【文章內(nèi)容簡介】 缸和頂料缸的電磁閥的電磁控制端。通常，這兩個氣缸的初始位置均設(shè)定在縮回狀圖 43 供料單元氣動控制回路工作原理圖 加工單元氣動控制回路加工單元的氣動控制元件均采用二位五通單電控電磁換向閥，各電磁閥均帶有手動換向和加鎖鈕。它們集中安裝成閥組固定在沖壓支撐架后面。氣動控制回路的工作原理如圖 44 所示。1B1 和 1B2 為安裝在沖壓氣缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，2B1 和 2B2 為安裝在加工臺伸縮氣缸的兩個極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)，3B1 為安裝在手爪氣缸工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。1Y2Y1 和 3Y1 分別為控制沖壓氣缸、加工臺伸縮氣缸和手爪氣缸的電磁閥的電磁控制端。 圖 44 加工單元氣動控制回路工作原理圖 自傳動送單元分揀裝置工作過程概述如圖11 所示為本分揀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11 自動傳送單元分揀裝置結(jié)構(gòu)示意圖它采用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有步進電機、汽缸、電磁閥、旋轉(zhuǎn)編碼器、氣動減壓器、濾清器、氣壓指示等部件，可與各類氣源相連接。選用顏色識別傳感器及對不同自動傳送單元敏感的電容式和電感式傳感器，分別固定在網(wǎng)板上，且允許重新安裝傳感器排列位置或選擇網(wǎng)板不同區(qū)域安裝。系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動輸送帶，下料傳感器 SN 檢測料槽有無物料，若無料，輸送帶運轉(zhuǎn)一個周期后自動停止等待下料；當料槽有料時，下料傳感器輸出信號給 PLC，PLC 控制輸送帶繼續(xù)運轉(zhuǎn)，同時控制氣動閥 5 進行下料，每次下料時間間隔可以進行調(diào)整。物料傳感器 SA 為電感傳感器，當檢測出物料為鐵質(zhì)物料時，反饋信號送 PLC，由 PLC 控制氣動閥 1 動作選出該物料；物料傳感器 SB 為電容傳感器，當檢測出物料為鋁質(zhì)物料時，反饋信號送 PLC, PLC 控制氣動閥 2 動作選出該物料；物料傳感器 SC 為顏色傳感器，當檢測出物料的顏色為待檢測顏色時，PLC 控制氣動閥 3 動作選出該物料。物料傳感器 SD 為備用傳感器。當系統(tǒng)設(shè)定為分揀某種顏色的金屬或非金屬物料時，由程序記憶各傳感器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。 系統(tǒng)的技術(shù)指標輸入電壓：AC200～240V（帶保護地三芯插座）消耗功率：250W環(huán)境溫度范圍：5～40℃氣源： 系統(tǒng)的設(shè)計要求系統(tǒng)的設(shè)計要求主要包括功能要求和控制要求，進行設(shè)計之前，首先應(yīng)分析控制對象的要求。 功能要求自動傳送單元分揀裝置應(yīng)實現(xiàn)基本功能如下 （1）分揀出材料合格和材料不合格（2）分揀出合格材料中某一顏色（不合格）塊（3）分揀出不合格材料中某一顏色（不合格）塊 系統(tǒng)的控制要求系統(tǒng)利用各種傳感器對待測自動傳送單元進行檢測并分類。當待測物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶后，依次接受各種傳感器檢測。如果被某種傳感器測中，通過相應(yīng)的氣動裝置將其推入料箱；否則，繼續(xù)前行。其控制要求有如下9 個方面：（1）系統(tǒng)送電后，光電編碼器便可發(fā)生所需的脈沖 （2）電機運行，帶動傳輸帶傳送物體向前運行（3）有物料時，下料汽缸動作，將物料送出（4）當電感傳感器檢測到鐵物料時，推汽缸1 動作（5）當電容傳感器檢測到鋁物料時，推汽缸2 動作（6）當顏色傳感器檢測到自動傳送單元為某一顏色時，推汽缸3 動作 （7）其他物料被送到SD 位置時，推汽缸4 動作 （8）汽缸運行應(yīng)有動作限位保護 （9）下料槽內(nèi)無下料時，延時后自動停機第 3 章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，主要是根據(jù)被控制對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，選擇合適的PLC類型，并分配I/O點。 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖，如圖21 所示。圖21 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)即分析控制系統(tǒng)的要求，確定I/O點數(shù)，選擇PLC的型號，然后進行I/O分配。 確定 I/ O 點數(shù)根據(jù)控制要求，輸入應(yīng)該有2個開關(guān)信號，6 個傳感器信號，包括電感傳感器、電容傳感器、顏色傳感器、備用傳感器，以及檢測下料的傳感器和計數(shù)傳感器。