1、YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计1目录1、课题内容简介 32、实训器材 33、整机工作原理 44、整机工作流程 5 5、课题控制要求 55.1、初始状态 65.2、启动 65.3、送料 .65.4、机械手搬送工件 65.5、工件分拣 65.6、设备停止 66、工件分拣的意外情况处理 77、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 变频器操作1229、I/O 分配表 1110、I/O 分配图 1211、PL
2、C 控制原理图 1312、端子接线布置图45YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计213、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 23YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计3前言作为自动化专业的学生，PLC 是我们最基础的专业课。众所周知，PLC 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。PLC 运行可靠，适用于各种 恶 劣的工业环境，PLC 和工控机（IPC）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
3、，方便高级语言都是 PLC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PLC， 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 PLC 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 Windows 系统并不能够让人放心，其长期运行效果并不好。尽管 PLC、IPC 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
4、 IPC 进行核心控制。使用 IPC 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 PLC 一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得 PLC 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！YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计4一. 课题内容简介本次毕业设计项目亚龙 YL-235A 型光机电一体化设计主要包含了机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、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
5、巩固、综合的训练和实际运用。亚龙 YL-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 1-1 三菱 PLC 主机、变频器：图 1-1 三菱 PLC 主机、变频器二实训器材 实训控制台一台（电源模块、按钮模块、PLC 模块、变频器模块、警示灯）YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计5 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
6、、电机电源模块：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（DC24V） ，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/6A 一组，12V/2A 一组， ）为外部设备工作提供电源。PLC 模块：采用西门子 S7-200CN 系列数字量输出模块 EM222 输出，所有接口采用安全插连接。变频器模块：三菱 E540-0.75KW 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YL-
7、235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计6两根粗线是电源线（红线接“+24” ，黑红双色线接“GND” ） ，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 PLC 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 PLC 发出信
8、号,由 PLC 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PLC 控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计7四、整机工作流程YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计8五.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. 初始状态通电后，红色警示灯闪亮，提示工件分拣
9、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、B、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启动在设备相关部件为初始状态的情况下，才能按下启动按钮 SB5使设备进入运行，红色警示灯灭，绿色警示灯闪亮。3. 送料 YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计9按下启动按钮 SB5 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 20
10、 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。4.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 秒后上升缩回右转伸出下降放物，延时 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，由位置的气缸 A 推入出料斜槽 D；每种工件第
11、二个由位置的气缸 B 推入出料斜槽 E；每种工件第二个以后的则由位置的气缸 C 推入出料斜槽 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。YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计10当出料斜槽 D 和 E 中各有 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 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 SB6。按下停止按钮 SB6 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。六.工
12、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，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 QS 使设备停止运行。QS 按下后，蜂鸣器停止发声。当故障排除后，作人员将 QS 复位，设备将在停止时保持的状态上继续运行。YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计11七.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、分别安装光电传感器或接近式开关。在位置、分别安装工件
