泸州职业技术学院
毕业设计（文）
文题目：物料分拣装置系统设计
系 ： 机械工程系
专 业： 机电体化技术
班 级： 15级机电xx班
学 号： 15227xxx
学生姓名： xxx
指导教师： xxx
泸州职业技术学院机械工程系
二0八年六月
目 录
第1章 绪 2
11研究背景 2
12 研究目意义 2
第2章 物料分拣装置总体设计 4
21 分拣系统控制方式 4
22 系统组成部分 4
221 系统控制部分 4
222 系统执行部分 5
24 系统设计求 5
241 系统技术求 5
242 功求 6
243 系统控制求 6
第3章 控制系统硬件设计 7
31 系统硬件结构 7
32 PLC选型 7
33 检测元件（传感器）选择 9
331 传送模块电感式传感器选择 9
332 放料模块电容式传感器选择 10
333 传送模块光电传感器选择 12
34执行装置选择 14
341圆形直线气缸 14
342六棱柱直线气缸 15
343气爪 15
344旋转气缸 16
345电机 17
第4章 系统软件设计 18
41 机械手功求 18
42 传送台功求 20
第5章 控制系统调试 22
51 硬件调试 22
511 电感传感器调试 22
512 电容传感器调试 22
513 光电式传感器调试 23
514 磁性开关调试 23
52 软件调试 24
521 机械手程序 24
522 分拣部分程序 26
533程序灯程序 29
结 31
致谢 32
参考文献 33
附录1 电气图 34
附录2 机械零件图 45
附件3 气动回路图 65
附件4 元件清单 66
摘
动分拣系统指够识物料属性物料进行分拣动装置动分拣系统运电商邮局物流配送中心采矿港口码头仓库等领域分拣系统够效提高生产效益
系统放料台部分机械手搬运部分传送分拣三部分组成系统通PLC控制完成机械手抓取物料物料放料台抓取传送台通PLC控制电机正反转带动传送带运行实现物料传送电感式传感器光纤传感器检测物料属性颜色分拣功通气缸推送物料实现分类入库整系统传感器钮执行机构状态通信号灯实时显示
系统调试实现机械手物料抓取搬运完成传送带传送物料物料识分拣
关键词PLC分拣装置控制系统传感器
第1章 绪
11研究背景
着社会断发展市场竞争越越激烈生产企业迫切需改进生产技术提高生产效率尤需进行物料分拣企业直采工分拣方法致生产效率低生产成高企业竞争力差物料动分拣已成企业佳选择
机械手动分拣装置时种高速动化生产线金属非金属动分拣设备工作流程物料盘负责输送物料旦物料进入准备状态气动机械手搬运机构然机械手快速定位物料正方降抓取物料提升释放指定位置物料释放传送装置联动根金属非金属黑白颜色特点进行分拣机械手迅速返回等轮分拣抓取利PLC功特点设计出款物料分拣装置机电体化系统
12 研究目意义
研究该系统目动化搬运分拣物料代工进行物料搬运分拣动控制工分拣相动分拣工速度更快精度更高更加节约成力资源
编程序控制器（PLC）现已综合计算机技术传感器技术动化控制技术网络通信技术功越越强PLC控制动分拣装置着广阔应前景节省量劳动力提高生产率促进现代工业发展现代化国家工业生产中缺重生产支柱工业控制中控制系统
该系统基控制PLC物料搬运分拣系统设计包括编程序控制部分传感器检测部分电动机控制部分气动控制部分该系统讲动化技术传感器检测技术电机拖动技术融合济发展中起着关键性作年动控制搬运分拣领域已发生着日新月异变化未升级更新接踵种先进技术已应工业生产中已取成绩终结果继续前发展
着社会断发展市场济竞争更加激烈生产行业迫切希改进生产技术设计出更加先进合理生产模式提高生产效率样需进行材料搬运分拣行业直采工分拣方法工分拣生产方式企业生产效率低生产成工成高利润空间狭企业良性竞争力差改变现生产方式必须面材料动搬运分拣系统装置已成现代企业生产必然选择动化生产必代传统生产方式
第2章 物料分拣装置总体设计
PLC控制分拣装置涵盖PLC控制技术气动技术电机拖动技术传感器技术位置控制技术等容实际工业现场生产设备缩模型章介绍分拣装置工艺程控制求
想PLC控制系统进行相关设计首先必须控制单元进行调查搞清楚控制单元工艺程工作特点预想目明确该系统控制求工作阶段特点阶段间转换条件必须分离工作站联系起形成统整体
21 系统组成部分
该系统电气柜控制部分外部台执行部分两部分组成
211 系统控制部分
系统控制部分电气柜台控制盒两部分组成电气柜电路分回路控制回路回路电气元件包含旋钮开关五线插头RCD漏电保护器直流电源模块10A断路器2直流继电器控制回路6A断路器4A断路器西门子PLC1200
212 系统执行部分
