【正文】 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 。當(dāng) 伸縮氣缸 到達(dá) Z軸的下限位時(shí)，伸縮氣缸將 貨鏟伸出，待加工沖壓裝置夾緊機(jī)械手夾緊工件后，伸縮氣缸縮回， 原地 等候加工裝配完畢 ，最 后 將 裝配完成的物料塊轉(zhuǎn)移到 貨架上 放置 。 搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu)梯形圖如附錄 三所示。 氣動(dòng)原理及氣動(dòng)回路原理圖 單桿氣缸 、薄型氣缸、氣動(dòng)手指、導(dǎo)桿氣缸、雙導(dǎo)桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸。 單向電磁閥示意圖如圖 62所示 。 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 19 頁 共 34 頁 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 在對(duì)系統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)以及 PLC 的硬件組成、工作環(huán)境及原理、編程語言環(huán)境深入了解后，就可使用 PLC 控制器來作為 系統(tǒng)的控制中心。 (1)設(shè)計(jì)原則 ① 完整性原則 ： 最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過 程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟，如圖 64 所示 。 （ 1）熟悉被控對(duì)象 深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。輸入設(shè)備包括 手動(dòng)按鍵 、位置 檢測元件 、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種位置 傳感器 、數(shù)字或模擬量傳感器 等。 ③ PLC 的 I/O 端口分配。程序編寫要以滿足控制系統(tǒng)的使用要求為最終目的，按模塊編寫實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能的程序語句、程序塊、功能或個(gè)子程序，逐步 完善系統(tǒng)指定的功能。 ① 硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線的方式連到 PLC 系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。 （ 5）編寫技術(shù)文件 技術(shù)文件包括設(shè)計(jì)說明書、硬件原理圖、安裝接線圖、電氣元件明細(xì)表。 現(xiàn)場調(diào)試。程序模擬調(diào)試是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。 ④ 計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電的地址分配器。 ② 選擇 PLC。這一階段必須對(duì)被控對(duì)象所有功能全面的了解，對(duì)對(duì)象的各種動(dòng)作及動(dòng)作時(shí)序、動(dòng)作條件、必要的互鎖與保護(hù)；電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動(dòng)及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系； PLC 與其他設(shè)備的關(guān)系， PLC 之間是否 通信聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。所謂硬件設(shè)計(jì)，是指 PLC 外部設(shè)備的設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)即 PLC 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。 ③ 經(jīng)濟(jì)型原則 ： 力求控制系統(tǒng)簡單、實(shí)用、合理。 控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象 (生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程 )的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 氣缸 控制示意圖 氣動(dòng)手指 氣缸 控制示意圖如圖 63所示 。 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 18 頁 共 34 頁 氣缸示意圖如圖 61所示 。系統(tǒng)采用模塊式設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊均為通用模塊，可以互換，擴(kuò)展性強(qiáng)，提供的 PLC實(shí)訓(xùn)內(nèi)容全面、豐富， 培養(yǎng) 學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程簡單、明了、易懂、易學(xué)。例如：當(dāng)物料塊與兩枚物料顏色完全相同，則將這一裝配體安置在貨柜一層；當(dāng)物料塊為一種顏色，兩枚沖壓物料同色且不與物料塊同色時(shí)，這一裝配體將被安置在貨柜二層；當(dāng)一枚物料與物料塊同色，且另一枚物料塊不與物料塊同色，則這一裝配體被安置在貨柜三層。 當(dāng)自動(dòng)擺臺(tái)上有物料時(shí)，堆垛搬運(yùn)機(jī) 械 手伸縮氣缸伸出，帶動(dòng)貨 叉 伸入 物料塊側(cè)面的搬運(yùn) 槽 中 ， 直流減速電機(jī) 一 工作，將工件抬 升至 預(yù)設(shè)位置后，伸縮氣缸縮回， 直流減速電機(jī) 二 啟動(dòng)，控制工件 平移至加工臺(tái)的正上方 ，到達(dá)加工沖壓裝置工作臺(tái) 上方時(shí) ， 將同時(shí)觸發(fā) X軸方向上的行程限制開關(guān)。 (5)直流減速電機(jī) 1：實(shí)現(xiàn)叉車的提升與下降。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán)色接“ ”，棕色接“ PLC輸入端”）。 圖 55 加工沖壓機(jī)構(gòu)梯形圖 搬運(yùn)堆垛機(jī)構(gòu) 由直流電機(jī)、導(dǎo)桿滑塊氣缸、回轉(zhuǎn)缸、電磁閥、磁性開關(guān)、工件、立體庫架、齒輪齒條、限位開關(guān)及電磁閥組成。 工作臺(tái)完全到達(dá)沖壓室最內(nèi)部 的檢測位為長程移動(dòng)氣缸的縮回限位。