单元程序控制流程图6.PLC的选型和I/O口分配接线输送单元所需的I/O点较多。由于需要输出驱动伺服电机的高速脉冲，PLC应采用晶体管输出型。PLC的I/O分配接线图如下图6-4所示。0V切壬口电殊配电牯jf上升手：r忡岀手爪0VA辽炉一图6-4输送单元PLC的I/O口分配接线图第七章整体控制一、系统整体控制流程1本系统各工

40、作单元的安装距离为:原点位置与供料单元出料台中心沿X方向重合。供料单元出料台中心至加工单元加工台中心距离410mm。加工单元加工台中心至装配单元装配台中心距离330mm。装配单元装配台中心至分拣单元进料口中心距离565mm。2系统的控制方式应采用PPI网络控制。其中，输送站指定为主站，其余各工作站为从站。系统主令工作信号由连接到输送站PLC的触摸屏人机界面提供，整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚须由安装在装配单元的警示灯显示上电复位、启动、停止、报警等状态。3系统在上电后，首先执行复位操作，使输送站机械手装置回到原点位置。这时，绿色警示灯以1Hz的频率闪烁。输送站机械手装置回到原

41、点位置后，复位完成，绿色警示灯常亮，表示允许启动系统。4按下启动按钮，系统启动，绿色和黄色警示灯均常亮。5系统启动后，供料站把待加工工件推到物料台上，向系统发出供料操作完成信号，并且推料气缸缩回，准备下一次推料。若供料站的料仓和料槽内没有工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。物料台上的工件被输送站机械手取出后，若系统启动信号仍然为ON,则进行下一次推出工件操作。6在工件推到供料站物料台后，输送站抓取机械手装置应移动到供料站物料台的正前方，然后执行抓取供料站工件的操作。7抓取动作完成后机械手手臂应缩回。步进电机驱动机械手装置移动到加工站物料台的正前方。然后按机械手手臂伸出一手臂下降一手爪松

42、开一手臂缩回的动作顺序把工件放到加工站物料台上。8加工站物料台的物料检测传感器检测到工件后，执行把待加工工件从物料台移送到加工区域冲压气缸的正下方；完成对工件的冲压加工，然后把加工好的工件重新送回物料台的工件加工工序，并向系统发出加工完成信号。9系统接收到加工完成信号后，输送站机械手按手臂伸出一手爪夹紧一手臂提升一手臂缩回的动作顺序取出加工好的工件。10步进电机驱动夹着工件的机械手装置移动到装配站物料台的正前方。然后按机械手手臂伸出f手臂下降f手爪松开f手臂缩回的动作顺序把工件放到装配站物料台上。11装配站物料台的传感器检测到工件到来后，挡料气缸缩回，使料槽中最底层的小圆柱工件落到回转供料台上

43、，然后旋转供料单元顺时针旋转180度（右旋），到位后装配机械手按下降气动手爪f抓取小圆柱f手爪提升f手臂伸出f手爪下降f手爪松开的动作顺序，把小园柱工件装入大工件中，装入动作完成，向系统发出装配完成信号。机械手装配单元复位同时，回转送料单元逆时针旋转180度（左旋）回到原位；如果装配站的料仓或料槽内没有小园柱工件或工件不足，则向系统发出报警或预警信号。12输送站机械手伸出并抓取该工件后，逆时针旋转90步进电机驱动机械手装置从装配站向分拣站运送工件，然后按机械手臂伸出f机械手臂下降f手爪松开放下工件f手臂缩回f返回原点的顺序返回到原点f顺时针旋转90。13当输送站送来工件放到传送带上并为入料口光

44、电传感器检测到时，即启动变频器，驱动传动电动机工作，运行频率为10Hz。传送带把工件带入分拣区，如果工件为白色，则该工件应被推到1号槽里，如果工件为黑色，则该工件应被推到2号槽中。当分拣气缸活塞杆推出工件并返回到位后，应向系统发出分拣完成信号。14仅当分拣站分拣工作完成，并且输送站机械手装置回到原点，系统的一个工作周期才认为结束。如果在工作周期没有按下过停止按钮，系统在延时1秒后开始下一周期工作。如果在工作周期曾经按下过停止按钮，系统工作结束，警示灯中黄色灯熄灭，绿色灯仍保持常亮。15.如果发生物料不足够的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。如果发生物料没有的报