该系统采基PLC控制实现关物料搬运分拣两部分组成设计方案物料搬运系统旋转气缸双作伸缩气缸气爪机械部分组成物料分拣控制系统组成传感器传送台电机传送带分拣气缸机械部分等组成
第电容式传感器检测放料台物体时料传感器（电容式传感器）输出信号PLCPLC控制阀机械手动作物料放料台搬运传送带传送台传送台处传感器检测物料时输出信号PLC传送带开始运转第物料传感器电感传感器检测出物料铁质物料时反馈信号送PLCPLC控制气动阀动作选出该物料第二物料传感器电容传感器检测出物料铝质物料时反馈信号送PLCPLC控制气动阀动作选出该物料第三物料传感器颜色传感器检测出物料颜色检测颜色时PLC控制气动阀动作选出该物料
白色黑色
装置采PLC作控制系统存输入输出响应滞现象滞现象指PLC外部输入信号发生变化时刻起控制关外部输出信号发生变化时刻间间隔然定延迟影响分拣系统装置工作PLC延迟时间十毫秒分拣系统装置起什影响完全忽略设计研究分拣系统装置进行三种物料分拣
保护导线电流：等35mA
22 系统设计求
系统设计求包括功求控制求布局求美观求进行设计前首先应分析控制象求
221 系统技术求
输入电压：AC220V（带保护三芯插座）
消耗功率：250W
环境温度范围：5～40℃
气源：02MPa06Mpa
防护等级：IP54
保护等级：接保护
保护系统：TNS系统
绝缘电阻：等05MΩ
保护导线电阻：等003Ω
222 功求
材料分拣装置应实现基功
（1） 分拣出金属非金属
（2） 分拣某颜色块
（3） 分拣出金属中某颜色块
（4） 分拣出非金属中某颜色块
（5）分拣出金属中某颜色块非金属中某颜色块
223 系统控制方式求
然物料搬运分拣系统装置现已开始现代工业生产中实际应中开始发挥作着科学技术断更新发展动搬运分拣系统断完善中分拣系统装置种系统控制方式分继电器控制系统计算机控制系统PLC控制等系统十年继电器控制系统直工业发展起巨作目前然工业中量应继续发挥着作然控制性身功已法满足适应现代工业生产控制求发展然计算机控制系统着十分强计算数处理分析力计算速度运行速度快方面没PLC控制系统功强系统设计中选择PLC控制动搬运分拣系统装置
该系统系统中开始钮PLC发出信号控制机械手物料进行搬运物料放料台运转传送台利检测传感器测物料进行检测分类测物料搬运装置（机械手）送入传送带传送台次接受传感器检测果某种传感器检测信号通相应气动装置推入相应仓库否传送台继续前运行控制求9 方面：
（1） 系统电气动压力传感器0B0达预设值旋开急停钮S0气动压力开启钮S1阀接通复位钮系统复位然开始钮电容式传感器0B1放料台检测物料机械手动作
（2）电机运行带动传输带传送物体前运行
（3）电感传感器检测铁物料时推汽缸4 动作
（4）颜色传感器检测材料白颜色时推汽缸5动作
（5）颜色传感器检测材料白颜色时推汽缸6动作
（6）气缸运行动作限位开关保护
（7）物料送相应料仓传送台回初始位置进行第二物料搬运
第3章 控制系统硬件设计
31 系统硬件结构
该系统中三模块分放料模块传送模块分拣模块放料模块需分拣物料进行存放中放料台滑道物料滑放料台指定位置等机械手抓取传送模块放料台物料搬运传送台起搬运作分拣模块传送台物料进行分类送相应仓库然三关联模块组成统结合体图31示
图31 材料分拣装置实物图
32 PLC选型
该动搬运分拣系统中关键技术分析控制系统求必须确定输入输出点位数确定IO点数确定IO点数选择PLC型号然进行IO分配
根控制求输入应该7开关信号8传感器信号包括1压力传感器1电感传感器3电容传感器1颜色传感器2漫反射式光电传感器机械手部分6磁性开关传送分拣部分 6 气缸运动位置信号汽缸动作限位回位限位计
6信号输出包括控制电动机正反转运行2继电器控制盒8灯信号灯柱三灯1阀6控制汽缸动作电磁阀需I O 点28中27 输入26输出
根面确定I O 点数该材料分拣装置控制方式开关量控制选择般型设备满足控制求系统选西门子公司S71200系列CPU类型6ES7 2151AG400XB014输入点10输出点2IO输入输出模块型号DI 16DQ 16×24VDC符合系统输入输出数求
根选择PLC型号系统中PLC输入输出端子进行分配表1示
表1 材料分拣装置PLC 输入输出端子分配表
序号
输入
信号
钮开关
名称
符号
址
1
急停钮
S0
I00
2
气动压力开启钮
S1
I01
3
复位钮
S2
I02
4
开始钮
S3
I03
5
手动切换
S4
I04
6
机械手台启动
S5
I05
7
传送台启动
S6
I06
8
传感器
气动压力启动
0B0
I07
