【正文】 父母十幾年寒心茹苦將我撫養(yǎng)成人，并以堅(jiān)定的意志負(fù)擔(dān)起我求學(xué)的重?fù)?dān)，使我能安心學(xué)業(yè) ，順利完成大學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)兒時(shí)的夢想。另外我們在設(shè)計(jì)的過程中還得到許多同學(xué)的幫助，對于良師益友的幫助，我深表感謝。我們了解到了做一個(gè)系統(tǒng)的基本常識，為我們以后從事技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，老師給予我們許多幫助，同時(shí)也為我們指明了方向。 在此謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師致以由衷的感謝和崇高的敬意！ 畢業(yè)論文的這個(gè)機(jī)會，好好地總結(jié)一下我在學(xué)校所學(xué)的各門課程，將它們分化理解，合理分類，融會貫通。 本系統(tǒng)采用的可編程控制器，只要結(jié)合不同的傳感器，比如根據(jù)材料的屬性、尺寸的大小、物體的顏色等選擇相應(yīng)的傳感器，就可對不同的物料進(jìn)行 分揀，具有廣泛的應(yīng)用前景。 其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn)，受場地原因影響不大。 36 結(jié) 論 物料分揀采用可編程控制器 PLC 進(jìn)行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。按照控制要求在指定輸入端輸入信號，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，若輸出不符合要求，則查找原因，并排除之。剛編好的程序難免有這樣那樣的缺陷或錯(cuò)誤。 3．顏色傳感器的調(diào)試 通電狀態(tài)下，在顏色傳感器下方的傳送帶上，放置帶有某一顏色料塊，調(diào)節(jié)傳感器上的電位器，觀察窗口中紅綠（或藍(lán)）指示燈，當(dāng)兩燈恰同時(shí)發(fā)光時(shí)，該靈敏點(diǎn)即為料塊顏色檢出點(diǎn)。 硬件調(diào)試 1．電感傳感器的調(diào)試 在電感傳感器下方的傳送 帶上，放置鐵質(zhì)料塊，調(diào)整傳感器上兩螺母，使傳感器上下移動(dòng)，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鐵質(zhì)材料的檢出點(diǎn)。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會有疏漏的地方，因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。汽缸動(dòng)作時(shí)，回位限位開關(guān)關(guān)斷，到達(dá)動(dòng)作限位開關(guān)時(shí)，動(dòng)作限位開關(guān)閉合。當(dāng)物料被相應(yīng)的傳感器檢測中后，相應(yīng)的汽缸動(dòng)作，將物料推下。 31 （ 4）以上為中斷程序，當(dāng)高速計(jì)數(shù)指令計(jì)數(shù)至預(yù)置值時(shí)，這時(shí)物料移動(dòng)至傳感器的位置， 得電，導(dǎo)致高速脈沖輸出停止，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)。 29 （ 3）以上為子程序中的高速計(jì)數(shù)指令，首先進(jìn)行高速計(jì)數(shù)指令 的初始 30 化操作，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)光電碼盤發(fā)出脈沖，并輸入 PLC 的接收端，由高速計(jì)數(shù)指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的步數(shù)，進(jìn)行定位控制。當(dāng) PLC 處于 RUN 模式時(shí)， 通電一個(gè)周期， 復(fù)位清零，并調(diào)用子程序。 高速計(jì)數(shù)是用來累計(jì)比 PLC 掃描頻率更高的脈沖輸入 此指令為高速計(jì)數(shù)器指令，使能輸入有效時(shí)，根據(jù)高速計(jì)數(shù)器特殊存 27 儲器位的狀態(tài)，并按照 HDEF 指令指定的模式，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器并控制其工作。程序清單見附錄。 如果只對材料的某一特性進(jìn)行分揀，比如只分揀金屬和非金屬，則只需對傳感器的安放或程序進(jìn)行修改即可。 在汽缸 1～ 3 動(dòng)作后，電機(jī)重新運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器也重新計(jì)數(shù)。用高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，來確定物料到達(dá)傳感器的距離，實(shí)現(xiàn)定位功能。 如果需要，該系統(tǒng)可在分揀的同時(shí)對分揀的材料進(jìn)行數(shù) 25 量的統(tǒng)計(jì)，這只需在各汽缸動(dòng)作的同時(shí)累計(jì)即可。 若為連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，則系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖中的汽缸 4 動(dòng)作后，程序再轉(zhuǎn)到開始 。 