【正文】 電氣控制電路組成 ........................................................................................................... 17 氣動(dòng)原理及氣動(dòng)回路原理圖 ........................................................................................... 17 氣動(dòng)執(zhí)行元件部分 ........................................................................................................ 17 氣動(dòng)控制元件部分 ........................................................................................................ 17 氣缸示意圖 .................................................................................................................... 18 單向電磁閥示意圖 ........................................................................................................ 18 氣動(dòng)手指氣缸控制示意圖 ............................................................................................ 18 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 19 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 ...................................................................................... 19 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 ...................................................................................... 19 PLC 的選型 ........................................................................................................................ 21 7 調(diào)試過程 ............................................................................................................................ 21 輥道傳送上料部分調(diào)試過程 ........................................................................................... 21 搬運(yùn)堆垛部分調(diào)試過程 ................................................................................................... 21 加工沖壓部分調(diào)試過程 ................................................................................................... 22 8 結(jié)論 ................................................................................................................................... 23 謝辭 .......................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 25 附錄 .......................................................................................................................................... 26 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第 1 頁(yè) 共 34 頁(yè) 引言 隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技水平的提高，人類控制活動(dòng)的范圍越來越廣，控制的能力也原來越強(qiáng)。這種操作控制，如用人工來執(zhí)行就稱為人工控制，如用自動(dòng)裝置來完成就稱為自動(dòng)控制，也成為自動(dòng)化技術(shù)。 現(xiàn)代的生產(chǎn)工藝 對(duì)自動(dòng)控制的要求越來越高，單純使用機(jī)械或電氣很難滿足這種要求，實(shí)際上大部分的自控系統(tǒng)是由機(jī)械設(shè)備和電氣元件相互配合來實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械和電氣之間有著密切的聯(lián)系，既相互配合，有時(shí)又相互取代，而且又相互融合的趨勢(shì)，即機(jī)電一體化。 1 課題的意義及設(shè)計(jì)方案論證 課題意義 隨著 現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)的 不斷快速 發(fā)展，自動(dòng) 化 生產(chǎn)已 占據(jù) 了 現(xiàn)代 工業(yè) 的半壁江山 。 通過基于該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，能充分鍛煉 使用 者團(tuán)隊(duì) 的 協(xié)作能力、計(jì)劃組織能力、 自動(dòng)化生產(chǎn)線裝配檢修能力、成本與安全意識(shí)。西門子的模擬量模塊價(jià)格便宜，程序簡(jiǎn)單過程控制與通信控制西門子是強(qiáng)項(xiàng)，而要實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜的動(dòng)作控制西門子是弱項(xiàng)，沒有特別為某項(xiàng)功能開發(fā)的 指令， 雖然對(duì) 伺服或步進(jìn)定位控制 可以實(shí)現(xiàn) ， 但 是程序 量大 ，控制精度 相對(duì)較低 。 而西門子在這塊就較弱，沒有專用的指令 。 綜上所述，要根據(jù)不同的設(shè)備選用不同的控制方式，要合理的選用 PLC，用其長(zhǎng)處，避其短處。因此，國(guó)家在本世紀(jì)頭 20 年經(jīng)濟(jì)建設(shè)和改革的主要任務(wù)是基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，大力推進(jìn)信息化， 并進(jìn)一步提出信息化是本國(guó)加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇 。 根據(jù)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展來看，可編程控制器目前已應(yīng)用于冶金、石油化工、汽車制造、機(jī)床、紡織、環(huán)保等行業(yè)，可就其發(fā)展趨勢(shì)來看，在今后的發(fā)展和改革中，可編程控制器還將在生活、娛樂、交通等諸多與人們?nèi)粘Ｏ⑾⑾嚓P(guān)的領(lǐng)域占有一席之地，而且比重將會(huì)越來越高，占領(lǐng)的速度也會(huì)越來越快。其性能優(yōu)越 ，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱 (PLC、工業(yè)機(jī)器人、 CAD/CAM)之一。 產(chǎn)品概述 本系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電與自動(dòng)化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的，它適合機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。通過基于該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，能充分鍛煉 使用 者團(tuán)隊(duì) 的 協(xié)作能力、計(jì)劃組織能力、 自動(dòng)化生產(chǎn)線裝配檢修能力、成本與安全意識(shí)。 （ 3）用于教學(xué)，可按工作過程導(dǎo)向、工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)，可完成多種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的技能培訓(xùn)任務(wù)。本設(shè)計(jì)是基于 FX2N48MR型 PLC 控制為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，有輥道傳送上料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)擺臺(tái)機(jī)構(gòu)、雙工位井式上料機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)裝配機(jī)構(gòu)、加工沖壓機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu)等組成，系統(tǒng)原理框圖如圖 32 所示。 這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)氣動(dòng)元件時(shí)，不僅能單獨(dú)了解每一個(gè)分離元件，并且還可以通過多種氣動(dòng)元件相互組成的系統(tǒng)來學(xué)習(xí) 氣動(dòng)元件與其它元件之間是如何配合起來進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的 。 自動(dòng)化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)上的 設(shè)置 六個(gè) 相對(duì)獨(dú)立的 工作機(jī)構(gòu) ， 各組學(xué)員 可 將機(jī)械部分全部或部分 拆解 ，再按 總裝設(shè)計(jì)圖紙將它們重新組裝 ，并且調(diào)試至系統(tǒng)可正常、可靠地工作。 CPU：三菱 FX2N 型 48 點(diǎn) I/O 型 CPU(其中 48 點(diǎn)為 24 口輸入、24 口輸出 )。時(shí)間上第一臺(tái) PLC 于 1969 年由美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制成功，隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC 的功能大大增強(qiáng)，不僅限于邏輯控制，因此美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì) NEMA 于 1980 年對(duì)它進(jìn)行重命名，稱為可編程邏輯控制器（ Programmable Controller），簡(jiǎn)稱 PC，但由于PC 容易和個(gè)人計(jì)算機(jī) PC（ Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣將 PLC 當(dāng)做可編程控制器的縮寫。 ①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，無需大量改變 PLC 的硬件配置，只需要改程序就可以滿足要求。 目前大多 PLC 采用梯形圖編程方式，梯形圖語言的編程元件符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路 原理非常接近，這樣使大多數(shù)學(xué)習(xí)電氣控制的技術(shù)人員非常容易接受和掌握。此外，由于 PLC 結(jié)構(gòu)模塊化及很強(qiáng)的自我診斷能力，維修業(yè)極為方便。在三菱 PLC 的眾多系列中， FX2N 系列是一款性能極佳的產(chǎn)品，根據(jù)不同的功能，它還延伸出了以不同類型、不同點(diǎn)數(shù)輸入輸出端口作為區(qū)別的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需求選擇能實(shí)現(xiàn)不同功能的產(chǎn)品。 安裝擴(kuò)展 I/O 單元和擴(kuò)展單元 不可 帶晶體管輸出的型號(hào) 不可用 脈沖輸出 不支持 內(nèi)置串行通信端口 無 選件板 不支持 用于編程設(shè)備的連接端口 USB 端口 時(shí)鐘 無 使用電池 不可使用 硬件連接圖 硬件連接圖，如圖 42 所示。 5 自動(dòng)生產(chǎn)線各個(gè)模塊設(shè)計(jì) 輥道傳送上料機(jī)構(gòu) 由方形井式工件架、下料機(jī)構(gòu)、滾輪式傳送帶、光電傳感器、電容傳感器、工件、磁性傳感器、電磁閥、安裝支架等組成。 (3)磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測(cè)。失電退回。當(dāng)電磁閥得電，氣缸伸出。 主工件顏色有 2種，分別為白色、黑色工件，安放在方形井式工件架中，當(dāng)接收到啟動(dòng)信號(hào)及方形井式工件架上的傳感器檢測(cè)到工件時(shí)，頂料氣缸動(dòng)作，頂住第二層的工件后，叉形落料氣缸縮回，第一層工件落入輥道輸送線上，叉形落料氣缸伸出托住工件，頂料氣缸縮回，交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將輥道輸送線上的工件傳送到自動(dòng)擺臺(tái)上。方便搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu)機(jī)器手取料。 (4)光纖傳感器：檢測(cè)工件到位情況。 圖 52 自動(dòng)擺臺(tái)機(jī)構(gòu) 梯形圖 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) 由井式工件庫(kù)、存 放料臺(tái)、單桿氣缸、楔形推塊、光電傳感器、磁性傳感器、電磁閥及安裝支架組成。 (2)光電傳感器：用于檢測(cè)工件的有無信號(hào) 。當(dāng)檢測(cè)到氣缸 動(dòng)作執(zhí)行 到位后將給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。 (1)控制電源：直流 24V/6A (2)PLC 控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)電磁閥： SY51205LZD01 (4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式 (5)磁性開關(guān)： DC73 I/O接線圖 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。主要完成將雙工位上料單元送出的小工件搬運(yùn)到加工站的裝配平臺(tái)上進(jìn)行裝配。 (4)真空吸盤：自帶有減震機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)將工件吸起。 (6)電磁閥：用于控制氣缸動(dòng)作，當(dāng) PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作。在真空發(fā)生器啟動(dòng)并吸取物料后，延時(shí)一段時(shí)間，目的是保證物料被準(zhǔn)確吸附在真空吸盤上。在這兩個(gè)傳感器檢測(cè)到物料被準(zhǔn)確放入后，立即給 PLC一個(gè)信號(hào)，將真空發(fā) 生器和搬運(yùn)下降氣缸斷電，放出兩個(gè)物料。主要完成物體沖壓加工、裝配的工作任務(wù)。當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。 (1)控制電源：直流 24V/6A (2)PLC控制器：三菱 FX2N型 48點(diǎn) I/O型 CPU（可根據(jù)需要選擇其他品牌） (3)電磁閥： SY51205LZD、 SY52205LZD (4)調(diào)速閥：出氣節(jié)流式 (5)磁性開關(guān)： DC7 A93 (6)氣缸 : CDJ2B164 TSB16 150SD JCF20 50SD MHZ232D (7)光電傳感器： WT100N1419 I/O接線圖 加工沖壓機(jī)構(gòu) I/O接線圖如另附圖紙所示。在控制過程中，首先被啟動(dòng)的是平行氣夾，當(dāng)“這扇門”被啟動(dòng)后，平行氣夾縮回到?jīng)_壓室的頂部，同時(shí)啟動(dòng)長(zhǎng)程移動(dòng)氣缸，它將帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)入沖壓室。值得注意的是，只有在工作臺(tái)完全到達(dá)沖壓室的最內(nèi)部時(shí)，系統(tǒng)才能判定物料塊完全置于沖壓氣缸的正下方。由于系統(tǒng)的工作要求規(guī)定，沖壓時(shí)必須快速而準(zhǔn)確，因此需要將沖壓氣缸的節(jié)流閥盡量開大到足夠的程度，這樣才能確保沖壓時(shí)的速度。 (1)磁 性傳感器：用于氣缸的位置檢測(cè)。 (3)回轉(zhuǎn)缸：完成將叉車上端工作部分進(jìn) 行旋轉(zhuǎn) 180176。 (7)