9
料仓检测物料
0B1
I10
10
传送台电容式
0B2
I11
11
传送台电感式
0B3
I12
12
传送台颜色传感器
0B4
I13
13
位置检测传感器1
0B5
I14
14
位置检测传感器2
0B6
I15
15
位置检测传感器3
0B7
I20
16
旋转气缸左位行程开关
1B1
I21
17
旋转气缸右位行程开关
1B2
I22
18
机械手气缸伸出位
2B1
I23
19
机械手气缸缩回位
2B2
I24
20
气爪张开位
3B1
I25
21
气爪缩回位
3B2
I26
22
金属气缸伸出位
4B1
I27
23
金属气缸缩回位
4B2
I30
24
白色气缸伸出位
5B1
I31
25
白色气缸缩回位
5B2
I32
26
黑色气缸伸出位
6B1
I33
27
黑色气缸缩回位
6B2
I34
1
输出信号
灯
气动压力开启钮灯
P0
Q00
2
复位钮灯
P1
Q01
3
开始钮灯
P2
Q02
4
机械手运行开始灯
P3
Q03
5
传送带运行开始灯
P4
Q04
6
机械手运行灯
P5
Q05
7
传送台运行灯
P6
Q06
8
气动压力灯
P7
Q07
9
警示灯红色
P31
Q35
10
警示灯绿色
P32
Q36
11
警示灯白色
P33
Q37
12
阀
阀
0M1
Q10
13
旋转气缸左旋
1M1
Q11
14
旋转气缸右旋
1M2
Q20
15
升降气缸升
2M1
Q21
16
升降气缸降
2M2
Q22
17
气爪张开
3M1
Q23
18
气爪收缩
3M2
Q24
19
金属气缸伸出
4M1
Q25
20
金属气缸缩回
4M2
Q26
21
白色气缸伸出
5M1
Q27
22
白色气缸缩回
5M2
Q30
23
黑色气缸伸出
6M1
Q31
24
黑色气缸缩回
6M2
Q32
25
电机
电机正转
M11
Q33
26
电机反转
M12
Q34
33 检测元件传感器选择
系统中传感器选择原理接线方式作简介绍
331 传送模块电感式传感器选择
传送台物料区分首先分拣金属物料必须金属非金属材质物料区分开选电感式传感器金属物料接电感式传感时方信号电感式传感器原理接线介绍
电感式传感器属开关量输出位置传感器检测金属物体LC 高频振荡器放处理电路组成利金属物体接产生电磁场振荡感应头时物体部产生涡流涡流反作接开关接开关振荡力衰减部电路参数发生变化识出金属物体接进控制开关通断系统选电感传感器接线图图32原理图图33
图32 三线常开式电感传感器接线图
图33 电感传感器工作原理图
电感传感器介绍： 铁心线圈构成直线角位移变化转换线圈电感量变化传感器称电感式位移传感器种传感器线圈匝数材料导磁系数定电感量变化位移输入量导致线圈磁路尺寸变化引起相关变化线圈接入测量电路接通激励电源时获正位移输入量电压电流输出
电感式传感器特点：①活动触点度高寿命长②分辨率高③灵敏度高④线性度高重复性⑤测量范围宽（测量范围时分辨率低）⑥输入时零位输出电压引起测量误差⑦激励电源频率幅值稳定性求较高⑧适高频动态测量电感式传感器位移测量转换成位移变化机械量（力张力压力压差加速度振动应变流量厚度液位重转矩等）测量常电感式传感器变间隙型变面积型螺插铁型实际应中三种传感器制成差动式便提高线性度减电磁吸力造成附加误差
332 放料模块电容式传感器选择
放料台需检测物料方机械手动作抓取物料放料模块处物料仓库该处物料金属非金属物料该处传感器选电容式传感器电容式传感器检测金属检测非金属物料电容式传感器原理介绍接线方式介绍
电容传感器属具开关量输出位置传感器种接式开关 测量头通常构成电容器极板极板测物体身物体移接开关时物体接开关介电常数发生变化测量头相连电路状态发生变化便控制开关接通关断接线图图34原理图图35
图34 电容传感器接线图
图35 电容传感器工作原理图
电容传感器介绍：电测法测量非电学量时首先必须测非电学量转换电学量输入通常非电学量变换成电学量元件称变换器根非电学量特点设计成关转换装置称传感器测力学量（位移力速度等）转换成电容变化传感器称电容传感器量转换角度言电容变换器源变换器需测力学量转换成电压电流进行放处理力学量中线位移角位移间隔距离厚度拉伸压缩膨胀变形等长度着密切联系量量通长度者长度值进行测量量测量方法相互关系密切
述力学量尤缓慢变化微量测量般说采电容式传感器进行检测较适宜类传感器具突出优点：
(1) 测量范围相变化率超100
(2) 灵敏度高率变压器电桥测量相变化量达107数量级
(3) 动态响应快动质量固频率高高频特性适宜动态测量静态测量
