【正文】 電機驅(qū)動器模塊等放在抽屜式模塊放置架上；模塊之間、模塊與實訓(xùn)臺上接 第 7頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 線端子排之間的連接 方式采用安全導(dǎo)線連接，最大限度滿足了綜合性實訓(xùn)的要求。 整個生產(chǎn)線所使用的 PLC 均為西門子 S7200 系列的 PLC。 第 8頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 第 2 章 生產(chǎn)線簡介 自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)和工作過程 生產(chǎn)線包括下料、加工、裝配、搬運、分揀等工作站（圖 11），構(gòu)成一個典型的機電一體化設(shè)備的機械平臺；采用 RS485 串行通訊方式實現(xiàn)分布式的控制，從而組成自動加工、裝配生產(chǎn)線，真實呈現(xiàn)自動生產(chǎn)線的加工過程。 圖 11 各工作單元的結(jié)構(gòu)和功能如下： 1 供料單元 供料站主要由料倉及料槽、頂料氣缸、推料氣缸和物料臺以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成 。 加工站 供料站 裝配站 分揀站 搬運站站 2 加工單元 加工站主要由物料臺、夾緊機械手、物料臺伸出 /縮回氣缸、加工（沖壓） 第 9頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 氣缸以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成 。 3 裝配單元 裝配站主要有供料單元、旋轉(zhuǎn)送料單元、機械手裝配單元、放料臺以及相應(yīng)的傳感器、電磁閥構(gòu)成 。 4 分揀單元 分揀站主要有傳送帶、變頻器、三相電機、推料氣缸、電磁閥和定位光電傳感器及區(qū)分黑白兩種顏色的光纖傳感器構(gòu)成 。 5 搬運單元 搬運站主要有步進電機、步進驅(qū)動器、線性導(dǎo)軌、四自由度搬運機 械手、電磁閥和原點定位開關(guān)構(gòu)成。 第 10頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 第 3 章 電器元件、設(shè)備的選擇 PLC 機型的選擇 根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，可進行 PLC 型號的選定。進行 PLC選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修，備件的通 用性。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，當(dāng)控制速度要求不高時，一般的小型 PLC 都可以滿足要求，如對小型泵的順序控制，單臺機械的自動控制等。當(dāng)控制速度要求較高，輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入 /輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出。對帶有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的溫度，壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，應(yīng)選擇具有所需功能的 PLC 主機，還要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變頻器和驅(qū)動裝置。 輸入 /輸出的點數(shù)可以衡量 PLC 規(guī)模的大小。準確統(tǒng)計被控對象的輸入信號和輸出信號總點數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的 調(diào)整和擴充，在實際統(tǒng)計 I/O 點數(shù)基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上 10%~20%的備用點數(shù)，多數(shù)小型 PLC 為整體式，具有體積小、價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡單的系統(tǒng)。模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC采用主機模塊與輸入模塊、功能模塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊，判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多，控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。此外還應(yīng)考慮用戶存儲器的容量， PLC 的處理速度是否能滿足實時控制的要求，編程器與外圍設(shè)備的選擇等。 根據(jù)實際需要供料單元設(shè)有頂料到位傳感器、頂料復(fù)位傳感器、推料到位傳 感器、推料 復(fù)位傳感器、物料不夠檢測傳感器、物料有無檢測傳感器、物料臺物料檢測傳感器，外加一個啟 /停按鈕共 8 個輸入點，而自動加工單元應(yīng)設(shè)有物臺物料檢測傳感器、料臺夾緊檢測傳感器、料臺伸出到位傳感器、料臺縮回到位傳感器、加工壓頭上限傳感器、加工壓頭下限傳感器、急停按鈕、啟 /停按鈕共 8個輸入點。供料單元設(shè)有頂料電磁閥和推料電磁閥 2 點繼電器輸出，加工單元設(shè) 第 11頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 有夾緊電磁閥、料臺伸縮電磁閥、加工壓頭電磁閥 3 點繼電器輸出。由此可見供料單元和加工單元都選用西門子 S7222 主單元（ 8 點輸入和 6 點繼電器輸出）即可。 傳感器 供料單元 頂料缸兩端分別安裝兩個磁感應(yīng)接近開關(guān)，用以檢測頂料活塞桿頂料到位和頂料復(fù)位；物料有無檢測、物料不夠檢測和物料臺物料檢測都選用漫射式光電接近開關(guān)。 加工單元 夾緊缸安裝一個磁感應(yīng)接近開關(guān)，料臺伸縮缸分別安裝兩個磁感應(yīng)接近開關(guān)，加工缸也分別安裝兩個磁感應(yīng)接近開 關(guān)；物臺物料檢測選用分別安裝兩個磁感應(yīng)接近開關(guān)。 磁感應(yīng)接近開關(guān)的工作原理是：當(dāng)磁性物質(zhì)接近傳感器時，傳感器便會動作，并輸出傳感器信號。而在供料單元和加工單元的氣缸活塞桿上都分別安裝有磁性物質(zhì)，這樣以來在氣缸缸筒外面的兩端位置各安裝一個磁感應(yīng)式接近開關(guān)，就可以用這兩個傳感器分別識別氣缸運動的兩個極限位置。在 PLC 的自動控制中，就可以利用該信號判斷料缸的運動狀態(tài)或所處位置。在傳感器上設(shè)有 LED 顯示用于顯示傳感器的信號狀態(tài)，供調(diào)試時使用。傳感器動作時，輸出信號“ 1”， LED 亮；傳感器不動作時，輸出信號為“ 0”， LED 不亮。傳感器的安裝位置可以調(diào)整 的，如圖 31 所示。 第 12頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 圖 31 磁感應(yīng)接近開關(guān) 漫射式光電接近開關(guān)的工作原理是利用光照射到被測物體上后反射回來的光線而工作的。在工作時，光發(fā)射器始終發(fā)射檢測光，若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)沒有被測物，則沒有光被反射到接收 器，接近開關(guān)處于常態(tài)而不動作；反之若接近開關(guān)前方一定距離內(nèi)有被測物，只 要反射回來的光強度足夠，則接收器收到足夠的漫射光使接近開關(guān)動作而改變輸出的狀態(tài)。圖 32 為漫射式光電接近開關(guān)的工作原理圖： 圖 32漫射式光電接近開關(guān)的工作原理圖 這樣，供料單元中料倉有無儲料或儲料是否充足就可用兩個漫射式光電接近開關(guān)的信號狀態(tài)反映出來。在控制程序中，就可用漫射式光電接近開關(guān)的狀態(tài)來判斷底座和裝料管中儲料的情況，為實現(xiàn)自動控制奠定了硬件基礎(chǔ)。物料臺面開有小孔，物料臺下面也設(shè)有一個漫射式光電接近開關(guān)，工作時向上發(fā)出光線， 從而透過小孔檢測是否有工件存在，以提供物料臺有無工件的信號。在供料單元的控制 第 13頁 共 40頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專用紙 程序中，就可以利用漫射式光電接近開關(guān)的狀態(tài)來判斷是否需要供料。同樣的原理加工單元中物料是否送入物料臺也可被檢測出來。 電磁閥 供料單元中電磁閥使用兩個二位五通的帶手空開關(guān)的單電控電磁閥。在 供料單元中所采用的電磁閥，帶手動換向、枷鎖鈕，有鎖定和開啟兩個位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在鎖定位置時，手動