相應(yīng)地，有 5 個汽缸運動位置信號，每個汽缸有動作限位和回位限位，共計10 個信號。輸出包括控制電動機運行的接觸器，以及5 個控制汽缸動作的電磁閥。共需I/ O 點24 個，其中18 個輸入，6 個輸出。 PLC 的選擇根據(jù)上面所確定的I/ O 點數(shù)，且該自動傳送單元分揀裝置的控制為開關(guān)量控制。因此，選擇一般的小型機即可滿足控制要求。本系統(tǒng)選用西門子公司的S7200 系列CPU226 型PLC。它有24 個輸入點，16個輸出點，滿足本系統(tǒng)的要求。 PLC 的 I/O 分配表根據(jù)所選擇的PLC 型號，對本系統(tǒng)中PLC 的輸入輸出端子進行分配，如表1所示表 1 自動傳送單元分揀裝置 PLC 輸入/ 輸出端子分配表西門子 PLC(I/O) 分揀系統(tǒng)接口(I/O) 備注 UCP(計數(shù)傳感器) 接旋轉(zhuǎn)編碼器 SN(下料傳感器) 判斷下料有無 SA(電感傳感器) SB(電容傳感器) SC(顏色傳感器) SD(備用傳感器) SFW1(推氣缸 1 動作限位) SEW2(推氣缸 2 動作限位) SFW3(推氣缸 3 動作限位) SFW4(推氣缸 4 動作限位) SFW5(下料氣缸動作限位) SBW1(推氣缸 1 回位限位) SBW2(推氣缸 2 回位限位) SBW3(推氣缸 3 回位限位) SBW4(推氣缸 4 回位限位) SBW5(下料氣缸回位限位) SB1(啟動) 輸 入 部 分 SB2(停止) M(輸送帶電機驅(qū)動器) YV1(推氣缸 1 電磁閥) 輸 出 部 YV2(推氣缸 2 電磁閥) YV3(推氣缸 3 電磁閥) YV4(推氣缸 4 電磁閥) 分 YV5(下料氣缸電磁閥) PLC 輸入輸出接線端子圖表 1 可以繪制出 PLC 的輸入輸出接線端子圖，如圖 22 所示。圖 22 PLC輸入輸出接線端子圖 檢測元件與執(zhí)行裝置的選擇主要是對旋轉(zhuǎn)編碼器和各個傳感器的選擇，并對其作簡要介紹。 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是與步進電機連接在一起，在本系統(tǒng)中可用來作為控制系統(tǒng)的計數(shù)器，并提供脈沖輸入。它轉(zhuǎn)化為位移量，可對傳輸帶上的物料進行位置控制。 傳送至相應(yīng)的傳感器時，發(fā)出信號到 PLC ，以進行分揀，也可用來控制步進電機的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)選用E6A2CW5C 旋轉(zhuǎn)編碼器,原理如圖 23 所示。圖 23 旋轉(zhuǎn)編碼器原理示意圖旋轉(zhuǎn)編碼器介紹：旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差 90 度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。編碼器如以信號原理來分，可分為增量脈沖編碼器（SPC）和絕對脈沖編碼器（ APC）兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件。編碼器碼盤的自動傳送單元有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。工作原理如下：由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號組合成 A、B 、C、D，每個正弦波相差 90 度相位差（相對于一個周波為 360 度），將 C、D 信號反向，疊加在 A、B 兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個 Z 相脈沖以代表零位參考位。 由于 A、B 兩相相差 90 度，可通過比較 A 相在前還是 B 相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。分辨率：編碼器以每旋轉(zhuǎn) 360 度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度 5~10000 線。信號輸出: 信號輸出有正弦波（電流或電壓），方波（ TTL、HTL），集電極開路（PNP、NPN），推拉式多種形式，其中 TTL 為長線差分驅(qū)動（對稱 A，A； B，B；Z，Z ），HTL 也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼器對應(yīng)。信號連接：編碼器的脈沖信號一般連接計數(shù)器、PLC、計算機，PLC 和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。如單相聯(lián)接，用于單方光電碼盤向計數(shù)，單方向測速。A、B 兩相聯(lián)接，用于正反向計數(shù)、判斷正反向和測速。 A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。 A、A，B、B，Z、