(4)稳定性电容器极板金属材料极板间衬物机材料空气玻璃陶瓷石英等高温低温强磁场强辐射长期工作尤解决高温高压环境检测难题
333 传送模块光电传感器选择
传送分拣部分时电感传感器检测已金属物料分拣相应料仓中现剩物料进行颜色识分拣需光纤传感器物料颜色进行识该系统中选光线黑白识传感器放器灵敏度调制白色物料信号黑色物料信号物料颜色进行识光纤传感器原理介绍实物图展示
光电传感器种型电子设备检测出接收光强变化检测物体光电传感器种金属圆柱形设备发射器带校准镜头光聚焦射接收器接收器出电缆套装置接真空放器金属圆筒白炽灯做光源坚固白炽灯传感器天光电传感器雏形系统选光电传感器型号YIBOHNB PRS310 接线图图36示实物图图37示中负载接PLC输入信号
图36 光电传感器接线图
图37 光电传感器实物图
光电传感器介绍：光电传感器指够见光转换成某种电量传感器光电传感器采光电元件作检测元件首先测量变化转变信号变化然助光电元件进步光信号转换成电信号光电传感器般光源光学通路光电元件3部分组成光电传感器光信号转换电信号光敏器件检测直接引起光强变化非电量检测转换成光量变化非电量光电检测方法具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样体积
光纤传感器配套光纤放器放器接受外部光信号进行光电模拟量处理检测物料距离颜色调整通调节放器检测物料距离调远调黑色白色进行颜色识面板图图37示
图38 放器调节示意图
34执行装置选择
该系统中直线气缸旋转气缸气爪直流电机等执行机构技术参数说明简介绍
341圆形直线气缸
该系统中气缸直线双作气缸该类型气缸进行物料推送物料推送相应料仓气缸SMC公司生产气缸实物图图39示
图39 直线气缸
根系统中选择气缸列举关该气缸技术参数表2示
表2 气缸技术参数
缸径（mm）
20
25
32
40
50
63
80
100
动作方式
双作
流体
空气
高压力
07MPa
低压力
01MPa
环境流体温度
磁性开关：1070℃（未冻结）
带磁性开关：1060℃（未冻结）
活塞速度
50100mms
缓
橡胶缓
润滑
342六棱柱直线气缸
机械手竖直方气缸防止气缸伸出时角度旋转直线圆形气缸选时六棱柱直线气缸样机械手伸出时气爪准确抓取物料该系统中选SMC公司生产气缸型号CDM2KB1575C73气缸实物图图310示
图310 六棱柱直线气缸实物图
343气爪
该系统中选SMC公司生产MHZ2100型号气爪该气爪具灵活变反应速度快适合种工作环境工作求中实物图图311示
图311 气爪实物图
根系统中选择气爪列举关该气爪技术参数表3示
表3 气爪参数
缸径(mm)
6
10
16
20
25
32
40
流体
空气
压力范围（MPa）
双作
01507
0207
0107
0107
单作
0307
03507
02507
02507
环境液体温度
1060℃
重复精度
001mm
002mm
高频率（cmp）
180(MHZL2系列120)
60
润滑
动作方式
双作单作
磁性开关
触点磁性开关（MHZA2MHZAJ2带磁性开关）
接口径
M3×05
M5×08
344旋转气缸
该系统中需机械手旋转90°物料放料台搬运传送台选旋转角度90°旋转气缸该气缸具精度高适应性强稳定性高价格低旋转气缸实物图图312示
图312 旋转气缸
根系统中选择旋转气缸列举关该旋转气缸技术参数表4示
表4 旋转气缸技术参数
缸径（mm）
10
15
20
30
40
流体
空气（供油）
高压力MPa
07
10
低压力MPa
02
015
环境流体温度℃
560
转速调范围（S90°）
00303 00403 00705
允许动
（J）
单
叶
片
缓垫
000015
000025
00004
0015
003
缓垫
0001
0003
002
004
双叶片
00003
00012
00033
002
004
允许轴负载
横
15
15
25
30
60
轴
10
10
20
25
40
角度调整单元角度调范围
单叶片
0230°
0240°
0230°
双叶片
090°
345电机
该系统中转送带实现正反转直流电机该电机型号JS42GA775F电机配套联轴器电机传送带提供动力电机转动带 动传送带物料前移动该系统低转速选型直流减速电机具低速高扭矩转速稳定噪音低耗等优点图313示
图313 直流电机
第4章 系统软件设计
放料台物料存时机械手动作物料抓传送台传送台传送带带动运行传感器方检测物料颜色材质（金属非金属）检测完毕传送台继续运行根检测结果颜色材质物料分传送相应仓库送料完毕传送带返回等继续工作
