【正文】 （2）光電傳感器WS/WE100N1439 位置：位于料槽一與料槽三入口外側(cè)。（3）磁性傳感器DA73 位置：位于氣缸兩端。（4）電感傳感器LE41K 位置：機(jī)械手旋轉(zhuǎn)支柱下側(cè)旁。（5）電感式傳感器 位置：位于料槽一前、皮帶上方。（6）光纖傳感器 位置：位于料槽一與料槽二的皮帶傳輸?shù)闹虚g上方。當(dāng)光纖傳感器檢測到白色物料時(shí)為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)。（7）按鈕（7個(gè)） 控制系統(tǒng)的啟動(dòng)（綠色）、停止（紅色）、復(fù)位（黃色）；4個(gè)用于機(jī)械手的手動(dòng)控制。（2）電磁閥 通過PLC控制電磁閥來控制氣缸的動(dòng)作。（4）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 接受PLC的控制脈沖信號(hào)，正反轉(zhuǎn)信號(hào)，使能信號(hào)。 執(zhí)行電氣元件（1）推料氣缸 將工件推到存放料臺(tái)上，由單向電控氣閥控制[8]。（3）氣動(dòng)手爪 完成工件的抓取動(dòng)作，由雙向電控閥控制，手爪夾緊時(shí)磁性傳感器有信號(hào)輸出，磁性開關(guān)指示燈亮。（5）單桿氣缸 控制氣動(dòng)手爪的提升、下降，由雙向電控氣閥控制。（7）步進(jìn)電機(jī) 用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制，用與實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)。（9）三相異步電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，由變頻器控制。日本三菱可編程控制器分為F、FFFX0、FXFX0N、FX0S、FX2N、FX2NC等幾個(gè)系列，其中F系列是早期產(chǎn)品，現(xiàn)已停產(chǎn)。FX2N是三菱公司的近期產(chǎn)品，按疊裝式配置，是日本高性能小型機(jī)中的代表作[9]。（2）I/O點(diǎn)數(shù)要求：系統(tǒng)所需輸入點(diǎn)數(shù)為21點(diǎn)；系統(tǒng)所需輸出點(diǎn)數(shù)為16點(diǎn)。 確定PLC型號(hào)根據(jù)上述要求可暫定型號(hào)為：三菱FX2N64MT。但FX2N48MT的輸入點(diǎn)數(shù)能不能滿足系統(tǒng)要求，但也可選用擴(kuò)展模塊比如：FX2N8EX（輸入點(diǎn)為8的擴(kuò)展模塊）。3MD560細(xì)分型三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用直流1850V供電，適合驅(qū)動(dòng)相電流小于6A、外經(jīng)4286毫米的三相混合式步進(jìn)電機(jī)。高速時(shí)力矩也大大高于二相混合式步進(jìn)電機(jī)，定位精度高。廣泛適用于雕刻機(jī)、數(shù)控機(jī)床、切割機(jī)和繪圖儀等分辨率要求較高的設(shè)備上。電流設(shè)定細(xì)分設(shè)定 電流值(A) SW1 SW2 SW3 SW4 OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF ON OFF OFF ON ON OFF ON ON ON ON ON ON步數(shù)/圈 SW6 SW7 SW8 200 ON ON ON 400 OFF ON ON 500 ON OFF ON 1000 OFF OFF ON 2000 ON ON OFF 4000 OFF ON OFF 5000 ON OFF OFF 1000 OFF OFF OFF表43 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置序號(hào)SW1SW2SW3SW4SW5SW6SW7SW8開關(guān)狀態(tài)ONONONONOFFOFFOFFOFF（3） 脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算：在模擬系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)左右旋轉(zhuǎn)的角度為63176。所以PLC的Y0口產(chǎn)生脈沖數(shù)N為： 本章小結(jié)本章在確定了控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)步驟之后，詳細(xì)設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件部分，給出了I/O分配表、控制器接線圖，完成了PLC選型、步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)的主要工作，為產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 三菱編程軟件、模擬仿真軟件多年來，各PLC廠家都相繼開發(fā)了基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的圖示化編程軟件，例如西門子S7200系列可編程控制器使用的STEP7 Micro/WIN32編程軟件，三菱FX2N系列PLC使用的SWOPCFXGP/WINC編程軟件等。 三菱全系列PLC仿真調(diào)試軟件GX Simulator：（1）仿真軟件的功能就是將編寫好的程序在電腦中虛擬運(yùn)行，如果沒有編好的程序，是無法進(jìn)行仿真的。 　　（2）安裝好編程軟件和仿真軟件后，在桌面或者開始菜單中并沒有仿真軟件的圖標(biāo)。 程序設(shè)計(jì)思想本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)部分可分為三部分來進(jìn)行，上料機(jī)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，搬運(yùn)機(jī)械手程序設(shè)計(jì)，物料傳輸分揀程序設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)與半自動(dòng)控制，警示燈報(bào)警等控制要求，最后將三部分程序設(shè)計(jì)按要求整合起來完成整個(gè)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。（2）當(dāng)放料臺(tái)有物料時(shí)，推料氣缸保持伸出狀態(tài)，同時(shí)放料臺(tái)有物料是驅(qū)動(dòng)機(jī)械手程序的必備條件。