【正文】 測(cè)傳感器是顏色傳感器，它的主要參數(shù)如下[13]：檢測(cè)范圍 12～50mm 工作電壓 12～28VDC 光源 LED白光 接線方式 M128針接插件 開(kāi)關(guān)頻率 500Hz 輸出信號(hào) 三路信號(hào) PNP . 輸出電流 100mA 材料 ABS 工作溫度范圍 （10℃～55℃）用以上的顏色傳感器檢測(cè)紅、黃、綠等顏色，檢測(cè)過(guò)后用機(jī)械手將各物料抓放在各物料區(qū)。3．連續(xù)工作方式就是在原點(diǎn)位置系統(tǒng)啟動(dòng)后，機(jī)械手從原點(diǎn)位置開(kāi)始一個(gè)周期接一個(gè)周期的反復(fù)連續(xù)工作，按下停止按鈕后，機(jī)械手才停止工作。Logic　　PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)法。四、PLC的應(yīng)用　開(kāi)關(guān)量的邏輯控制　模擬量控制　運(yùn)動(dòng)控制　過(guò)程控制　數(shù)據(jù)處理 通信及聯(lián)網(wǎng) 控制系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)及要求一、方案的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)是一個(gè)裝置或系統(tǒng)的命令的發(fā)行者，有一個(gè)好的控制系統(tǒng)是該裝置或系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。 保證系統(tǒng)的安全可靠 保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)包括：1）控制程序；2）初始化程序；3）檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和連鎖程序。 可編程控制器選型PLC是用來(lái)執(zhí)行具體的控制，具體的工藝要求和具體的工作環(huán)境決定了如何具體選擇PLC的系統(tǒng)配置和I/O模塊。因此，需選擇輸人點(diǎn)的個(gè)數(shù)1輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)7，存貯器字?jǐn)?shù)232的PLC，對(duì)PLC的掃描速度及其它方面無(wú)特殊要求。內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，具有PID控制器的功能。最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。根據(jù)系統(tǒng)的這個(gè)動(dòng)作流程來(lái)考慮設(shè)計(jì)PLC的控制程序，把供料機(jī)構(gòu)的控制、輸送機(jī)構(gòu)的控制和分揀機(jī)械手的控制分別作為子程序，這樣可以使程序編寫(xiě)層次分明，更有條理，也更簡(jiǎn)單[16]。在進(jìn)行配線時(shí)，請(qǐng)勿將配線屑或?qū)щ娢锫淙肟删幊炭刂破骰驓饴穬?nèi)。連接時(shí)要把氣管緊緊地插入接頭中，以免漏氣或被高壓氣體沖脫。1—轉(zhuǎn)臺(tái) 2—轉(zhuǎn)臺(tái)蓋板 3—四牙軸 4—四牙片A 5—四牙片B 6—轉(zhuǎn)臺(tái)底盤(pán) 7—雙聯(lián)電極片8—自攻螺絲 9—三牙軸 10—三牙片 11—單聯(lián)正極片 12—單聯(lián)負(fù)極片 13—二牙軸 14—二牙片 15—頭牙齒 16—直流電動(dòng)機(jī)圖6—2 機(jī)械手旋轉(zhuǎn)底盤(pán)安裝圖手臂電動(dòng)機(jī)齒輪箱的安裝⑴ 先檢查材料清單，手臂電動(dòng)機(jī)齒輪箱的材料清單見(jiàn)表6—2：序號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格序號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格1直流電動(dòng)機(jī)16V 1000r/min7機(jī)芯夾板2　2蝸桿1M= Z=18四牙軸1**68方軸3二牙軸1Φ2*189四牙片1M= Z=42方孔4二牙片1M= Z=10/2010自攻螺絲3*85三牙軸1**68方軸11機(jī)制螺釘1對(duì)M3*306三牙片1M= Z=12/38方孔12　　?、?進(jìn)行手臂電動(dòng)機(jī)齒輪箱的安裝把蝸桿套在電動(dòng)機(jī)金屬柄上，用螺絲刀柄輕輕敲進(jìn)離電動(dòng)機(jī)肩身大約4mm左右。轉(zhuǎn)盤(pán)式機(jī)械手的安裝圖見(jiàn)附件A。在本設(shè)備的調(diào)試中首先是對(duì)氣動(dòng)回路、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)進(jìn)行分步調(diào)試，然后是整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)[18]。需轉(zhuǎn)彎擺動(dòng)S1或S2開(kāi)關(guān)，需抓緊/吊起、放松/卸下只需按動(dòng)S3開(kāi)關(guān)，需改變抓緊/吊起、放松/卸下順序，按動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S6，再按動(dòng)S3開(kāi)關(guān)即可完成。當(dāng)分步調(diào)試無(wú)誤后，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)校，聯(lián)接裝置儀表、設(shè)備進(jìn)行實(shí)際工作、動(dòng)作功能的聯(lián)校，針對(duì)邏輯控制點(diǎn)，聯(lián)接裝置一次設(shè)備及部件，進(jìn)行PLC系統(tǒng)的輸入和輸出聯(lián)校[19]，系統(tǒng)的調(diào)試總程序見(jiàn)附錄B。第七章 課題展望與設(shè)想一、課題展望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是基于氣動(dòng)控制的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)裝置的研發(fā)，該實(shí)驗(yàn)裝置是一個(gè)小型仿真的自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)，包括物料的供給、傳輸、檢測(cè)和分揀搬運(yùn)，該系統(tǒng)由氣動(dòng)部件 、機(jī)械裝置 、檢測(cè)單元、PLC及軟件等組成。學(xué)生可通過(guò)了解工作中各類(lèi)傳感器的工作特性來(lái)加強(qiáng)對(duì)這些傳感器的感性認(rèn)識(shí)，再結(jié)合拆裝式技能實(shí)訓(xùn)，可使同學(xué)快速掌握所學(xué)知識(shí)。 