【正文】 動控制），按下點動按鈕（ SB1），使繼電器（ KA3）得電，控制撥料電機正轉(zhuǎn) ， 帶動撥料桿正轉(zhuǎn)，當撥料桿復位時，松開點動按鈕（ SB1），撥料電機停止轉(zhuǎn)動；按下點動按鈕（ SB2）使繼電器（ KA1）得電，控制轉(zhuǎn)盤電機正轉(zhuǎn) ， 帶動轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)盤復位時，轉(zhuǎn)盤電機停止轉(zhuǎn)動，松開點動按鈕（ SB2）； 當系統(tǒng)復位后，將選擇開關(guān)（ SA）撥到自動控制（鎖住手動復位），按下啟動按鈕（ SB3），系統(tǒng)按照 PLC 控制要求自動分選物料，當按下停止按鈕（ SB4），系統(tǒng)立即停止運動。當撥料桿 （ 8） 轉(zhuǎn)一圈復位時，觸發(fā)轉(zhuǎn)盤電機反轉(zhuǎn)，帶動蓋板（ 18）反轉(zhuǎn)，當觸發(fā)接近開關(guān)（ SQ3）時，轉(zhuǎn)盤電機停止轉(zhuǎn)動；這時蓋板的矩形槽剛好在料斗的正下方，于是物料通過蓋板上的矩形槽掉入轉(zhuǎn)盤中，為下一個物料的分選做好準備。得益于 ，使我們的設(shè)計變得更快捷、更簡單，即使是很復雜的零件也能夠輕松地設(shè)計出來。如圖23： 底撐 上 8 個孔的直徑為 毫米 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7 頁 圖 23：底撐三維圖 底板（ 02）設(shè)計制作 底板（ 02）固定在底成撐（ 01）的上面，作用主要是放置主軸承座、小軸承座及傳感器架。箭頭 3 所指的 5個螺紋孔為 M4，用來定位傳感器架。如圖： 圖 ： 自制滑道 主軸承座（ 04）設(shè)計制作 主軸承座的作用是支撐滾動軸承，再由滾動軸承支撐轉(zhuǎn)盤，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 圖 26：主軸承座三維圖 大齒輪（ 05）設(shè)計制作 大齒輪由小齒輪帶動以實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，材料為尼龍，數(shù)量為 1，模數(shù)為1，齒數(shù)為 110，齒形角為 20 度，精度為 8 級，要求較高。 圖 28：端蓋三維圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 隔料板（ 07）設(shè)計制作 隔料板的作用是運送物料和支撐蓋板，材料是板金噴塑，數(shù)量為 1。如圖 211： 圖中箭頭 2 所指的孔和電機軸配合，箭頭 1 所指的孔為 M3，用于軸和電機的連接 ； 箭頭 3 所指的 表面上有 M6 的螺紋，用于安裝 撥料桿 。制作材料是有機玻璃，數(shù)量為 1。如圖 215： 圖 215：小齒輪三維圖 工廠里加工的小齒輪沒有 圖中箭頭 2 所指的 臺階，給后面的模型裝配添加了難度 ，圖中箭頭 1 所指的孔為 ? 8，和 齒輪軸 （ 14）配合 。如圖 217： 圖 217：隔套三維圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 小軸承座（ 16）設(shè)計制作 小軸承座的作用是定位小齒輪軸和小齒輪，制作材料是鋁合金，數(shù)量為 1。 腰孔 是用來安裝接近開關(guān)的，之所以設(shè)計成 腰 形，是為了便于調(diào)節(jié)接近開關(guān)的位置。在這里我就以底撐為例介紹 零件 的制作過程 和 UG 的操作方法 。購置選擇開關(guān)時要注意它的尺寸大??；購置按鈕時需要考慮按鈕的大小、顏色以及是否帶鎖，我們所使用的 4 個按鈕都是不帶鎖的，兩個點動按鈕為黃色，啟動按鈕為綠色，停止按鈕為紅色；購買接近開關(guān)時要看它的工作電壓范圍是否滿足要求，是 常開還是常閉，工作電流，以及感應距離等，我們使用的接近開關(guān)是常開的，感應距離是 2 毫米，工作電壓 1030伏；購買繼電器時要看它的工作電壓和觸點對數(shù)，由于我們只有 12 伏的電源，而且電機的電壓也是 12伏，所以我們之前 購 買的 24伏的繼電器就不能用，后來重新 購 買了三個 12伏的繼電器；購買電機要看它的轉(zhuǎn)速和工作電壓，我們所使用的轉(zhuǎn)盤電機是 30 轉(zhuǎn)每分南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 24 頁 鐘，由于大小齒輪的減速作用，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速是 5 轉(zhuǎn)每分鐘，撥料電機是 7 轉(zhuǎn)每分鐘，電機轉(zhuǎn)速選這么低是為了減小轉(zhuǎn)盤 的 慣性作用，使接近開關(guān)能夠成功 及時地 感應到 信號 ， 實現(xiàn) PLC 的 實 時 控制 。兩塊控制板上的各種大小的孔的尺寸都是根據(jù)實物測量出來的，方便以后電氣元件的安裝。