41 机械手功求
开关处off状态时压力传感器0B0检测气压信号电容式传感器0B1放料台处检测物料时气动压力开始钮S1阀0M1接通复位钮S2系统复位磁性开关1B22B2信号时然开始钮S3机械手动作升降气缸2M伸出伸出位磁性开关2B13B1检测信号延时2S气爪抓取物料气爪抓取物料磁性开关3B2检测信号延时2S延时时间升降气缸2M缩回磁性开关2B1检测信号延时2S延时时间旋转气缸1M左旋
磁性开关1B12B1检测信号时延时2S延时时间升降气缸2M伸出磁性开关1B12B2检测信号时延时2S延时时间气爪3M张开磁性开关1B12B13B1检测信号时延时2S延时时间升降气缸2M缩回磁性开关1B12B23B1检测信号时2S旋转气缸1M右旋回初始位置传送台完成相应物料分拣传送台回初始位置延时2S机械手继续动作进行循环
根机械手功分析功求画出机械手流程图图41示
图41 机械手流程图
42 传送台功求
电容式传感器0B2检测传送台物料机械手处右位时传送带正转开启电感式传感器0B3检测金属物料时传送台达金属气缸前端时电机正转停止磁性开关4B1检测信号延时2S金属气缸4M伸出气缸伸出位磁性开关4B2检测信号延时2S气缸4M缩回2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣
电感式传感器未检测信号颜色传感器0B5检测信号时判断该物料白色非金属物料电机正转位置检测传感器0B6检测信号时延时定时间电机停传送台停白色气缸5M前端位置磁性开关5B1检测信号延时2S气缸5M伸出伸出位磁性开关5B2检测信号延时2S气缸5M缩回延时2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣
电感式传感器未检测信号颜色传感器0B5未检测信号时判断该物料黑色非金属物料电机正转位置检测传感器0B7检测信号时延时定时间电机停传送台停黑色气缸6M前端位置磁性开关5B1检测信号延时2S气缸6M伸出伸出位磁性开关6B2检测信号延时2S气缸6M缩回延时2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣物料分拣整体程
根分拣部分功分析功求画出流程图图42示
图42 分拣部分流程图
第5章 控制系统调试
PLC软硬件设计完成应该进行调试工作程序设计程中难免会疏漏方PLC现场设备相连前必需进行软件方面测试排程序错误时整体调试做准备缩短整体调试时间外硬件电磁阀传感器等前必须事先调试合适位置
51 硬件调试
511 电感传感器调试
电感传感器方传送台放置铁质物料调整传感器两螺母传感器移动恰传感器端指示灯发光该高度传感器铁质材料检测点图51示
图51 电感式传感器调试图片
512 电容传感器调试
电容传感器方传送台放置铝质料块调整传感器两螺母传感器移动调节传感器方调节螺母改变电容式传感器检测范围恰传感器端指示灯发光该高度传感器铝质材料检测点图52示
图52 电容式传感器调试图片
513 光电式传感器调试
通电状态颜色传感器方传送带放置带某颜色料块调节传感器电位器观察窗口中红绿（蓝）指示灯两灯恰时发光时该灵敏点料块颜色检测点（注：时针旋转检测色温低端移动否反）图53示
图53 光纤传感器调试图片
514 磁性开关调试
调节气缸磁性开关位置气缸伸出缩回位置时磁性开关否信号红灯亮表示磁性开关检测信号红灯亮表示位检测信号继续调节磁性开关位置直红灯亮图54示
图54 磁性开关调试图片
52 软件调试
编写梯形图程序进行编译通位机连接电缆程序载PLC中刚编程序难免会出现避免缺陷错误时发现消程序中错误减少系统现场调试工作量确保系统种正常异常情况时作出正确响应需进行离线测试PLC输出接设备控制求指定输入端输入信号观察输出指示灯状态输出符合求查找原
排解决
521 机械手程序
机械手右旋
机械手升降气缸伸出
机械手升降气缸缩回
机械手气爪张开
机械手气爪闭合
机械手旋转气缸左旋
522 分拣部分程序
电机正转
电机反转
循环程序
金属气缸伸出
金属气缸缩回
颜色传感器检测信号
白色物料气缸伸出
白色物料气缸缩回
黑色物料气缸伸出
黑色物料气缸缩回
533程序灯程序
阀程序
灯程序
结
系统通调试实现机械手抓取物料物料放料台抓取传送台通PLC控制电机正反转带动传送带运行实现物料传送电感式传感器光纤传感器检测物料属性颜色准确识通PLC控制分拣系统气缸推送物料正确分类入库整系统传感器钮执行机构状态通信号灯实时显示