氣動(dòng)方向控制回路的安裝216。 成品分揀機(jī)構(gòu)安裝與調(diào)整216。 氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫(xiě)216。參考文獻(xiàn)[1]張繼紅，邵軍. 機(jī)電一體化在包裝機(jī)械中的應(yīng)用[J].中國(guó)包裝工業(yè)， 2006/4[2] [J].廣西教育 2009/12[3] [J].機(jī)械制造與自動(dòng)化2009/04[4] [J]湖南農(nóng)機(jī)2009/09[5] [J].西安航空技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)2009/03[6] [J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2008/6[7] 原慧軍. PLC自動(dòng)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].裝備制造2009/12[8] [J].深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2004/2[9] [J].現(xiàn)代制造2007/30[10] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社2008[11] [12] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.[13] [14] [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2007.[15] [J].裝備制造2009/12[16] [J].機(jī)床與液壓2004/04[17] [J].廣東科技2009/14[18] [J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品2009/13[19] [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)2009/04[20] 陳曉春. 項(xiàng)目導(dǎo)入法在可編程控制器技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息2007/05 致 謝首先，我要感謝我的父母，是他們將我?guī)У竭@多姿多彩的世界，是他們供我吃、穿、上學(xué)，更是他們?cè)谖易罟陋?dú)無(wú)助的時(shí)候給與我無(wú)私的愛(ài)和幫助。更讓我高興的是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品得到了陳曉春老師以及孫移等老師的認(rèn)可，認(rèn)為可以將我的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，不但使我了解了設(shè)計(jì)工作的基本流程和設(shè)計(jì)的方法和理念，更讓我鞏固和深化了所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，并使理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，鍛煉了自己的實(shí)踐動(dòng)手能力。 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫(xiě)216。 供料機(jī)構(gòu)的安裝與調(diào)整216。5. 系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測(cè)技術(shù)實(shí)訓(xùn) 設(shè)備日常維護(hù)的內(nèi)容和方法，以及系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析、排除的方法。在學(xué)習(xí)這些氣動(dòng)元件時(shí)，我們不但可以單獨(dú)學(xué)習(xí)每一種分離元件，而且還可以在學(xué)習(xí)時(shí)了解各種氣動(dòng)元件之間以及氣動(dòng)元件與其它元件之間是如何配合起來(lái)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的?？傊?，安裝調(diào)試決定了設(shè)備運(yùn)行的成功與否。測(cè)試過(guò)程應(yīng)模擬進(jìn)行。機(jī)械手的分步調(diào)試本部分安裝完畢后必須仔細(xì)校對(duì)，防止因短路或錯(cuò)誤連接而選成元器件損壞。在總調(diào)的時(shí)候我們就要做好充分的準(zhǔn)備，模擬系統(tǒng)用的大量數(shù)據(jù)，并對(duì)各項(xiàng)可能發(fā)生的情況一并模擬。，顎板爪中 間由抓斗滑桿與抓斗上承梁擰緊。蓋板合上之前，仔細(xì)檢查各齒輪間相互需要吻合，齒輪與齒孔要一輪扣一輪，檢查無(wú)誤，取出裝配好的井架，用角尺接頭用φ3mm*10mm自攻螺釘與井架角尺接頭相連。傳輸裝置由無(wú)桿氣缸、運(yùn)料小車(chē)、電磁換向閥、霍爾傳感器、調(diào)節(jié)閥和氣管等組成。本章主要介紹設(shè)備的安裝與調(diào)試過(guò)程，首先是機(jī)械部分和氣路部分的安裝與調(diào)試，然后是機(jī)械部分與控制系統(tǒng)的測(cè)試。5.例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。根據(jù)上述CPU226的輸入輸出信號(hào)分組，繪制出本次設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)的外部接線圖如52所示： 圖5—2 PLC控制的外部接線圖 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。其中輸入點(diǎn)24點(diǎn)，輸出點(diǎn)16點(diǎn)。由于氣動(dòng)系統(tǒng)不需要模擬量變換及存儲(chǔ)，只需要16個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，9個(gè)輸出，因此可按以下公式估算:輸入點(diǎn)數(shù)10+輸出點(diǎn)數(shù)8=1610+98=232字。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。選擇PLC PLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開(kāi)放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來(lái)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適用性等具體問(wèn)題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫(xiě)入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率會(huì)一直保持在30~40%?！　