【正文】 用兩個按鈕使 PLC與外部負載電源接通 （ ON） 或分 斷 （ OFF） 。 (3)驅(qū)動部分 為了使機械手完成操作及移動功能，機械手各關(guān)節(jié)可選用氣動、液動、電氣等方式驅(qū)動。 ，工作電壓 24VDC。壓力傳感器是壓力開關(guān)和模塊化壓力傳感器系統(tǒng)，啟動壓力能進行調(diào)節(jié)。 （漫反射式光電傳感器應用） 霍爾傳感器 Festo 的霍爾傳感器為微型和精密氣爪而特殊設(shè)計 ,它們只用一個傳感 器和一個電子信號值比較單元檢測 三個氣爪位置。其 工作原理是通過內(nèi)部反射介質(zhì)傳遞光 線。 圖（ 1）電容式傳感器 圖 （ 2） 電容式接近開關(guān)圖形符號 25 電容式傳感器在自動檢測中的應用 :由于電容傳感器根據(jù)其感應靈敏度可以檢測不同 質(zhì)量 的貨物 。 23 機械手的概況 工業(yè)機械手是人類創(chuàng)造的一種機器 ,更是人類創(chuàng)造的一項偉大奇跡 ,其研究、開發(fā)和設(shè)計是從二十世紀中葉開始的 .我國的工業(yè)機械手是從 80 年代 七五 科技攻關(guān)開始起步 ,在國家的支持下 ,通過 七五 ,八五 科技攻關(guān) ,目前已經(jīng)基本掌握了機械手操作機的設(shè)計制造技術(shù) ,控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計技術(shù) ,運動學和軌跡規(guī)劃技術(shù) ,生產(chǎn)了部分機器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆，孤焊，點焊，裝配，搬運等機器人 。作為工業(yè)控制計算機， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 ” PLC 的特點 1） 可靠性高，抗干擾能力強 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 控制方式的最終選定 對于本次設(shè)計來說對于傳送帶 的控制為順序控制，需要與貨物檢測系統(tǒng)連網(wǎng)。 也可以一臺 PLC 為主站，多臺同型 PLC 為從站，構(gòu)成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。 b)為便于對升降機上的貨物跟蹤，單獨在升降機上布置傳感器。 10 本課題的 難點就是如何準確無誤的分揀出不同的商品，我在這個課題里采用機械手來分揀不同的貨物。 上海郵政通用技術(shù)設(shè)備公司研制成功了速遞郵件網(wǎng)絡(luò)化自動分揀系統(tǒng)等?？偟膩碚f，我國分揀系統(tǒng)的應用呈現(xiàn)出集約化程度低、自動化系統(tǒng)和設(shè)備應用范圍不廣泛的特點。自動分揀系統(tǒng)已成為發(fā)達國家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。 自動分揀系統(tǒng)的特點 （ 1） 輕柔平穩(wěn)的單個處理 由于其內(nèi)在的靈活性，系統(tǒng)能快捷自動地適應于物件不同的 尺寸、重量和條型碼信息等。 以上四部分裝置通過計算機網(wǎng)絡(luò)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)成一個完整的自動分揀系統(tǒng) 自動分揀系統(tǒng)的分類 堆塊式分揀系統(tǒng) （ Pusher sorting system） 堆塊式分揀機由鏈板式輸送機和具有獨特形狀的滑塊在鏈板間左右滑動進行商品分揀的推塊等組成。立體倉庫的出現(xiàn)不僅徹底改變了整個倉儲物流行業(yè)勞動密集、效率低下的落后狀況，而且極大的拓展了倉庫的功能，適應了物流現(xiàn)代化的發(fā)展要求。 41 25 反射式接近開關(guān) 20 PLC的特點 1 Abstract 3 自動分揀系統(tǒng)的組成 11 第二章 總體方案的設(shè)計 22 機械手的概況 28 漫射式傳感器的應用 31 傳感器的連接方法 43 4． 4 全系統(tǒng) PLC的控制程序 48 致謝 在 PLC 控制下，它可在行程范圍內(nèi)將物體從一點 搬運 至另一任意點，可 置 放于 各種不同 的貨架上。 再次、自動化程度高，可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊、實時圖像顯示，為可視化監(jiān)控提供了方便 。 主要優(yōu)點 /性能參數(shù) 對商品沖擊力小，分揀輕柔； 分揀快速準確； 適應各類 商品，只要是硬紙箱、塑料箱等平底面商品； 分揀出口數(shù)量多。 自動分揀系統(tǒng)的功能 （ 1） 具有廣泛的物品處理能力 可適應易碎物品的分揀處理，可適應在分揀全過程中需保持其精確的位置方向物品的分揀處理；適應分揀處理的物品尺寸變化范圍大。其主要原因有兩點 :（ 1） 、一次性投資巨大，先期投入回收慢。采用電子標簽揀選系統(tǒng)，使用電子標簽設(shè)備，大幅度提高了分揀作業(yè)速度、降低了揀貨出錯率。 主要研究的內(nèi)容 本 課題的研究實際上是一個關(guān)于貨物合理分配的問題，是物流中的一個重要的環(huán)節(jié)。 （ 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。 模擬信號、 A/DD/A、帶微處理器的混合。 在總線上 PID 與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 用 PLC 做從站，與出入庫系統(tǒng)的 PLC 夠成 PLC 網(wǎng)絡(luò)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。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。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。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)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(luò)系統(tǒng)。它是全國聯(lián)合設(shè)計的基本系列電動機產(chǎn)品。 （ 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。