基于YL235A的机械手分拣生产线设计论文

基于YL-235A 设备的工件分拣生产

线

设计

本文的设计任务就是设计一条能够自动对于金属与非金属、黑色以及非黑色工件进行识别，并且将这些工件进行分拣堆放的自动生产线。执行系统与电控系统组成了生产线。

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，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！

1 工件分拣生产线的工作流程及工作原理本次毕业设计项目亚龙YL-235A 工件分拣生产线设计主要包含了电气自动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

1.1 工作流程

图 1 工作流程图

1.2 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。

1.3 Y L235A 器材简介

YL235A的准备器材由：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），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、电机构成。

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。

图2 电源模块

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

组，12V/2A —组，）为外部设备工作提供电源。

图3 按钮模块

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。

图4 PLC模块

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

图 5 变频器

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” ，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）

图 6 警示灯

2课题控制要求及意外情况处理

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、与包装任务。

按下

图设备控制流程图

2.1课题控制要求分拣

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图5工件分拣概况图

2.1.1 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：

⑴供料盘的拨杆停止转动。

⑵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⑶传送带停止运

行，分拣气缸A、B、C的活塞杆全部缩回复位。

⑷急停按钮处于复位位置（常开触点断开、常闭触点闭合）。

2.1.2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。如图所示

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图运行启动

2.1.3送料

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。