當(dāng)長程氣缸完全進(jìn)入沖壓室，平行氣夾斷電，將“門”關(guān)起。 主要的沖壓筆型氣缸被安裝在一個(gè)密閉的沖壓室中，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證使用者的安全。 (3)沖壓氣缸：滑座治具缸，連接兩個(gè)沖頭，完成對(duì)工件的沖壓加工過程。（接線注意棕色接“ +”、藍(lán)色接“ ”、黑色接輸出）。 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 14 頁 共 34 頁 搬運(yùn)裝配單元梯形圖如圖 54所示。當(dāng)搬運(yùn)下降氣缸到達(dá)右限位，立即下降將物料放入物料塊上的兩個(gè)裝配孔中。 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) 在檢測到物料塊準(zhǔn)確放置到加工臺(tái)后，加工臺(tái)上的手指氣缸迅速將物料塊夾緊，同時(shí)雙工井式上料機(jī)構(gòu)將兩個(gè)物料推出，為搬運(yùn)下降氣缸的搬運(yùn)動(dòng)作做準(zhǔn)備。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。 (2)雙軸氣缸：負(fù)載真空吸盤的升降。 雙工位井式上料機(jī)構(gòu) 梯形圖如圖 53所示。 (4)電磁閥：用于控制氣缸伸縮 動(dòng)作 ，當(dāng) PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，氣缸推出。（接線注意棕色接“ +”、藍(lán)色接“ ”、黑色接輸出）。 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 12 頁 共 34 頁 (1)單桿氣缸：單桿氣缸實(shí)現(xiàn)工件的推出，單向電控氣閥控制。 輥道傳送機(jī)構(gòu)輸送工件 到達(dá) 自動(dòng)擺臺(tái)時(shí)，自動(dòng)擺臺(tái)傳送帶開始運(yùn)行，當(dāng)工作臺(tái)上的光纖傳感器檢測到工件到達(dá)并被取走時(shí)，傳送帶停止，并攜帶工件一起順時(shí)針方向調(diào)整，等待堆垛搬運(yùn)機(jī)構(gòu)機(jī)器手取料上升后回轉(zhuǎn)至原位。 (2)限位開關(guān)：擺臺(tái)左擺或右擺到位后，限位開關(guān)有信號(hào)輸出。 圖 51 輥道傳送上 料機(jī)構(gòu) 梯形圖 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 11 頁 共 34 頁 自動(dòng)擺臺(tái)機(jī)構(gòu) 由蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、直流電機(jī)、擺臺(tái)、同步傳送帶、光纖傳感器組成。 (8)安裝支架：用于安裝下料機(jī)械手及井式工件庫。當(dāng)電磁閥得電，氣缸縮回。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán)色接“ ”，棕色接“ PLC輸入端”）。 (1)光電傳感器 1：物料檢測為光電漫反射型傳感器，工件庫中有物料時(shí)為 PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。 10% 50Hz (2)工作環(huán)境：溫度 10℃～ 40℃ 相對(duì)濕度≤ 85%（ 25℃）海拔＜ 4000m (3)裝置容量：≤ (4)外形尺寸： 198cm 104cm 130cm (5)安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn) 系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)由型材實(shí)訓(xùn)臺(tái)、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)、電源模塊、按鈕模塊、 PLC模塊、變頻器模塊、各種傳感器、警示燈、電磁閥和 I/O接口板等組成，完成工件上料、檢測、搬運(yùn)、加工、 裝配、分揀、堆垛入庫等功能。 本控制系統(tǒng) 選用 了一款名為 FX2N48MR 的 PLC，其參數(shù)見表 41。不同的系列都有不同的特點(diǎn)。 PLC 用軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。 現(xiàn)代 PLC 不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示的功能，既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。 ②通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便。國際電工學(xué)會(huì)（ IEC）對(duì) PLC 最新定義為：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的 儲(chǔ)存器，用來在其內(nèi)部儲(chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、 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 7 頁 共 34 頁 定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的、輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程，可編程控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體。計(jì)算機(jī) 、 THJDAL3 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 設(shè)備日常維護(hù)的內(nèi)容和方法，以及系統(tǒng)常見故障分析、排除的方法。 電氣控制電路設(shè)計(jì) 自動(dòng)生產(chǎn)線六個(gè)工作機(jī)構(gòu)其電控部分全部按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且以附件方式提供全部設(shè)計(jì)圖紙和說明書。學(xué)生可通過了解各類傳感器在不同工作環(huán)境下的特性來加深對(duì)這些傳感器的認(rèn)識(shí)。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保 證電路連接的快速、安全和可靠。 