【正文】 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） I 摘 要 進(jìn)入二十一世紀(jì)之后， 隨著人類對(duì)科學(xué)技術(shù)知識(shí)的掌握達(dá)到了一個(gè)新的高度， 越來越多的 知識(shí) 轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力后，一大批新技術(shù)，新設(shè)備開始應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)中。為了節(jié)省生產(chǎn)資料和人工成本，工業(yè)機(jī)器人及其自動(dòng)控制系統(tǒng)開始大量裝備在工廠里的生產(chǎn)流水線上。 機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化， 其 積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能 達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送。許多發(fā)達(dá)國家十分對(duì)它 重視，并投入了大 量的人力物力加以研究和應(yīng)用。在我國，自主研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人在近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果 。 在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分撿，為了提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計(jì)擬開發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用的德國西門子 S7200 系列 PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，來設(shè)計(jì)一種用于分撿大小球的機(jī)械裝置。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作， 目標(biāo)是使此 系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定、精度高、易控制的特點(diǎn) ,可根據(jù)不同對(duì)象 ,稍加修改本系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)要求 。 關(guān)鍵詞： PLC 大小球 機(jī)械手 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） II Abstract Enter after twentyfirst Century, along with human knowledge of science and technology has reached a new height, more and more knowledge into practical productivity, a large number of new technology, new equipment applied in various fields of production. In order to save the production data and labour cost, industrial robots and automatic control system to begin a large number of equipment in the factory production line. The manipulator is the earliest industrial robot, is the earliest modern robot, it can replace people arduous labor to realize the production mechanization and automation, its positive role is increasingly recognized, it can partially replace human labor and can meet the production process requirements, follow certain program, time and location to plete workpiece transfer. Many developed countries are on it seriously, and put a lot of manpower and material resources to study and apply. In our country, the independent research and development of industrial robot in recent years have rapid development, and achieved certain results. In the production process, often on assembly line products of sorting, in order to improve production efficiency, this design aims to develop a manipulator, by German Siemens S7200series PLC, the mechanical hand on, around and grabbing motion control, to design the size of the ball for sorting machine. We use the programmable technology, bined with the corresponding hardware device, control manipulator to plete a variety of actions, the target is to make this system has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy to control, according to different object, minor modifications to the system can reach the requirements. Key words: PLC size of spherical manipulator青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 目 錄 摘 要 ................................................ I Abstract ............................................... II 1 緒論 ................................................. 1 課題的背景意義 ........................................ 1 課題的目的及要求 ................................................. 4 課題目前的發(fā)展?fàn)顩r .............................................. 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 ................................................... 5 2 可編程控制器概述 ..................................... 6 PLC 的產(chǎn)生與定義 ................................................. 6 PLC 的基本組成及其作 用 .......................................... 7 PLC 的發(fā)展 ....................................................... 10 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 .................................................. 