【正文】 、變頻器、傳感器等器件，系統(tǒng)的功能子模塊有：傳動模塊；機械手模塊（含真空吸放）；氣源處理模塊；傳感器檢測模塊；電源模塊；可編程控制器模塊；變頻器模塊；氣動電磁閥模塊。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制系 統(tǒng)的動作提供信息。 物流是指物品從供應地向接收地的實體流動過程。雖然在郵政系統(tǒng)外的其 它行業(yè)，國內(nèi)對自動分揀系統(tǒng)的使用還非常少，但有關(guān)部門和企業(yè)正在為此做出不懈的努力。 隨著對物流業(yè)的重視，國內(nèi)一些物流設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在分揀設(shè)備的生產(chǎn)制造上也取得了一定的進展。物流標準化就是我國物流業(yè)長期關(guān)注的一個問題。系統(tǒng)的設(shè)備復雜，投資和運營成本相當高，需要可靠的貨源作保證，也許只有大型生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)物流公司才有能力投資 ，小企 8 業(yè)則無能為力 （ 2） 、 系統(tǒng)對商品外包裝要求高。一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完 整的分揀系統(tǒng)。 （ 2） 分揀處理無落差 可使物品的分揀過程做到無落差處理，避免出現(xiàn) 物品在分揀過程中出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。 （ 2） 可靠性和易維護性 分揀系統(tǒng)由免維護的直線電機驅(qū)動，而每個交叉帶都由標準的、免維護的無刷直流伺服電機控制。 軌道臺車式分揀機 Pallet sorting system 被分揀的物品放置在沿軌道運行的小車托盤上，當?shù)竭_分揀口時，臺車托盤傾斜30 度，物品被分揀到指定的目的地。 可適應不同大小、重量、形狀的各種不 同商品； 分揀時輕柔、準確； 可向左、右兩側(cè)分揀，占地空間??； 分揀時所需商品間隙小，分揀能力高達 18000 個 /時； 機身長，最長達 110 米，出口多。 自動分揀系統(tǒng)的分類及功能 自動分揀系統(tǒng)的組成 自動 分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置 及分揀道口組成 控制裝置的作用是識別、接收和處理分揀信號，根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達地點或按貨主的類別對商品進行自動分類。立體倉庫主要由庫房、堆垛起重機、出入庫運輸機、控制計算機、狀態(tài)檢測器等部分組成，必要時還配有信息輸入設(shè)備如條形碼掃描器 等。 控制系統(tǒng)中選擇 PLC 的控制單元來完成系統(tǒng)功能的初始化、機械手的移動、故障報警等功能。 28 霍爾傳感器 27 光電傳感器在自動檢測中的應用 18 第三章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 17 控制方式的簡介 14 控制方式的選用 12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 12 控制要求 9 3 自動分揀系統(tǒng)的分類及功能 6 自動分揀系統(tǒng)的功能 25 對射式光電接近開關(guān) 26 漫射式光電接近開關(guān) 29 電子式行程開關(guān) 30 Festo的接近式傳感器 可以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著很大的作用， 因此應用也就十分的廣泛。Logistic 3 第 一章 前言 立體倉庫的簡介 自動化是現(xiàn)代物流技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢，因此作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)主要組成部分的立體倉庫在整個物流系統(tǒng)中占有非常重要的地位。 其次、由于采用自動控制技術(shù)及計算機管理系統(tǒng)，極大的提高了倉庫吞吐效率和管理水平。 分揀道口是已分揀商品脫離主輸送機（或主傳送帶）進入集貨區(qū)域的通道，一般由鋼帶、皮帶、滾筒等組成滑道，使商品從主輸送裝置滑向集貨站 臺，在那里由工作人員將該道口的所有商品集中后或是入庫儲存，或是組配裝車并進行配送作業(yè)。 