45、警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持常亮。二、主站与各从站网络数据通信本系统采用PPI网络控制。其中，输送站指定为主站，其余各工作站为从站，输送站PLC通过与各从站进行数据读写，收集工件在系统中的供料、加工、装配、分拣等完成信号，从而判断该何时取出工件进行下一步的加工。主/从站网络通讯数据列表如下。 V1020.7物料没有 1）输送站（1#站）发送缓冲区数据位定义：位地址数据意义位地址数据意义V1000.0启动V1001.0加工站限制加工V1000.1停止V1001.1装配站限制装配V1000.2急停V1000.3到达加工站V1000.4到达装配站V1000.5

46、警示灯绿V1000.6警示灯红V1000.7警示灯橙输送站位地址V1000.0_V1000.2_V1000.4_V1000.5V1000.7一V1001.2一V1001.3V1001.4V1001.5V1001.6V1001.7VD1002数据意义联机运行信号急停信号复位标志全线复位触摸屏全线/单机方式允许供料信允许加工信号允许装配信号允许分拣信供料站物料不足供料站物料没有变频器最高频率输入备注1二急停动作1二全线，0二单机供料站位地址数据意义备注（2）输送站收2#站接收缓冲区数据位定义：（数据来自供料站）输送站位地址供料站位地址数据意义V1200.0V1010.0供料站物料不够V1200.1

47、V1010.1供料站物料有无V1200.2V1010.2供料站物料台有无物料1二全线，0二单机V1020.0V1020.1V1020.4V1020.5V1020.6供料站在初始状态一次推料完成全线/单机方式单站运行信号物料不足（3）输送站收3#站接收缓冲区数据位定义：（数据来自加工站）装配站位地址V1040.0-V1040.1一V1040.4V1040.5V1040.6V1040.7数据意义装配站在初始状态装配完成信号全线/单机方式单机运行信号料仓物料不足料仓物料没有备注1二全线，0二单机输送站位地址加工站位地址数据意义V1204.0V1010.0加工站物料台有无物料V1204.1V1010.

48、1加工站加工完成加工站位地址数据意义备注V1030.0加工站在初始状态V1030.1冲压完成信号V1030.4全线/单机方式1二全线，0二单机V1030.5单站运行信号（4）输送站收4#站接收缓冲区数据位定义：（数据来自装配站）输送站位地址供料站位地址数据意义V1208.0V1010.0装配站物料不够V1208.1V1010.1装配站物料有无V1208.2V1010.2装配站物料台有无物料V1208.3V1010.3装配站装配完成输送站收5#站接收缓冲区数据位定义：数据来自分拣站）分拣站位地址数据意义备注V1050.0分拣站在初始状态V1050.1分拣完成信号V1050.4全线/单机方式1二全

49、线，0二单机V1050.5单机运行信号三、系统安装调试由于本系统涉及到用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成伺服电机的误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。所以本系统的安装要注意以下事项。PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分开。当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等，另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。伺服电机的主线应和控制线分开走，以免主线干扰伺服电机的信号接收及发送。PLC的主线应和控制线分开走，以免主

50、线干扰PLC的信号接收及发送。通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。在接线时要看清PLC是AC220V电源还是DC24V电源。注意区分变频器的输入和输出端。在安装调试过程中要特别注意用电安全。总结通过本次的学习让我的学习能力有了很大的提高，在任务设计中让我对自动化生产线有所了解。一方面自动化生产线包括诸多方面的知识如：机械技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；另一方面对于模拟的一个自动化生产线的工作流程有个基本概念。一个自动化生产线的基本组成部分有传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工

51、作，有机地把这些独立部分融合在一起。在这次设计中应用PLC技术，它是一门实践性很强的专业课程，PLC编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件,使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且通过这次课程设计使我运用了课堂上的理论与实际相结合重要性，既要从理论中分析问题，又要从实际中解决问题发现才是根本。所以把所学的理论知识与实践相结合起来，才能真正的学以至用。在做毕业设计的过程中，遇到了一些问题，最

52、主要的是在整体控制时，对各站之间的通信不是很了解，导致了整体控制实现不了。但后来和同组的同学共同讨论问题，找出问题的所在，最终解决了问题。所以通过毕业设计锻炼了我们处理问题、分析问题、解决问题的能力，从而让我们为今后的工作做充分的准备。我深刻的认识到，要想成为一名合格的工程设计人员只是掌握本专业的知识是远远不够的，我们应该具有更加渊博的知识如：应该对计算机应用、市场营销、外语交流等各个方面能力进行加强。此外，我并没有过多从经济性的角度来考虑系统，由于对材料成本方面了解的欠缺，只能从性能的角度来讨论问题。这也是这篇论文的一个不足之处。致谢本课题的圆满完成特别感谢指导老师详细的指导。指导老师严谨的

