【正文】 [1]（電工學(xué)Ⅱ）[M].北京：高等教育出版社，2010[2][M].北京：中國青年出版社，2006[3]++應(yīng)用開發(fā)案例教程[M].北京：清華大學(xué)版社，2005[4][M].北京：清華大學(xué)出版社，2003[5][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[6][M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005[7][J].，8期[8][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[9]駱艷潔 [J].,1期[10][J].科教導(dǎo)刊電子版（上旬）.2015,8期[11]鄧偉 [J].,3期[12][M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2009[13][J].，21期[14][D].成都：西南交通大學(xué)，2014[15][D].天津：河北工業(yè)大學(xué)，2010 致 謝本論文與畢業(yè)設(shè)計(jì)全部在老師的悉心指導(dǎo)下完成，從最開始的選題到最后的畢設(shè)完成與論文完稿，老師都給與了精心的講解與耐心的指導(dǎo)。讓我的繪圖、編程、動(dòng)手、綜合思維能力有了很高的提升；讓我提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程中的實(shí)際問題的能力；讓我提高了獨(dú)自完成課題，從資料文獻(xiàn)、動(dòng)手實(shí)踐、調(diào)試運(yùn)用學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的能力。對(duì)可視化界面的制作可以對(duì)分揀線的運(yùn)行、控制與運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的了解和掌控。3. 電控系統(tǒng)對(duì)PLC、傳感器、繼電器進(jìn)行合理完善的選型以及協(xié)調(diào)配合來實(shí)現(xiàn)最終控制功能并且對(duì)每個(gè)部件詳細(xì)了解以及功能掌控。本次全自動(dòng)氣動(dòng)分揀線畢業(yè)設(shè)計(jì)取得的成果：1. 對(duì)全自動(dòng)氣動(dòng)分揀線的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電控系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等各組成部分進(jìn)行了全面詳細(xì)的分析，選出了最為完善恰當(dāng)?shù)姆桨浮? 結(jié) 論經(jīng)過了將近100天的努力與奮斗，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成，成功設(shè)計(jì)并組建了一臺(tái)經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的全自動(dòng)氣動(dòng)分揀線。本流水線共有九個(gè)大的動(dòng)作部分，除了動(dòng)作二和動(dòng)作三兩個(gè)是互相關(guān)聯(lián)的，其他幾個(gè)動(dòng)作是完全可以獨(dú)立的，這也就可以使用多動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。在使用延時(shí)時(shí)，每次用完這個(gè)延時(shí)一定要關(guān)掉這個(gè)延時(shí)，不然下次程序在執(zhí)行到這延時(shí)就不起作用了。:=0。程序編寫是就按照分揀線動(dòng)作的邏輯順序進(jìn)行編寫。 程序的編寫與調(diào)試在程序編寫開始需要先有一個(gè)大概的思路，因?yàn)樾枰獙?shí)現(xiàn)分揀線的多動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行來提高分揀的效率，還要實(shí)現(xiàn)多個(gè)動(dòng)作之間的連續(xù)與銜接，并且在分揀的開始需要對(duì)每個(gè)動(dòng)作中的機(jī)械手氣缸進(jìn)行回零，或者在運(yùn)動(dòng)過程中遇到突發(fā)情況，如斷電，突然停止等等，在上電需要對(duì)分揀線進(jìn)行回零。這樣電腦上的軟件就可以成功與ＰＬＣ進(jìn)行連接。在這里會(huì)遇到問題那就是配置完成但是電腦與PLC仍連接不上，無法向PLC里面下載程序。然后在CanMaster欄下插入子元件RT133_1PL02_CAN，需要插入兩個(gè)此子元件，為PLC的兩個(gè)擴(kuò)展IO。 軟件PLC配置首先在編寫軟件之前需要在資源里對(duì)PLC配置進(jìn)行配置，在CPU欄下添加CPU的具體型號(hào)300 412—XCG02，PLC主控制器里面有48個(gè)IO接口，其中有24個(gè)為輸入接口，24個(gè)為輸出接口，需要對(duì)接口進(jìn)行命名配置在程序編寫時(shí)才可以應(yīng)用。 程序見附錄二167。ST語言為在C語言的基礎(chǔ)上開發(fā)，兩種語言均為使用頻率比較高的語言。由于本分揀線采用全氣動(dòng)，所以控制采用全I(xiàn)O，編寫的程序也是全邏輯控制，根據(jù)傳感器的輸入動(dòng)作是否到位或是下一步的運(yùn)行。 