箭頭 2 所指的兩條槽是用于 PLC 輸入 /輸出端子 和控制板上的接插件的連接 圖 228：支架 圖 229：控制板和支架裝配圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 模型裝配和電氣元件安裝 在所有的零件和電氣元件都準備好之后就開始模型的裝配和電氣元件的安裝了。 圖 230：局部裝配圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 27 頁 模型中有一個最重要的零件 —— 小齒輪，由于 小 齒輪上 的 臺階 沒有加工出來，這就給我們的模型裝配添加了難度 。 大齒輪是由軸承支撐的，所以必須提高軸承的位置，因此我們需要一個外徑為 60 毫米，內(nèi)徑為 50 毫米， 高為 2 毫米的墊圈。 首先是兩個電機的安裝：兩個電機需要固定在底板下，和兩個軸配合，以帶動兩個軸轉(zhuǎn)動，所以需要一塊鐵板來固定兩個電機。 最后是 6 個接近開關(guān)的 安裝：感應滑道的三個接近開關(guān)和一個轉(zhuǎn)盤定位的接近開關(guān)的安裝比較簡單，接近開關(guān)的感應距離是 2 毫米，所以 對 安裝精度要求不高。 在接線過程中要特別注意接近開關(guān)的接線，如果把接近開關(guān)的正負極接反，就會燒掉。 長度要比料斗長度小34 毫米，太長不容易從料斗里落下，容易被卡住 。 在 PLC程序出來之前，調(diào)試主要是測試兩個電機的轉(zhuǎn)動情況和齒輪的嚙合情況，看撥料桿和轉(zhuǎn)盤是否能夠正常轉(zhuǎn)動。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 30 頁 第三章 PLC 程序設(shè)計 PLC 控制程序要根據(jù)所使用的 PLC型號設(shè)計，我們選 用的是西門子 S7200系列的 PLC，因為 S7200 系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要。 系統(tǒng) 主 電路圖設(shè)計 在主電路圖 的設(shè)計 中， 需要 考慮如何 利 用繼電器的觸點來控制 轉(zhuǎn)盤電機和撥料電機的 轉(zhuǎn)動 。圖中的 M1 是轉(zhuǎn)盤電機，由繼電器 KA1 和 KA2 控制以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和互鎖； M2 是撥料電機，由繼電器 KA3 控制。輸入 \輸出地址分配如表 31： 表 31：輸入 \輸出地址分配表 輸入地址 對應開關(guān) 名稱作用 輸出地址 動作元件 功能 SA 選擇開關(guān) KA1 轉(zhuǎn)盤電機正轉(zhuǎn) SB3 啟動按鈕 KA2 轉(zhuǎn)盤電機反轉(zhuǎn) SB4 停止按鈕 KA3 撥料電機正轉(zhuǎn) SB2 轉(zhuǎn)盤復位按鈕 HE1 轉(zhuǎn)盤電機正轉(zhuǎn)燈 1 SB1 撥料桿復位按鈕 HE2 轉(zhuǎn)盤電機反轉(zhuǎn)燈 2 SQ1 接近開關(guān) 1 滑道選擇 HE3 撥料電機正轉(zhuǎn)燈 3 SQ2 接近開關(guān) 2 滑道選擇 HE4 滑道 1定位燈 4 SQ3 接近開關(guān) 3 轉(zhuǎn)盤定位 HE5 滑道 2定位燈 5 SQ4 接近開關(guān) 4 滑道 1定位 HE6 滑道 3定位燈 6 SQ5 接近開關(guān) 5 滑道 2定位 SQ6 接近開關(guān) 6 滑道 3定位 PLC 端子圖設(shè)計 根據(jù)輸入 \輸出地址分配表，使用 AutoCAD 作圖軟件設(shè)計 PLC 端子圖。經(jīng)過多次修改，最終確定下來的流程圖如圖 33： 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 34 頁 圖 33： PLC 流程圖 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 35 頁 這部分是 PLC程序設(shè)計的難點，因為 PLC是邏輯控制，所以編寫程序時要考慮周到，有一點疏忽，程序就不能達到控制要求。兩個接近開關(guān)有 4種狀態(tài)組合 0 0、 0 1 0、 1 1，利用其中的三個組合 0 1 0、 1 1 分別表示 3，就可以將三種不同的物料識別出來 。當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗下方時觸發(fā)接近開關(guān) 使 得電，斷開常閉觸點，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動，復位完成。當?shù)秒?1 秒后接通常開觸點 T33，使轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn) 。 當 或 或 得電時，常閉觸點斷開，定時器 T33 失電， T33 常開觸點斷開，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動， 停 在所選的滑道，實現(xiàn)滑道的定位 。