電子式行程開關(guān)外形及符號如圖所示。接線端口通過導軌固定在鋁合金板上。板動 O4 開關(guān)，擺動氣缸擺向下一站。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。 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。 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。 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。 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。 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。即傳感器 A有信號， B沒有信號。 （ 1）光電式接近開關(guān)主要由光發(fā)射器和光接收器組成。 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。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)。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。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。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。 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。 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。 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。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。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。 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。 （ 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。 分揀出口多，可左右兩側(cè)分揀。 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?？梢詫崿F(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。 26 漫射式光電接近開關(guān) 3 自動分揀系統(tǒng)的分類及功能 9 12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 18 第三章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 27 光電傳感器在自動檢測中的應用 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。 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。 （ 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。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(luò)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)。物流標準化就是我國物流業(yè)長期關(guān)注的一個問題。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。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。 M11 M22 M33 （電機布置見下圖） 根據(jù)本次設(shè)計要求，電機的分類如下 1）控制水平傳送鏈的電機 M1 M3 M4 M6 M7 M9 2）控制上下運行的升降臺的電機 M2 M5 M8 為能夠控制升降臺的高度，一般有下述方法 15 a) 在升降臺的兩側(cè)安裝“光電傳感器” b) 行程開關(guān) 比較下來覺得行程開關(guān)較簡便，故在升降臺處裝行程開關(guān) 3)控制升降臺上水平運行滾筒的電機。 PLC 網(wǎng)絡(luò)既可作為獨立的 DCS/TDCS，也可作為 DCS/TDCS 的子系統(tǒng)。 FCS 是全數(shù)字化，智能、多功能性控制、特別適合危險區(qū)域、易變過程和非常環(huán)境。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達 30萬小時。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。大中型 PLC都有 PID模塊，目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。在新世紀的曙光下人們追求更舒適的工作條件，惡 劣危險的勞動環(huán)境都需要用機器人代替人工。 光電式接近開關(guān) 光電式傳感器是用光電轉(zhuǎn)換器件作敏感元件、將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。 光纖由芯部 (高折射率 )和護套 (低折射率 )組成。這個單元允許通過電位計獨立設(shè)定三個開關(guān)點，這三個開關(guān)點能夠作為三個電子信號分 接到電子信號值比較單元的五針 M12 插頭上。壓力傳感器外形及符號如 下 圖所示。數(shù)字量仿真盒如圖 。穩(wěn)定性是一般自動控制必須滿足的基本要求，對穩(wěn)定性的研究是自動化控制系統(tǒng)中的一個基本問題。 手 動 手動 用各自的按鈕使各個負載單獨接通或斷開的方式。 （機械手移動工件系統(tǒng)操作面板 圖 41） （機械手移動工件系統(tǒng)自動運行動作示意圖 42） 36 設(shè)備的操作方式大致分為手動方式和自動方式，它們又可再分為其他運行方式，控制要求如表所示。 控制系統(tǒng)的硬件一般包括 3個部分： (1)感知部分 用來收集機械手的內(nèi)部和外部的信息，如位置、速度、加速度傳感器可