程序簡介 此程序使用softPro軟件進(jìn)行編寫，主要包括回零功能塊、每個(gè)動(dòng)作的程序、一個(gè)主控制程序以及與程序關(guān)聯(lián)的可視化界面。并且運(yùn)動(dòng)控制支持單軸和多軸配合運(yùn)行，同時(shí)還支持多軸插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，任意兩軸之間的線性插補(bǔ)、三軸之間的圓弧插補(bǔ)都可以通過SOFTPRO來完成。167。 支持遠(yuǎn)程維護(hù)和訪問 自由且豐富的HMI組態(tài)界面 ■ 豐富的圖庫可選，按鈕、開關(guān)、指示燈等等 ■ 支持趨勢圖和報(bào)警配置功能 ■ 強(qiáng)大的仿真模擬運(yùn)行功能 ■ 此外，Softpro軟件包中還包括諸如任務(wù)配置和輸入/輸出配置在內(nèi)的程序單元運(yùn)行環(huán)境編輯器。 編程語言Softpro軟件包中包括符合IEC611313標(biāo)準(zhǔn)的五種編程語言：即指令表語言（IL）、功能塊圖（FBD）/連續(xù)功能圖（CFC）、梯形圖（LD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、順序功能圖（SFC）， 常用的：ST語言、LD語言、SFC語言同時(shí)也可支持VC++開發(fā)語言編程。 強(qiáng)大的離線仿真調(diào)試工具。 支持實(shí)時(shí)時(shí)鐘，支持看門狗定時(shí)器； 內(nèi)置WEB服務(wù)器、OPC服務(wù)器； ■ 符合IEC611313國際標(biāo)準(zhǔn)，支持多種語言混合編程； ■167。 氣路圖 氣路圖第5章 Softpro軟件系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)167。2位5通電磁換向閥里面會(huì)有一個(gè)密閉腔，腔體上會(huì)有不同位置的通孔，每個(gè)孔連接不同的氣管，閥體兩端有電磁鐵，單向的一端為電磁鐵，另一端為彈簧，當(dāng)有控制信號(hào)時(shí)電磁線圈產(chǎn)生磁力吸引活塞移動(dòng)到那邊，單向電磁換向閥當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)彈簧會(huì)把閥體拉倒彈簧那端，從而控制不同孔的通斷，進(jìn)而控制氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng)方向來控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。此處用到的是方向控制閥——2位5通先導(dǎo)式電磁換向閥，分為單向和雙向兩種。HVE2120D24 5通先導(dǎo)式電磁閥控制氣缸的動(dòng)作方向HVE2220D24 5通先導(dǎo)式電磁閥控制氣缸的動(dòng)作方向UVC基本型真空發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)壓使吸盤吸取小球MSB系列標(biāo)準(zhǔn)氣缸用于升球和控制球門開關(guān)等簡單的直線運(yùn)動(dòng)TGＪＸＱ系列雙缸氣缸用于機(jī)械手上下、前后、左右運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行缸，雙倍出力TDＧＤ系列帶導(dǎo)桿氣缸用于機(jī)械手上下、前后、左右運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行缸TGＧＳＢ系列帶導(dǎo)桿氣缸用于機(jī)械手上下、前后、左右運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行缸，行程短TGGPBH系列滑臺(tái)氣缸用于機(jī)械手前后、左右運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行缸TDGPE系列帶導(dǎo)軌滑臺(tái)氣缸用于機(jī)械手前后、左右運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行缸TDMKQ型回轉(zhuǎn)擺動(dòng)氣缸用于機(jī)械手回轉(zhuǎn)擺動(dòng)的執(zhí)行缸TDHRY氣壓分度盤8工位定角度轉(zhuǎn)動(dòng)SHNKS回轉(zhuǎn)夾緊氣缸90度回轉(zhuǎn)TA167。 氣動(dòng)元件表41 氣動(dòng)元件表氣動(dòng)元件功能說明磁性開關(guān)氣壓泵為各氣路元件提供動(dòng)力滑動(dòng)泄氣閥可以手動(dòng)排掉氣路中的空氣二聯(lián)式空氣組合元件過濾減壓閥：過濾壓縮空氣中的水分及雜質(zhì)，減壓、穩(wěn)壓，提高執(zhí)行元件動(dòng)作的準(zhǔn)確度。 (214)因此： (415)齒輪的分度圓直徑，嚙合角，則其基圓半徑為： (416)所需的推力：(417)則，施加在活塞上的理論推力為： (418)將密封、摩擦等因素綜合考慮為載荷率η=，則應(yīng)當(dāng)施加在活塞上的實(shí)際推力為： (419)活塞的面積為： (420)推算出氣缸直徑： (421)查閱HITOP產(chǎn)品目錄選擇的MKQ16型回轉(zhuǎn)擺動(dòng)氣缸?