系统采编程控制器PLC 进行控制连续批量分拣物料分拣误差率低降低劳动强度显著提高劳动生产效率该系统采标准化模块化设计具系统布局灵活维护检修方便等特点系统中基达预期目标足处放料台处滑道物料准确送指定位置需加修改完善
致谢
通段时间忙碌毕业文接尾声特感谢李老师周老师李老师断指点通种渠道搜集资料图书馆者网络搜索相关资料书籍等搜集堆毕业文设计相关资料老师指导摒弃关紧容保留参考价值资料作备
接着便开始写文收集资料进行整理分析完成初稿老师检查发现文中漏洞足处终反复修改完成篇毕业文终发现干件事非简单敷衍事万万事情认真思考思想完成务
里首先感谢指导老师承蒙老师精心指导然工作繁忙抽出时间予帮助文选题文写作程予真诚鼓励中肯建议指导
紧接着感谢学陪起学成长福享难利完成次文设计里仅句话表明法言语心情：感谢
感谢学校继续学继续充实机会学方
参考文献
[1] 张桂香电气控制PLC应[M]化学工业出版社2006年
[2] 张运波 工厂电气控制技术[M]化学工业出版社2001年
[3] 余雷声 电气控制PLC应[M]化学工业出版社2001年
[4] 张泽荣 编程控制器原理应[M]化学工业出版社2002年
[5] 巢文远 PLC操作技[M]中国劳动社会保障出版社2003年
[6] 海伯勒˙格雷戈尔 机电体化图表手册[M]湖南科学技术出版社2010年
[7]乌尔里希˙菲舍尔简明机械手册[M]湖南科学技术出版社2010年
附录1 电气图
附录2 机械零件图
附件3 气动回路图
附件4 元件清单
序号
名称
型号
数
1
工业铝型材流水线型材工作台铝型材（欧标）（加工配装饰盖板）
2080（602米根)34
3
2
2020（602米根)25
3
4
铝合金螺母紧固件铝型材角件配套铝型材配件型材连接件法兰螺母
2020型材螺母
干
5
4040型材螺母
干
6
动化框架配件工业铝型材螺丝机铝框架连接件T型螺栓
2020型材T型螺栓
干
7
4040型材T型螺栓
干
8
铝型材连接件
2020型材角码
干
9
4040型材角码
干
10
堵头装饰盖铝型材盖板盖板封口封头工业铝型材配件塑料件 2020
20*20
干
11
工业铝合金型材配件 脚轮 75D 轮子3寸 板支撑万轮水调节轮
4
12
铝块
厚10mm宽70mm（统长1M）
5
13
铝块
厚30mm宽30mm(统长1M)
3
14
薄铝片1220*2440（厚2mm）
薄铝片1220*2440（厚2mm）
5
15
CPU 1215C DCDCDC
6ES7 2151AG400XB0
1
16
DI 16DQ 16×24VDC
6ES7 2231BL320XB0
2
17
气缸底座(10位)
2
18
3位5通换阀
24 V DC
6
19
2位3通换阀
24 V DC
1
20
调压力控制阀（带数显）
AR400006
1
21
手动开关阀
1
22
直线双作气缸
气缸直径10mm程：30mm
3
23
气缸直径10mm程：75mm
1
24
旋转气缸
气缸直径10mm摆动角度90°
1
25
气爪
行开闭型手指2缸径10mm双作
1
26
三通接头
直径6mm
6
27
气动气（200M卷）
4mm
5
28
气动气（200m卷）
6mm
5
29
压力开关
＜6巴24 V DC数显
1
30
接开关(机械式)
24 V DC PNP型输出
2
31
检测白黑三色
24 V DCPNP型输出
1
32
电感式传感器
24 V DCPNP型输出
1
33
电容式传感器
24 V DCPNP型输出
2
34
负载断路开关
3极约25A
1
35
接触器
24 V DC
1
36
发动机保护开关
3×011016A
1
37
断路器
B 10 A1极
1
38
B 6 A1极
1
39
C 4 A1极
1
40
障电流保护开关
16A10mA2极A型
1
41
20芯线缆（05mm²）
25m根
2
42
40芯线缆（05mm²）
25m根
1
43
5芯电缆(25mm²)
25m根
1
44
带灯钮
1常开红色24 V
1
45
1常开白色24 V
4
46
急停钮
2条线路2常闭关闭装置
1
47
开关
1常开
1
48
信号灯
白色DC24 V
3
49
LED三色警示灯柱
DC24 V（红色绿色白色）
1
50
端子排
25 mm²
干
51
25 mm²
干
52
PE端子排
25 mm²
干
53
6mm²
干
54
绝缘接线端子
05 mm²（1000袋）
干
55
15mm²（1000袋）
干
56
25mm²（1000袋）
干
57
绝缘环形线鼻
6mm²（500袋）
干
58
卡座
干