圖 31 產(chǎn)品圖片 產(chǎn)品的特點(diǎn) （ 1）本實(shí)訓(xùn)裝置貼近工業(yè)現(xiàn)場要求，是典型的自動(dòng)生產(chǎn)線，設(shè)備從選材、工藝、流程、結(jié)構(gòu)、控制等各方面都從實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場出發(fā)，考慮工學(xué)結(jié)合要求，有機(jī)融合了機(jī)械、電氣、氣動(dòng)、傳感器、交流電機(jī)變頻調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、PLC控制及工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)，能開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目 教學(xué)法。 該系統(tǒng)由六 部分組成，分別為：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 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 4 頁 共 34 頁 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)，完成工件上料、檢測、搬運(yùn)、加工、裝配、分揀、堆垛入庫等功能，產(chǎn)品圖片如圖 31所示。所以培養(yǎng)利用 PLC 控制自動(dòng)生產(chǎn)線的人才迫在眉睫，為了讓學(xué)生能更好的把在學(xué)校學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生對(duì) THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行改造，提升學(xué)生融會(huì)貫通的能力。 總之， PLC 已成為解決自動(dòng)控制問題的最有效工具，必將越來越廣泛地受到人們的關(guān)注。 近幾年來，國 外興起了工廠自動(dòng)化（ Factory Autoimmunization，簡稱 EA）系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（ Flexible Manufacture System,簡稱 FMS）及集散型控制系統(tǒng)（ Distributed Control System,簡稱 DCS）等發(fā)展得需要，但是在我國還鮮有這樣的例子。 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 自 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）根據(jù)招標(biāo)要求研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器 —— PLC（ DPD14 型），并成功地應(yīng)用在通用汽車的生產(chǎn)線上，而后的 20 世紀(jì) 80 年代改革開放時(shí)期可編程控制器被引入我國，以可編程控制器代表的自動(dòng)化設(shè)備在我國工業(yè)控制領(lǐng)域取得了很大的貢獻(xiàn)。另外，直流電機(jī)比步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)和變頻器便宜，節(jié)約成本。 方案二：可用三菱 PLC 控制該系統(tǒng)，三菱 PLC 是日系品牌，編程直觀易懂學(xué)習(xí)起來比較輕松。 設(shè)計(jì)方案論證 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備 是通過西門子控制，而本次畢設(shè)要求將其改成用在學(xué)校學(xué)習(xí)的三菱 PLC 控制，利用已學(xué)的知識(shí)去解決一些沒有學(xué)習(xí)的新知識(shí)，把所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，靈活運(yùn)用。學(xué)生在校園學(xué)到的只是理論知識(shí)，理論結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)是關(guān)鍵，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇一個(gè)最接近實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備 —— 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 2 頁 共 34 頁 THJDAL3 型自動(dòng)生產(chǎn)線。一般來說，機(jī)械和電氣相比，具有制造成本高、易磨損、不便于修改工藝參數(shù)、維護(hù)成本高等缺陷。所涵蓋內(nèi)容從最底層的感應(yīng)元件、傳感器到執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)等非常廣泛，是現(xiàn)代化工業(yè)建立與發(fā)展的一個(gè)重要支柱技術(shù)，是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活改善的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是本世紀(jì)工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)至關(guān)重要的關(guān)鍵技術(shù)，其地位的重要不言而喻。如在藥品生產(chǎn)過程中，要控制溫度保持恒定或按一定規(guī)律變化，以保證生產(chǎn)出高質(zhì)量的藥品。s system paper and procedure, and carry on the spot of adjust to try. This system is controled the whole production line by the Mitsubishi FX2N type PLC, include a Gun way transmission up anticipate anization and automatically put a set anization, double the work well type up anticipate an anization, porterage to assemble anization, process blunt press an anization, porterage heap Duo anization is six of the system operation is simple and decline low cost, effectively toughenned student for using flexibly knowledge. Key words： Type THJDAL3 automatic production line。 本系統(tǒng)由三菱 FX2N型 PLC控制整個(gè)生產(chǎn)線，包括