。?） 在自動(dòng)運(yùn)行方式下按下啟動(dòng)按鈕，整個(gè)系統(tǒng)按照PLC程序的設(shè)定有序的運(yùn)行，正常停車(chē)時(shí)，按下正常停車(chē)按鈕機(jī)械手停車(chē)。3：搬運(yùn)裝置的檢測(cè)元件要合理的選擇，要求能物廉價(jià)美、靈敏度高。手指的數(shù)量又分為二指三指和四指，其中二指用的最多，本設(shè)計(jì)采用四指的構(gòu)造。本作品由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制電路，機(jī)架底座，底盤(pán)機(jī)座部分組成。聯(lián)邦德國(guó)KnKa公司還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。不少球坐標(biāo)通用機(jī)械手就是在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)?！　? 換向和復(fù)位時(shí)間　　從電磁鐵通電到閥芯換向終止所需要的時(shí)間，復(fù)位時(shí)間是指從電磁斷電到閥芯回復(fù)到初始位置所需要的時(shí)間。這樣就是調(diào)速閥的流量恒定不變（不受負(fù)載影響）。1—節(jié)流閥 2—緩沖柱塞 3—密封帶 4—防塵不銹鋼帶5—活塞 6—滑塊 7—活塞架圖3—3 機(jī)械接觸式無(wú)桿氣缸結(jié)構(gòu)圖為了防止泄漏及防塵需要，在開(kāi)口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過(guò)槽，把活塞與滑塊連成一體。氣動(dòng)元件是組成氣動(dòng)回路的主要元件，它能夠?qū)崿F(xiàn)氣路的通斷、快慢以及方向的改變。所謂霍爾效應(yīng)就是：當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場(chǎng)中時(shí)，薄片的兩端就會(huì)產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào)，再經(jīng)放大器放大和同步選通整形，然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾，最后經(jīng)延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。光電開(kāi)關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。3：物料的檢測(cè)元件要選擇合理，且靈敏度要高。研究和開(kāi)發(fā)系統(tǒng)控制技術(shù)和機(jī)、電、氣綜合技術(shù)。例如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。PLC的主要功能有開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、閉環(huán)過(guò)程控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、順序控制、數(shù)據(jù)處理、通信和聯(lián)網(wǎng)。綜合以上比較，本次設(shè)計(jì)選擇氣動(dòng)傳動(dòng)來(lái)完成供料輸送動(dòng)作。設(shè)計(jì)起來(lái)簡(jiǎn)單方便、縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間，為答辯贏得更多的時(shí)間準(zhǔn)備。3：物料的傳輸快慢如何去調(diào)定。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。 網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。90年代后期進(jìn)入了第四階段。 伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類(lèi)型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。設(shè)計(jì)研究該裝置的目的在于：一是為專(zhuān)業(yè)課程 “機(jī)電綜合技能實(shí)訓(xùn)”提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)并讓學(xué)生動(dòng)手裝配、調(diào)試并模仿設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在傳感器的設(shè)計(jì)選型、氣動(dòng)元件的選型、氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PLC編程、系統(tǒng)裝配、電氣連接、系統(tǒng)調(diào)試等多方面進(jìn)行全方位的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，達(dá)到理論教學(xué)難以達(dá)到的效果，培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。在該系統(tǒng)上可以進(jìn)行氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)傳動(dòng)、物料輸送、自動(dòng)化裝配、PLC 控制等多種課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，也可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。其中機(jī)電一體化技術(shù)是核心技術(shù)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。90年代又開(kāi)始了PLC的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有： 智能化：是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。2：如何將物料輸送到傳動(dòng)托盤(pán)上并且怎樣去對(duì)傳輸位置進(jìn)行檢測(cè)。所以這樣設(shè)計(jì)起來(lái)既符合生產(chǎn)上的實(shí)際連貫動(dòng)作，也將設(shè)計(jì)的內(nèi)容分的有條理。氣動(dòng)傳動(dòng)不僅避免了同步帶的缺點(diǎn)，同時(shí)還具有自己的優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化