53、治学态度，和思考问题的全面性给我在设计过程中有了多方面的设计思路中也提前判断设计中可能出现的问题作了详细的分析，从而使我少走很多弯路节省了很多时间。老师的高深的学术水平，科学的思维方法和深入浅出的讲解更准确更形象的把设计中的知识传输给我。再次感谢指导老师的帮助永远是我学习的榜样，在此向他致以衷心的感谢。同时感谢我的同组同学，在圆满完成课题设计的过程中给予我毅力上的鼓励，在资料的收集中给我提供了很多路径，在设计安装中也提出多种参考意见，以至与我能够顺利的完成。真诚地感谢所有在我读书期间帮助过我的老师、同学和朋友给我提出宝贵意见和热情的帮助！参考文献1吕景泉，可编程序控制器及其应用M,北京：机械工

54、业出版社，20012北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，MCGS嵌入式用户手册Z，北京：北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，20003杨长能，张光毅，可编程序控制器基础及其应用M.重庆大学出版社，19924廖常初，PLC编程及应用M,北京：机械工业出版社，20055北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，MCGS用户指南Z，北京：北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，20056江正战，串行通信接口标准RS-423/422/485及其应用J.电子技术应用，19947蔡红斌，电气与PLC控制技术M,北京：清华大学出版社,20078范永胜，王岷主编，电气控制与PLC应用M,北京：中国电力出版社,20049

55、陈立定，电气控制与可编程控制器M,北京：高等教育出版社,200210高勤，电气及PLC控制技术M,北京：高等教育出版社,200211许翏，王淑英，电气控制与PLC应用M,北京：机械工业出版社,200512钟肇新，彭侃，可编程控制器原理及应用M,北京：华南理工大学出版社出版,200013常晓玲，电气控制系统与可编程控制器M,北京：机械工业出版社,2004柳州职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定表课题名基于PLC的自动化零件装配线系统设计学称姓名杨艳敏学号20100205029专业电气自动化技术指导教师姓名蓝伟铭一序号评审项目评分标准满分评分1设计的态度情况主要依据进行设计的自觉性、独立思考、科学

56、态度、遵守纪律情况等评分。设计态度好，记4.55分；设计态度较好，记3.54分；设计态度一般，记3分；设计态度较差，记02.5分。52综合运用知识能力情况主要依据综合运用所学专业理论知识、专业技能能力，实验、实践能力或计算机应用能力，查找资料能力等评分。综合运用知识能力强，记4.55分；综合运用知识能力较强，记3.54分；综合运用知识能力一般，记3分；53完成阶段性设计（制作）任务情况主要依据按时按质完成阶段性设计（制作）任务情况评分。阶段性任务完成情况好，记910分；阶段性任务完成情况较好，记78.5分；阶段性任务完成情况一般，记66.5分；阶段性任务完成情况较差，记05.5分。104完成设

57、计（制作）任务情况主要依据设计（制作）方案可行性及先进性、设计（制作）内容正确性、完成设计（制作）任务书要求的各项任务情况等评分。整体任务完成情况好，记2730分；整体任务完成情况较好，记2126.5分；整体任务完成情况一般，记1820.5分；整体任务完成情况较差，记017.5分。305设计（制作）说明书情况主要依据设计（制作）说明书所述内容的正确性及可利用程度、叙述情况（层次分明、条理清楚、文字通畅）、图纸（程序流程图）情况（整洁、正确、规范）等评分。设计（制作）说明书完成情况好，记1820分；设计（制作）说明书完成情况较好，记1417.5分；设计（制作）说明书完成情况一般，记1213.5分

58、；设计（制作）说明书完成情况较差，记011.5分。206自述情况（5分钟）主要依据学生对设计（制作）思路、工作流程及特点的掌握等情况评分。自述情况情况好，记910分；自述情况较好，记78.5分；自述情况一般，记66.5分；自述情况较差，记05.5分。107回答提问情况（15分钟）主要依据学生对基本理论、基础知识、基本技能和设计的可行性的掌握等情况评分。回答提问情况好，记1820分；回答提问情况较好，记1417.5分；回答提问情况一般，记1213.5分；回答提问情况较差，记011.5分。208指导教师评语：评阅人签名：年月日答辩（评定）小组意见：年月曰毕业设计（论文）成绩：年月曰毕业设计（论文）

59、原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可

60、以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授