15 PLC 的特點(diǎn) ....................................................... 17 3 大小球分揀系統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................... 19 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則與內(nèi)容 ................................... 19 PLC 的選型 ....................................................... 19 大小球分揀系統(tǒng)的功能 ........................................... 20 設(shè)計(jì)思想 ......................................................... 20 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ...................................................... 21 I/O 編址 ......................................................... 22 機(jī)械手分揀系統(tǒng)的接線圖 ......................................... 23 4 大小球分揀系統(tǒng)的軟件程序 ............................. 24 自動(dòng)分揀大小球系統(tǒng)控制程序工作框圖 ........................... 24 梯形圖概述 ...................................................... 25 機(jī)械手分揀大小球控制程序的梯形圖 (見附錄 ) .................... 26 結(jié) 論 ............................................... 27 致 謝 ............................................... 28 參考文獻(xiàn) ............................................... 29 附 錄 ............................................. 30 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 1 1 緒論 課題的背景意義 自動(dòng)分揀系統(tǒng)（ Automated Sorting System)是二次大戰(zhàn)后率先在美國、日本的物流中心中廣泛采用的一種自動(dòng)化作業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家大中型物流中心不可缺少的一部分。該系統(tǒng)的作業(yè)過程可以簡單描述如下：流動(dòng)中心每天接收成百上千家供應(yīng)商或貨主通過各種運(yùn)輸工具送來的成千上萬種商品，在最短的時(shí)間內(nèi)將這些商品卸下并按商品品種、貨主、儲(chǔ)位或發(fā)送地點(diǎn)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類，將這些商品運(yùn)送到指定地點(diǎn) (如指定的貨架、加工區(qū)域、出貨站臺(tái)等 )，同時(shí)，當(dāng)供應(yīng)商或貨主通知物流中心按配送指示發(fā)貨時(shí)，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)從龐大的高層貨架存儲(chǔ)系統(tǒng)中準(zhǔn)確找到要出庫的商品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，將從不同儲(chǔ)位上取出的不同數(shù)量的商品按配送進(jìn)點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的理貨區(qū)域或配送站臺(tái)集中，以便裝車配送。 在傳統(tǒng)的貨物分揀系統(tǒng)中 , 一般是使用紙制書面文件來記錄貨物數(shù)據(jù) , 包括貨物名稱、批號(hào)、存儲(chǔ)位置等信息 , 等到貨物提取時(shí)再根據(jù)書面的提貨通知單 , 查找記錄的貨物數(shù)據(jù) ,人工搜索、搬運(yùn)貨物來完成貨物的提取。在這樣的貨物分揀系統(tǒng)中 , 制作書面文件、查找書面文件、人工 搬運(yùn)等浪費(fèi)了巨大的人力物力 , 而且嚴(yán)重影響了物流的流動(dòng)速度。隨著競爭的加劇 , 人們對(duì)物流的流動(dòng)速度要求越來越高 , 這樣的貨物分揀系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化物流管理的需要，于是新型的自動(dòng)分揀系統(tǒng)開始被研發(fā)，應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 現(xiàn)代自動(dòng)分揀系統(tǒng)的分類 （ 1）根據(jù)定單分揀貨物：如果定單定貨數(shù)量比較大 , 可以根據(jù)定單 , 一個(gè)人一次提取大量定貨。貨物分揀者從無線射頻終端進(jìn)入服務(wù)器 , 選擇定單上各種貨物 ,系統(tǒng)會(huì)通過射頻終端直接向貨物分揀者發(fā)送貨物位置信息 , 指導(dǎo)分揀者選擇最優(yōu)路徑。貨物分揀者在分揀前掃描貨柜箱 上的條形碼標(biāo)簽 , 如果與定單相符 , 直接分揀。 （ 2）零星分揀貨物：小的定單 ( 尤其是 5 鎊以下定貨 ) 的分揀或者單一路線貨物分揀 , 直接將定單分組分派給貨物分揀者 , 每個(gè)分揀人負(fù)責(zé) 3 ~ 4 個(gè)通道之間的區(qū)域。貨物分揀者在他或她負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi) , 攜帶取貨小車進(jìn)行貨物分揀 , 取貨小車上放置多個(gè)貨箱 , 一個(gè)貨箱盛放一個(gè)定單的貨物。如果貨架上的貨物與定單相符 , 就把貨物放進(jìn)小車上的貨箱 , 并且掃描貨箱上條形碼序列號(hào)。在貨物包裝站 ,打印的包裝清單既包括貨物條碼也包括包裝箱序列號(hào)。 （ 3）機(jī)械分揀機(jī)構(gòu)：分揀機(jī)構(gòu)作為傳輸 設(shè)備的一部分 , 是分揀機(jī)的主體在物品青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 2 的傳輸過程中采用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械動(dòng)作方式把被分揀物品導(dǎo)入到指定的格口(路向 )。分揀機(jī)構(gòu)的種類很多 , 有小車傾翻式、小車交叉帶式、皮帶閘門式、鏈板滑靴式等多種形式。 （ 4）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：分揀機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要控制分揀機(jī)的運(yùn)行速度 , 控制分揀導(dǎo)入機(jī)械的啟動(dòng)及運(yùn)行的時(shí)間。早期的分揀機(jī)的控制系統(tǒng)國內(nèi)外由于控制理念的不一樣而有所差異。歐洲廠家在設(shè)計(jì)上 , 習(xí)慣于對(duì)分揀機(jī)上的每一個(gè)載體小車進(jìn)行固定的 ID 編號(hào) , 識(shí)別后被分揀物品的路向信息與每一個(gè)小車的 ID 編號(hào)相關(guān)聯(lián)。而在同一個(gè) 格口的譯碼裝置要識(shí)別屬于本格口不同的小車號(hào)碼。我國則慣于被分揀物品的信息與相關(guān)的格口關(guān)聯(lián) , 與小車本身的編號(hào)無關(guān)。相應(yīng)每個(gè)格口的譯碼器僅認(rèn)知屬于本格口的 ID 編號(hào)的被分揀物品。 （ 5）格口：容納被分揀的物品可以是具有一定容量的滑槽或者是一段傳輸機(jī)構(gòu)。其中 , 傳輸方式有動(dòng)力皮帶或輥道方式。 自動(dòng)分揀系統(tǒng)中的傳輸部分 在物流系統(tǒng)中 , 輸送對(duì)自動(dòng)