梯形圖如下： 程序調(diào)試 當以上的 PLC梯形圖程序設(shè)計好之后還需要進行程序調(diào)試，以發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤；還要和模型連接進行調(diào)試， 檢測 模型的運動是否滿足控制要求。 先將三個不同的物料放入料斗中，讓接近開關(guān)感應到信號；再 按下?lián)芰蠗U復位按鈕，將撥料桿定在合適的位置；再按下轉(zhuǎn)盤復位按鈕，當轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到料斗的下面時，會自動停下來 ，物料掉入轉(zhuǎn)盤中 ；將選擇開關(guān)撥到自動，按下啟動按鈕，轉(zhuǎn)盤就會按控制要求自動運行。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 43 頁 第四章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，我們使用的主要軟件是工控組態(tài)軟件 MCGS，它是用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。動畫構(gòu)件對象完成特定類型的動畫功能，如：實時曲線構(gòu)件、歷史曲線構(gòu)件、報警顯示構(gòu)件、自由表格構(gòu)件等。 以窗口為單位 以窗口為單位來構(gòu)造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得 MCGS 組態(tài)軟件的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。 標題設(shè)計 在啟動窗口中需要顯示監(jiān)控系統(tǒng)的標題，經(jīng)過仔細思考最終確定下來的系統(tǒng)標題是：“歡迎進入分選監(jiān)控系統(tǒng)”。然后在 MCGS 的運行策略里編寫程序，使這 10個字產(chǎn)生閃爍效果，通過這段程序使標題的 10 個字逐個出現(xiàn)，并且不斷變換顏色，如圖 41。如該軟件只能實現(xiàn) 90 度旋轉(zhuǎn)，所以動畫只能實現(xiàn)公轉(zhuǎn)，不能實現(xiàn)自轉(zhuǎn)，要作出轉(zhuǎn)盤帶動 正方形物料旋轉(zhuǎn)的動畫效果幾乎不可能。 首先需要在 UG 中導出一張模型的俯視圖作為 9 段 Flash 動畫的背景圖，如圖 42。如圖 43，點擊箭頭 1 所指的動畫播放控件，出現(xiàn)文件播放構(gòu)件屬性設(shè)置對話框，在箭頭 2所指的連接文件里輸入 AVI動畫的路徑和名稱，然后點擊箭頭 3 所指的可見度屬性按鈕，進入圖 44 所示的可見度設(shè)置窗口，在箭頭 1 所指的表達式里設(shè)置動畫的可見度條件 當運行 MCGS 時，只要某一段動畫可見，這段動畫就會自動播放，所以只要設(shè)置好 9段動畫的可見度 條件 就可以產(chǎn)生連續(xù)播放效果，這 9 段動畫不能同時可見，每次 可見的只能有一個。物料下落的觸發(fā)是事件策略，下落過程是循環(huán)策略，所以必須要兩個策略才能完成物料的下落動畫。如圖 46： 圖 46：監(jiān)控界面 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 50 頁 MCGS 仿真調(diào)試 我所設(shè)計的 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)具有仿真和監(jiān)控兩種功能，當不接 PLC 時，可以進行仿真調(diào)試，通過仿真 PLC 輸入信號，模擬分選系統(tǒng)的運動。在調(diào)試過程中才能發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的錯誤 和不妥之處 ，并能及時地加以改正，南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 51 頁 使監(jiān)控系統(tǒng)正確無誤地運行，為下一步工作打好基礎(chǔ)?？梢圆扇《〞r器延時的方法，使模型運動等待動畫演示以達到同步；也可以調(diào)節(jié)動畫播放速度，使動畫演示趕上模型運動以達到同步。 畢業(yè)設(shè)計的重要性還在于鍛煉了我們的設(shè)計思維能力；拓寬了我們的知識視野；形成了腳踏實地、敢于攻堅的頑強精神；養(yǎng)成了虛心好學、團隊協(xié)作的優(yōu)良作風。在設(shè)計程序時，同時學會了 S7200 編程軟件、 Flash 動畫制作和MCGS 組態(tài)軟件的用法；另一方面，在設(shè)計過程中鍛煉了我多方面的能力，設(shè)計中遇到平時遇不到的問題，不僅提高了我們分析與解決實際問題的能力，而且提高了我們的動手能力。在模型的制作中，由于工廠加工的零件精度不符合要求，而且有許多零件加工錯誤，給模型的裝配帶來了很大的難度。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 53 頁 參考文獻 1. 洪如瑾 . 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