在機(jī)械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移的時(shí)候，要注意上一個(gè)狀態(tài)的輸出有的必須要保持，比如手爪在夾緊工件后，在沒有送到入料口之前的所有狀態(tài)手爪都必須保持夾緊[14]。在機(jī)械手控制程序的編寫加入了計(jì)數(shù)器，機(jī)械手臂只能在基準(zhǔn)位置向右旋轉(zhuǎn)一次，從而保護(hù)手臂連續(xù)旋轉(zhuǎn)對(duì)手臂上氣管，電線的破壞。在傳輸?shù)倪^程中用電感傳感器對(duì)金屬物料進(jìn)行識(shí)別，用光纖傳感器對(duì)白色物料進(jìn)行識(shí)別，沒有被識(shí)別的就是黑色物料，這樣便對(duì)三種不同物料進(jìn)行了識(shí)別，配合相應(yīng)的動(dòng)作便可以實(shí)現(xiàn)著三種物料的分揀功能。物料分揀機(jī)構(gòu)程序梯形圖如圖57所示：圖57 物料分揀機(jī)構(gòu)梯形圖 系統(tǒng)控制總程序設(shè)計(jì)簡介上文對(duì)程序設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了簡要說明，分了三部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，在總體程序的設(shè)計(jì)就需要將前面三部分的設(shè)計(jì)思想結(jié)合起來。啟動(dòng)時(shí)用了輔助繼電器，并將啟動(dòng)與停止按鈕互鎖，這樣可直接實(shí)現(xiàn)上料機(jī)構(gòu)與傳輸分揀機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止、報(bào)警的控制。通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)進(jìn)行兩者的轉(zhuǎn)換調(diào)用，同時(shí)對(duì)步進(jìn)程序?qū)崿F(xiàn)直接停止，不必再等到執(zhí)行一個(gè)周期后才能停止。第六章 系統(tǒng)調(diào)試基于三菱FX2N型PLC控制物料分揀系統(tǒng)的調(diào)試分兩個(gè)調(diào)試過程進(jìn)行。在模擬調(diào)試完成后，方可進(jìn)行現(xiàn)場安裝調(diào)試，并進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，確定參數(shù)，完善程序，最后完成整個(gè)調(diào)試工作。將仿真軟件GX Simulator 6c安裝后就可直接在編程軟件中進(jìn)行程序的模擬調(diào)試及監(jiān)控。仿真調(diào)試時(shí)是否正常按預(yù)期效果運(yùn)行，若不是按預(yù)期效果輸出，再仔細(xì)檢查程序并修改后，再仿真調(diào)試。如圖61是程序調(diào)試及監(jiān)控的打開界面。（1）將X0按下系統(tǒng)啟動(dòng)，此時(shí)警示綠燈Y15亮，警示黃燈Y16閃爍，無料報(bào)警。X6復(fù)位，推料伸出傳感器X5被置位，放料臺(tái)光電開關(guān)X4檢測到物料也被置位。輸入輸出狀態(tài)見圖63。當(dāng)物料為金屬物料時(shí)，料槽一檢測傳感器置位，此時(shí)氣缸Y12動(dòng)作將物料推入料槽一。調(diào)試輸入輸出狀態(tài)見圖64。依照此法逐步對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試修改，直至滿足控制要求。如圖65所示為時(shí)序的樣板。 程序的現(xiàn)場調(diào)試 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)源于學(xué)校的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室，自動(dòng)控制部分可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。硬件部分按照電氣原理圖連接好，在接線過程中要?jiǎng)?wù)必認(rèn)真仔細(xì)，檢查主電路和控制電路確定無誤后，方可進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試過程：(1) 檢查連線，要逐點(diǎn)進(jìn)行，確保正確無誤。(3) 將調(diào)試好的程序傳輸?shù)娜釬X2N型PLC中。(5) 進(jìn)行系統(tǒng)半自動(dòng)調(diào)試。(7) 異常條件檢查，完成上述所有的調(diào)試工作，系統(tǒng)調(diào)試完成。設(shè)計(jì)材料分揀系統(tǒng)之前，閱讀了大量的資料和文獻(xiàn)，不但了解了自動(dòng)分揀系統(tǒng)發(fā)展的歷史，發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)用背景。實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，出現(xiàn)了不少難題：氣源于氣閥的氣壓不能實(shí)現(xiàn)精確調(diào)制，傳感器的容易受到外界因素的干擾，上位機(jī)與下位機(jī)通信不穩(wěn)定等問題。進(jìn)一步提高氣源氣壓的穩(wěn)定性，這樣可以提高氣閥的工作性能，為材料正常進(jìn)入、彈出傳送帶打下基礎(chǔ)。采用步進(jìn)電機(jī)以實(shí)現(xiàn)傳送帶速度的可控制性、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分揀效率的質(zhì)的提高。進(jìn)一步分析研究各種分揀系統(tǒng)地優(yōu)劣，提出材料分揀系統(tǒng)的綜合性能。 參考文獻(xiàn)[1] 王煜東，傳感器及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008年[2] 梁森，自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M] .北京機(jī)械工業(yè)出版社，2011年 [3] 周美蘭,忘岳宇, PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)[M].北京科學(xué)出版社，2003年 [4] 王永華, 現(xiàn)代電氣控制及PLC 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