13、推送气缸 A、B、C，各气缸有对应的出料斜槽 D、E、F，各气缸也装有检测活塞杆位置的磁性开关。1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 5-1 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 PLC 一个输入信号。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 35mm。YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计12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
14、的灵敏度。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。7.2 机械手搬运机构1旋转气缸 2非标螺丝 3气动手爪 4手爪磁性开关 Y59BLS 5提升气缸 6磁性开关 D-C73 7节流阀 8伸缩气缸 9磁性开关 D-Z73 10左右限位传感器 11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：用于气缸的位置检测。检测气缸伸出和缩回是否到位，YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计13为此在前点和后点上各一个，当检测到气缸准确到位后将给 P
15、LC 发出一个信号；（在应用过程中棕色接 PLC 主机输入端，蓝色接输入的公共端）手爪: 抓取和松开物料由双电控气阀控制，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。旋转气缸：机械手臂的正反转，由双电控气阀控制。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。（在应用过程中 棕色线接直流 24V 电源“+”、蓝色线接直流 24V 电源“-”、黑色线接 PLC 主机的输入端）伸缩气缸：机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。气缸上装有两个磁性传感器，检测气缸伸出或缩回位置。缓冲器： 旋转气缸高速正转和反转时，起缓冲减速作用7.3 皮带传送机的托动皮带输送机由
16、带减速箱的三相交流电动机拖动，交流电动机转速由变频器控制，运行频率设定为正转 30Hz，反转 20Hz,加、减速时间等于 1s。YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计14八.变频器参数设置8.1 变频器参数设定值序号 参数号 设置值 说明1 P0010 302 P0970 1 恢复出厂值3 P0003 3 参数访问级别4 P0004 0 参数过滤器5 P0010 1 快速调试6 P0100 07 P0304 380 电动机的额定电压8 P0305 0.18 电动机的额定电流9 P0307 0.03 电动机的额定功率10 P0310 50 电动机的额定频率11 P0311 1395
17、 电动机的额定速度12 P0700 2 选择命令源13 P1000 1 选择频率设定值14 P1080 0 电动机最小频率15 P1082 50.00 电动机最大频率16 P1120 2 斜坡上升时间17 P1121 2 斜坡下降时间18 P3900 1 结束快速调试P0003 3P1040 10HZP0003 2 参数访问级别P0004 7 参数过滤器P0700 1 选择命令源P0701 17 固定频率设定值P0702 17 固定频率设定值P0703 17 固定频率设定值P0004 10 参数过滤器P1000 3 固定频率P1001 X 频率1P1002 X 频率2P1004 X 频率3YL
18、-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计158.2 参数设置方法YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计168.3 变频器操作YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计17YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计188.4 变频器操作面板说明YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计19八. I/O 分配表输 入 地 址 输 出 地 址序号 地址 备注 序号 地址 备注1 I0.0 启动 1 Q0.0 驱动转盘电机2 I0.1 停止 2 Q0.1 驱动手爪放松3 I0.2 气动手爪传感器 3 Q0.2驱动手爪夹紧4 I0.3 旋转左限位传感器
19、 4 Q0.3驱动手臂左转5 I0.4 旋转右限位传感器 5 Q0.4 驱动手臂右转6 I0.5 气动手臂伸出传感器 6 Q0.5 驱动手臂伸出7 I0.6 气动手臂缩回传感器 7 Q0.6驱动手臂缩回8 I0.7 手爪提升限位传感器 8 Q0.7 驱动手抓上升9 I1.0 手爪下降限位传感器 9 Q1.0驱动手抓下降10 I1.1 物料检测传感器 10 Q1.1 驱动推料一伸出11 I1.2 推料一伸出限位传感器 11 Q1.2驱动推料二伸出12 I1.3 推料一缩回限位传感器 12 Q1.3 驱动推料三伸出13 I1.4 推料二伸出限位传感器 13 Q1.4 驱动蜂鸣报警14 I1.5 推
20、料二缩回限位传感器 14 Q1.5 驱动变频器五端子15 I1.6 推料三伸出限位传感器 15 Q1.6 驱动变频器六端子16 I1.7 推料三缩回限位传感器 16 Q1.7 驱动变频器七端子17 I2.0 启动推料一传感器 17 Q2.0 驱动绿色指示灯18 I2.1 启动推料二传感器 18 Q2.1 驱动红色指示灯19 I2.2 启动推料三传感器 YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计2020 I2.3 传送带入料检测光电传感器YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计2112. PLC 控制原理图分配YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计2212、端子接线布置图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计2313、气路图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计24十三.梯形图13.1 梯形图截图1.主部分部分梯形图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计25YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计262.复位部分程序截图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计273.机械手部分程序截图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计28YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计294.机械手动作不分程序截图YL-235A 设备设计机械手传送带物料分拣毕业设计30
