自动化分拣站论文

时间:2020-11-24 09:12:21 机械/重工/工业自动化 我要投稿

自动化分拣站论文

  导语:当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。下面由小编为大家整理的自动化分拣站论文,希望可以帮助到大家!

自动化分拣站论文

  摘要:基于PLC技术的自动化生产线实训考核系统, 可以培养和提高学生专业综合能力,是一种重要的实训设备。自动化生产线实训系统整体包括自动供料、检测传输、检测加工、自动装配、自动分拣等工序, 很好的将机械技术、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。本文阐述了该系统中自动分拣站的设计过程, 包括系统硬件设计、PLC控制设计和程序设计方法。

  关键词:PLC,自动分拣,实训

  1、引言

  现代化的自动生产设备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,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。可编程序控制器(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。因此,培养掌握机电一体化技术,掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。

  而一套基于PLC技术的自动化生产线实训考核设备可以模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程,使学习者得到一个非常接近于实际的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。自动分拣站需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。

  2、系统的硬件设计

  自动分拣站是自动化生产线的最末单元,主要结构组成为:传送和分拣机构,传动带驱动机构,变频器模块,电磁阀组,接线端口,PLC模块,按钮/指示灯模块及底板等。

  2.1 传送和分拣机构

  传送和分拣机构主要由传送带、出料滑槽、推料(分拣)气缸、漫射式光电传感器、光纤传感器、磁感应接近式传感器组成。传送已经加工、装配好的工件,在光纤传感器检测到并进行分拣。传送带是把机械手输送过来加工好的工件进行传输,输送至分拣区。导向器是用纠偏机械手输送过来的工件。两条物料槽分别用于存放加工好的黑色、白色工件或金属工件。

  传送和分拣的工作原理:当输送站送来工件放到传送带上并为入料口漫射式光电传感器检测到时,将信号传输给PLC,通过PLC的程序启动变频器,电机运转驱动传送带工作,把工件带进分拣区,如果进入分拣区工件为白色,则检测白色物料的'光纤传感器动作,作为1号槽推料气缸启动信号,将白色料推到1号槽里,如果进入分拣区工件为黑色,检测黑色的光纤传感器作为2号槽推料气缸启动信号,将黑色料推到2号槽里。自动生产线的加工结束。

  2.2 传动带驱动机构

  传动带驱动机构采用的三相减速电机,用于拖动传送带从而输送物料。它主要由电机支架、电动机、联轴器等组成。三相电机是传动机构的主要部分,电动机转速的快慢由变频器来控制,其作用是带传送带从而输送物料。电机支架用于固定电动机。联轴器由于把电动机的轴和输送带主动轮的轴联接起来,从而组成一个传动机构。

  2.3 电磁阀组和气动控制回路

  分拣站的电磁阀组使用了三个由二位五通的带手控开关的单电控电磁阀,它们安装在汇流板上。这三个阀分别对金属、白料和黑料推动气缸的气路进行控制,以改变各自的动作状态。分拣一气缸、分拣二气缸和分拣三气缸。分别在各分拣气缸的前极限工作位置安装磁感应接近开关。每个分拣气缸的电磁阀都分别对应一个电磁控制端。

  自动分拣站设备机械装配和传感器安装效果图,如图1所示。

  2.4 PLC控制

  设备的工作目标是完成对白色芯金属工件、白色芯塑料工件和黑色芯的金属或塑料工件进行分拣。为了在分拣时准确推出工件,要求使用旋转编码器作定位检测。并且工件材料和芯体颜色属性应在推料气缸前的适应位置被检测出来。

  图1自动分拣站效果图

  设备上电和气源接通后,若工作单元的三个气缸均处于缩回位置,则 “正常工作”指示灯HL1常亮,表示设备准备好。否则,该指示灯以1Hz 频率闪烁。

  若设备准备好,按下启动按钮,系统启动,“设备运行”指示灯HL2常亮。当传送带入料口人工放下已装配的工件时,变频器即启动,驱动传动电动机以频率固定为30Hz 的速度,把工件带往分拣区。

  如果工件为白色芯金属件,则该工件对到达1号滑槽中间,传送带停止,工件对被推到1号槽中;如果工件为白色芯塑料,则该工件对到达2号滑槽中间,传送带停止,工件对被推到2号槽中;如果工件为黑色芯,则该工件对到达3号滑槽中间,传送带停止,工件对被推到3号槽中。工件被推出滑槽后,该工作单元的一个工作周期结束。仅当工件被推出滑槽后,才能再次向传送带下料。

  如果在运行期间按下停止按钮,该工作单元在本工作周期结束后停止运行。

  分拣站PLC选用S7-224 XP AC/DC/RLY主单元,共14点输入和10点继电器输出。选用S7-224 XP主单元的原因是,当变频器的频率设定值由HMI指定时,该频率设定值是一个随机数,需要由PLC通过D/A变换方式向变频器输入模拟量的频率指令,以实现电机速度连续调整。S7-224 XP主单元集成有2路模拟量输入,1路模拟量输出,有两个RS-485通信口。可满足D/A变换的编程要求。

  3、系统的软件设计

  PLC 梯形图程序的设计方法有经验法和顺序控制法两种。顺序控制设计法的基本思想是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的步, 用编程元件( 例如存储器位M) 来代表, 在任何一步内各输出量的状态不变。 使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件, 它可以是外部的输入信号, 如按钮、 限位开关的通断等。也可以是 PLC 内部产生的信号, 如定时器和计数器的触点信号。 使用顺序控制设计方法时,首先根据系统的工艺流程, 画出顺序功能图, 再根据顺序功能图画出梯形图来完成程序设计。

  参考文献

  [1]田淑珍.可编程控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社.2005.

  [2]李方圆.自动化综合实践[M].北京:中国电力出版社.2009.

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