；剞D(zhuǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)力矩可以按下式計(jì)算： (49)式中：—回轉(zhuǎn)所需的驅(qū)動(dòng)力矩（）—慣性力矩（）—?dú)飧邹D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)活塞、密封墊圈等密封裝置部分產(chǎn)生的摩擦力矩（）設(shè)起動(dòng)過程為等加速運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分的角速度為ω，起動(dòng)時(shí)間為t，則有： (410)式中：—轉(zhuǎn)動(dòng)部件中中心與旋轉(zhuǎn)軸重合部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。167。結(jié)合實(shí)際，代入得： (48)圓整后得：氣缸的缸徑D=10mm。考慮到本課題的實(shí)際情況。以上因素可以用載荷率計(jì)入公式，則單個(gè)活塞的靜推力F為： (45)計(jì)入載荷率就能保證氣缸工作的動(dòng)態(tài)特性，若氣缸的動(dòng)態(tài)參數(shù)較高，且工作頻率高，其載荷率一般取=~，速度較高時(shí)取小值，速度低時(shí)取大值。）活塞桿上輸出力和缸徑計(jì)算設(shè)氣缸為勻速運(yùn)動(dòng)，在活塞桿向上提升球料時(shí)所需的力最大，因此缸徑的計(jì)算就以此為依據(jù)，在理想狀態(tài)下氣缸所需的推力就是球料和氣動(dòng)手指的重力，氣動(dòng)手指的重量按與其總尺寸相等的實(shí)心材料計(jì)算，則其重量約為2kg，因此氣缸所需的推力為F=40N。 雙活塞桿氣缸的選型一般氣缸的選型包括以下步驟：根據(jù)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求和結(jié)構(gòu)選擇氣缸的類型及安裝方式；根據(jù)工作機(jī)構(gòu)載荷及速度要求計(jì)算氣缸直徑，算出的直徑應(yīng)參照選型手冊(cè)圓整為標(biāo)準(zhǔn)缸徑；由氣缸直徑及工作壓力計(jì)算和選擇缸筒壁厚，計(jì)算活塞桿直徑（圓整）；根據(jù)工作要求和缸的類型確定氣缸的各部分結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求等；進(jìn)行緩沖以及耗氣量等計(jì)算。計(jì)算后得出：夾緊力： (42)所需要的力為計(jì)算值的兩倍： (43)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇HITOP公司的MHC40系列平行氣動(dòng)手指?？紤]到搬運(yùn)球料所需的精度要求不高，對(duì)球料的定位使用帶有圓弧槽的手指，氣動(dòng)手指規(guī)格中的一個(gè)重要參數(shù)是手指能抓取的最大抓取重量，本系統(tǒng)中的工件重量較輕，查閱機(jī)械手冊(cè)并結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)選取的球的材料為鋼，球重約2kg,直徑為6cm，手指行程為30mm，材料為聚四氟乙烯，查得二者的摩擦系數(shù)約為=。要注意工件的運(yùn)動(dòng)方向，尤其是在加速度情況下。氣爪不應(yīng)在侵蝕介質(zhì)、焊接火花、研磨粉塵的場合下使用。夾頭安裝氣爪時(shí)，應(yīng)使用定位銷。 氣缸的選擇167。 電控元件 表31 電控元件表器件代號(hào)數(shù)量功能說明SOFTLINK IDEABOXmini控制器1進(jìn)行過程控制和動(dòng)作控制SoftLink CANopen現(xiàn)場總線遠(yuǎn)程I/O2對(duì)PLC的I/O進(jìn)行擴(kuò)展24V開關(guān)電源1給除照明以外的所有回路供電12V開關(guān)電源1對(duì)照明電路進(jìn)行供電光電傳感器1用于識(shí)別小球是否到位、辨別小球顏色繼電器24用于共陽傳感器到共陰PLC之間的轉(zhuǎn)換三相電源插座1對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行供電熔斷器1用于保護(hù)電路，防止短路對(duì)設(shè)備損壞接線端子24用于線路之間的轉(zhuǎn)換以及接口的擴(kuò)展24V風(fēng)扇1對(duì)電路進(jìn)行散熱照明燈用于照明電線用于供電和信號(hào)的傳遞線槽安放電線167。 擴(kuò)展IO167。本設(shè)備選用的CAPopen遠(yuǎn)程I/O RT1331PL02CAN是16路數(shù)字量輸入和16路數(shù)字量輸出模塊。CANopen采用雙線串行通信方式，一個(gè)CANopen網(wǎng)絡(luò)上最多允許127臺(tái)設(shè)備,最大傳輸速率1Mbps/40米，最大傳輸距離10000米/5kbps。針對(duì)個(gè)別設(shè)備的子協(xié)定以CiAAutomaion）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的起草及審核工作，基本的CANopen設(shè)備及通訊子協(xié)定定義在CiA由CiA（CAN SOFTLINK IDEABOX mini控制器167。 ①采用X86構(gòu)架核心處理器，掃描周期1；②可擴(kuò)展16個(gè)本地I/O模塊，包括開關(guān)量、模擬量、通訊模塊、功能模塊；③支持CANOpen總線、TCP/IP、RS485/RS32ModbusTC