59
航空重载插头
40芯
2
60
航空重载插座
40芯
2
61
CEE三相电流插头插座
5极400 V16 A6 h
2
62
马鞍形扎带固定座
STM1长15宽10高7
干
63
STM2长23宽34高9
干
64
尼龙扎带
4*200mm
干
65
尼龙扎带
2*100
干
66
线槽
50×50mm
3
67
80*80
3
68
导轨
DIN EN 50022导轨
3
69
传送带
周长100cm 宽6cm
1
70
滚珠轴承座（带滚珠轴承）
径8mm厚度16mm高度41mm
2
71
传送带联轴器
长40mm外径30mm孔10mm
1
72
M4螺母
干
73
M4螺栓
干
74
直流电源 台湾明纬
DR12024 24V 5A 直流电源
1
75
短接片
干
76
150*20*20铝型材
6
77
L型M12传感器连接件
3
78
字型M12传感器连接件
2
79
L型M18传感器连接件
2
80
M3螺钉
干
81
M3螺母
干
82
M25螺钉
4
83
控制盒子
1
84
8mm绕线
10m
85
535*20*20铝型材
2
86
堵头
干
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毕业设计（文）
文题目：物料分拣装置系统设计
系 ： 机械工程系
专 业： 机电体化技术
班 级： 15级机电xx班
学 号： 15227xxx
学生姓名： xxx
指导教师： xxx
泸州职业技术学院机械工程系
二0八年六月
目 录
第1章 绪 2
11研究背景 2
12 研究目意义 2
第2章 物料分拣装置总体设计 4
21 分拣系统控制方式 4
22 系统组成部分 4
221 系统控制部分 4
222 系统执行部分 5
24 系统设计求 5
241 系统技术求 5
242 功求 6
243 系统控制求 6
第3章 控制系统硬件设计 7
31 系统硬件结构 7
32 PLC选型 7
33 检测元件（传感器）选择 9
331 传送模块电感式传感器选择 9
332 放料模块电容式传感器选择 10
333 传送模块光电传感器选择 12
34执行装置选择 14
341圆形直线气缸 14
342六棱柱直线气缸 15
343气爪 15
344旋转气缸 16
345电机 17
第4章 系统软件设计 18
41 机械手功求 18
42 传送台功求 20
第5章 控制系统调试 22
51 硬件调试 22
511 电感传感器调试 22
512 电容传感器调试 22
513 光电式传感器调试 23
514 磁性开关调试 23
52 软件调试 24
521 机械手程序 24
522 分拣部分程序 26
533程序灯程序 29
结 31
致谢 32
参考文献 33
附录1 电气图 34
附录2 机械零件图 45
附件3 气动回路图 65
附件4 元件清单 66
摘
动分拣系统指够识物料属性物料进行分拣动装置动分拣系统运电商邮局物流配送中心采矿港口码头仓库等领域分拣系统够效提高生产效益
系统放料台部分机械手搬运部分传送分拣三部分组成系统通PLC控制完成机械手抓取物料物料放料台抓取传送台通PLC控制电机正反转带动传送带运行实现物料传送电感式传感器光纤传感器检测物料属性颜色分拣功通气缸推送物料实现分类入库整系统传感器钮执行机构状态通信号灯实时显示
系统调试实现机械手物料抓取搬运完成传送带传送物料物料识分拣
关键词PLC分拣装置控制系统传感器
第1章 绪
11研究背景
着社会断发展市场竞争越越激烈生产企业迫切需改进生产技术提高生产效率尤需进行物料分拣企业直采工分拣方法致生产效率低生产成高企业竞争力差物料动分拣已成企业佳选择
机械手动分拣装置时种高速动化生产线金属非金属动分拣设备工作流程物料盘负责输送物料旦物料进入准备状态气动机械手搬运机构然机械手快速定位物料正方降抓取物料提升释放指定位置物料释放传送装置联动根金属非金属黑白颜色特点进行分拣机械手迅速返回等轮分拣抓取利PLC功特点设计出款物料分拣装置机电体化系统
12 研究目意义
研究该系统目动化搬运分拣物料代工进行物料搬运分拣动控制工分拣相动分拣工速度更快精度更高更加节约成力资源
编程序控制器（PLC）现已综合计算机技术传感器技术动化控制技术网络通信技术功越越强PLC控制动分拣装置着广阔应前景节省量劳动力提高生产率促进现代工业发展现代化国家工业生产中缺重生产支柱工业控制中控制系统