分揀出口多，可左右兩側(cè)分揀。根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)的不同，有從某樓層分揀輸送至某樓層；從某樓層分揀輸送至不同的各樓層；從某樓層分揀輸送至某樓層的不同出口方向。 （ 3） 靈活的系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)由預制的模塊組成，從而使現(xiàn)場安裝得以簡化，并確保系統(tǒng)在安裝后亦易于改建和擴展。 國外自動分揀系統(tǒng)的廣泛使用 ， 以美國、日本及歐洲為代表的發(fā)達國家，在分揀系統(tǒng)的應用上呈現(xiàn)出自動化程度越來越高的特點。 在日本唱片中心， CD及錄像帶的新出版品也利用高端 的機器人自動分揀機揀貨。 與整個物流業(yè)的大環(huán)境相似，我國在分揀系統(tǒng)和技術(shù)方面相對發(fā)達國家還 比較落后，人工作業(yè)的情況仍比較普遍，電子標簽、 RF技術(shù)等輔助揀選系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用還不多，自動揀選系統(tǒng)更是寥寥無幾。例如，隨著科技的日新月異，國內(nèi)的一些物流配送中心也開始結(jié)合自身特點、采用高技術(shù)含量的設(shè)備和系統(tǒng)來提高分揀配送效率。例如，郵電部相關(guān)部門相繼開發(fā)和研制出具國際水平的 CORENT自動分揀系統(tǒng)，性價比很高的扁平郵件高速自動分揀系統(tǒng) 。因此這些都阻礙了我過經(jīng)濟的發(fā)展，降低了我國商品的國際競爭力。 自動分揀系統(tǒng)由合流、分揀識別、分揀分流和分運四個分段構(gòu)成。 此外還有控制系統(tǒng)的設(shè)計，機械手的設(shè)計都是這次論文的核心。 具體布置：（見下圖） 1） 1， 5， 9， 13， 14為貨物跟蹤傳感器 2） 2， 3， 6， 7， 10， 11， 15， 16， 18， 19,22,23為減速控制傳感器 3） 4， 8， 12， 17， 20 24為啟?？刂苽鞲衅? 4） 5， 13,21為升降控制傳感器 布置主要基于以下考慮 a)傳送鏈運行速度較快，立即制動較難，所以設(shè)置三級調(diào)速，故在每段傳送鏈的尾段布置三個傳感器。 PID 在中繼站中，中繼站連接計算機與現(xiàn)場儀器儀表與控制裝置。 可用一臺 PC 機為主站，多臺同型 PLC 為從站。 全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。 改變傳統(tǒng)的信號標準、通信標準和系統(tǒng)標準入企業(yè)管理網(wǎng)。同時對PLC 進行編程可以使用“梯形圖”，這是一種圖形化了的編程語言。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。梯形圖語言 的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床 、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 4） 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 該型號 PLC 有 32個輸入節(jié)點， 32個輸出節(jié)點，能夠滿足系統(tǒng)要求并留有一 定的余量。 電動機的選擇 Y系列（三相異步電動機其特點是效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距高、噪聲低、振動小、運轉(zhuǎn)安全可靠。其中，電感接近 開關(guān)用于判斷元件在傳送帶上的位置，電容接近開關(guān)用于判斷元件的體積 ，光電傳感器用于判斷元件 重量 ，滑臺限位開關(guān)是判斷滑臺的位置 。 （ 1）光電式接近開關(guān)主要由光發(fā)射器和光接收器組成。光纖能將光從一處傳導到另一處 ,甚至繞過拐角處。即傳感器 A有信號， B沒有信號。根據(jù)工件顏色反射的的不同可以區(qū)分出白色和紅色，以及沒有反射的黑色，如再要區(qū)分金屬和塑料則使用電感傳感器就可以了。 接近式傳感器在氣缸上的位置可以通過機械方式加以調(diào)整并固定。 （位置控制檢測） 31 壓力傳感器 壓力傳感器用于氣爪夾緊力的設(shè)定和檢測控制。 I/O接線端口如圖所示，有 8個輸入端及 8個輸出端，每個輸入、輸出接線端上裝有 LED，可顯示回路狀態(tài)以及用于系統(tǒng)糾錯。 