24 控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，分析各個(gè)設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序，可畫出程序流程圖，如圖 31 所示。步進(jìn)電機(jī)選用的型號為 42BYGH101。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)，來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。近年來 ,隨著光電技 術(shù)的發(fā)展，光電式傳感器已成為系列產(chǎn)品，其品種及產(chǎn)量日益增加，用戶可根據(jù)需要選用各種規(guī)格的產(chǎn)品，它在機(jī)電控制、計(jì)算機(jī)、國防科技等方面的應(yīng)用都非常廣泛。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多。光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的光敏器件。光電傳感器采用光電元件作為檢測元件，首先把被測量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘柕淖兓?，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。原理如圖 28 所示，其中負(fù)載可接至 PLC。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。表 2 是 S0、 S1及 S S3 的可用組合。 當(dāng)入射光投射到 TCS230 上時(shí)，通過光電二極管控制引腳 S S3 的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經(jīng)過電流到頻率轉(zhuǎn)換器后輸出不同頻率的方波 (占空比是 50%)，不同的顏色和光強(qiáng)對應(yīng)不同頻率的方波；還可以通過輸出定標(biāo) 控制引腳 S0、 S1 選擇不同的輸出比例因子，對輸出頻率范圍進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需求。該傳感器的典型輸出頻率范圍從 2Hz~500kHz，用戶還可以通過兩個(gè)可編程引腳來選擇 100%、 20%或 2%的輸出比例因子，或電源關(guān)斷模式。這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光幅射的不均勻性，從而增加顏色識別的精確度；另一方面，相同顏色的16 個(gè)光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二 極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。這些二極管共分為四種類型。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道 10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要 A/D轉(zhuǎn)換電路，使電路變得更簡單。它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的 CMOS 電路上，同時(shí)在單一芯片上還集成了紅綠藍(lán) (RGB)三種濾光器，是業(yè)界第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的 RGB 彩色傳感器。 TCS230 傳感器引腳如圖 27 所示 圖 27 TCS230 顏色傳 感器 RGB 顏色傳感器介紹： TCS230 是美國 TAOS 公司生產(chǎn)的一種可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。 19 顏色傳感器 選用 TAOS 公司生產(chǎn)的，型號為 TCS230 顏色傳感器。5 μm ，因此他在精密小位移測量中受到青睞。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、 18 拉伸、壓縮、膨脹、變形等無不與長度有著密切聯(lián)系的量；這些量又都是通過長度或者長度比值進(jìn)行測量的量，而其測量方法的相互關(guān)系也很密切。通常把非電學(xué)量變 換成電學(xué)量的元件稱為變換器；根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為傳感器，而被測的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。本系統(tǒng)選用 E2KX8ME1 電容傳感器，接線圖可參考圖 25，原理圖如圖 26。當(dāng)物體移向接近開關(guān)時(shí)，物體和接近開關(guān)的介電常數(shù)發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。 17 電容傳感器 電容傳感器也屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器，是一種接近式開關(guān)。常用電感式傳感器有變間隙型、變面積型和螺管插鐵型。電感 式傳感器的特點(diǎn)是： ① 無活動(dòng)觸點(diǎn)、可靠度高、壽命長； ② 分辨率高； ③ 靈敏度高； ④ 線性度高、重復(fù)性好； ⑤ 測量范圍寬（測量范圍大時(shí)分辨率低）； ⑥ 無輸入時(shí)有零位輸出電壓，引起測量誤差； ⑦ 對激勵(lì)電源的頻率和幅值穩(wěn)定性要求較高； ⑧ 不適用于高頻動(dòng)態(tài)測量。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