電氣回路連接安全規(guī)則 。 接通氣源，板動數(shù)字量仿真盒上相應的 O 輸出開關(guān)，則控制相應氣動動作。 (2)控制裝置 用來處理各種信息，完成控制過程，產(chǎn)生必要的控制指令，它包括計算機相應的接口等。 4． 3 PLC 控制器控制部分 機械手移動物品的過程 為便于控制系統(tǒng)調(diào)試和維護，控制系統(tǒng)有手動和自動控制功能，其控制面板如圖所示。另運行及緊急停止的按鈕與 PLC程序無關(guān)。 連續(xù)運行 在原點位置按動啟動按鈕，開始連續(xù)的反復運行；若中途按動停止按鈕，動作將繼續(xù)到原點為止才停止。各區(qū)域如圖所示。機械手停在任何位置時，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“回原點” 按下“原點”啟動按鈕，機械手自動返回原點位置。 4． 2 控制系統(tǒng)的性能要 求 對于一般的控制系統(tǒng)有以下控制的要求： (1)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是系統(tǒng)受到短暫的擾動后其 運動性能從偏離平衡點恢復到原平衡點狀態(tài)的能力。板動 O4 開關(guān)，擺動氣缸擺向下一站。 模擬檢測 電氣回路連接完畢檢查無誤 ，應使用數(shù)字量仿真盒 （ SIMBOX） 連接 I/O 接線端端口模擬控制全過程進行試運行。接線端口通過導軌固定在鋁合金板上。特點是：裝配更方面，啟動速度更快，顯示更好（采用數(shù)字式顯示）。電子式行程開關(guān)外形及符號如圖所示。采用霍爾傳 感器時 SMHAE1… M12 電子信號值比較單元是必需的。如果在某一時刻 A 和 B 都沒有信號，這就表明了 V1的送入速度出現(xiàn)問題，這就應相應地增大 V1或減小 V2的速度進行控制。光線通過具有高折射率的光纖材 料和低折射率護套內(nèi)表面 ,由此形成的 光纖在光纖內(nèi)的反射式傳遞。 （ 3）光接收器用于接收發(fā)射器發(fā)射的光， 并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號以開關(guān)量形式輸出。如圖 （ 2） 所示，在自動生產(chǎn)線上可以檢測出工件 形狀，體積 等等，用以控制計數(shù)器計數(shù)或下一個 加工步驟等。它是全國聯(lián)合設(shè)計的基本系列電動機產(chǎn)品。 世界工業(yè)機械手的數(shù)目雖然每年在遞增，但市場是波浪式向前發(fā)展的。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展 得很快，各 PLC廠商都十分重視 PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D轉(zhuǎn)換及 D/A轉(zhuǎn)換。 4） 統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可 靠性。 用 PLC 做從站，與出入庫系統(tǒng)的 PLC 夠成 PLC 網(wǎng)絡較為容易：編程的時候不需知道通信協(xié)議只要按照說明書格式寫就可以了。通信協(xié)議不想復雜化，兼容性要好， DCS 雖然控制器功能強，數(shù)據(jù)通訊能力強 、具有靈活性和安全性，但是成本高，兼容性差各公司產(chǎn)品成不能互換，不能互操作，所以不選用。 在總線上 PID 與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。與用 PC機作主站相比，方便之處是：在用戶編程時，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。 模擬信號、 A/DD/A、帶微處理器的混合。 電機的布置 運動與水平傳送鏈上的運動相一致，理論上來說也是可以的，但這種方法使升降臺的運動必須與水平傳送鏈的運動一致，效率太 低，故在此布置電機。 （ 2）執(zhí)行部件的運動精度的問題 （ 3）機械手的控制系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)的電路和控制程序，并解決工件和控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題。 機械手的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 傳感器是將被檢測對象的