该系统基控制PLC物料搬运分拣系统设计包括编程序控制部分传感器检测部分电动机控制部分气动控制部分该系统讲动化技术传感器检测技术电机拖动技术融合济发展中起着关键性作年动控制搬运分拣领域已发生着日新月异变化未升级更新接踵种先进技术已应工业生产中已取成绩终结果继续前发展
着社会断发展市场济竞争更加激烈生产行业迫切希改进生产技术设计出更加先进合理生产模式提高生产效率样需进行材料搬运分拣行业直采工分拣方法工分拣生产方式企业生产效率低生产成工成高利润空间狭企业良性竞争力差改变现生产方式必须面材料动搬运分拣系统装置已成现代企业生产必然选择动化生产必代传统生产方式
第2章 物料分拣装置总体设计
PLC控制分拣装置涵盖PLC控制技术气动技术电机拖动技术传感器技术位置控制技术等容实际工业现场生产设备缩模型章介绍分拣装置工艺程控制求
想PLC控制系统进行相关设计首先必须控制单元进行调查搞清楚控制单元工艺程工作特点预想目明确该系统控制求工作阶段特点阶段间转换条件必须分离工作站联系起形成统整体
21 系统组成部分
该系统电气柜控制部分外部台执行部分两部分组成
211 系统控制部分
系统控制部分电气柜台控制盒两部分组成电气柜电路分回路控制回路回路电气元件包含旋钮开关五线插头RCD漏电保护器直流电源模块10A断路器2直流继电器控制回路6A断路器4A断路器西门子PLC1200
212 系统执行部分
该系统采基PLC控制实现关物料搬运分拣两部分组成设计方案物料搬运系统旋转气缸双作伸缩气缸气爪机械部分组成物料分拣控制系统组成传感器传送台电机传送带分拣气缸机械部分等组成
第电容式传感器检测放料台物体时料传感器（电容式传感器）输出信号PLCPLC控制阀机械手动作物料放料台搬运传送带传送台传送台处传感器检测物料时输出信号PLC传送带开始运转第物料传感器电感传感器检测出物料铁质物料时反馈信号送PLCPLC控制气动阀动作选出该物料第二物料传感器电容传感器检测出物料铝质物料时反馈信号送PLCPLC控制气动阀动作选出该物料第三物料传感器颜色传感器检测出物料颜色检测颜色时PLC控制气动阀动作选出该物料
白色黑色
装置采PLC作控制系统存输入输出响应滞现象滞现象指PLC外部输入信号发生变化时刻起控制关外部输出信号发生变化时刻间间隔然定延迟影响分拣系统装置工作PLC延迟时间十毫秒分拣系统装置起什影响完全忽略设计研究分拣系统装置进行三种物料分拣
保护导线电流：等35mA
22 系统设计求
系统设计求包括功求控制求布局求美观求进行设计前首先应分析控制象求
221 系统技术求
输入电压：AC220V（带保护三芯插座）
消耗功率：250W
环境温度范围：5～40℃
气源：02MPa06Mpa
防护等级：IP54
保护等级：接保护
保护系统：TNS系统
绝缘电阻：等05MΩ
保护导线电阻：等003Ω
222 功求
材料分拣装置应实现基功
（1） 分拣出金属非金属
（2） 分拣某颜色块
（3） 分拣出金属中某颜色块
（4） 分拣出非金属中某颜色块
（5）分拣出金属中某颜色块非金属中某颜色块
223 系统控制方式求
然物料搬运分拣系统装置现已开始现代工业生产中实际应中开始发挥作着科学技术断更新发展动搬运分拣系统断完善中分拣系统装置种系统控制方式分继电器控制系统计算机控制系统PLC控制等系统十年继电器控制系统直工业发展起巨作目前然工业中量应继续发挥着作然控制性身功已法满足适应现代工业生产控制求发展然计算机控制系统着十分强计算数处理分析力计算速度运行速度快方面没PLC控制系统功强系统设计中选择PLC控制动搬运分拣系统装置
该系统系统中开始钮PLC发出信号控制机械手物料进行搬运物料放料台运转传送台利检测传感器测物料进行检测分类测物料搬运装置（机械手）送入传送带传送台次接受传感器检测果某种传感器检测信号通相应气动装置推入相应仓库否传送台继续前运行控制求9 方面：
（1） 系统电气动压力传感器0B0达预设值旋开急停钮S0气动压力开启钮S1阀接通复位钮系统复位然开始钮电容式传感器0B1放料台检测物料机械手动作
（2）电机运行带动传输带传送物体前运行
（3）电感传感器检测铁物料时推汽缸4 动作
（4）颜色传感器检测材料白颜色时推汽缸5动作
（5）颜色传感器检测材料白颜色时推汽缸6动作
（6）气缸运行动作限位开关保护
（7）物料送相应料仓传送台回初始位置进行第二物料搬运
第3章 控制系统硬件设计
31 系统硬件结构
该系统中三模块分放料模块传送模块分拣模块放料模块需分拣物料进行存放中放料台滑道物料滑放料台指定位置等机械手抓取传送模块放料台物料搬运传送台起搬运作分拣模块传送台物料进行分类送相应仓库然三关联模块组成统结合体图31示
图31 材料分拣装置实物图
32 PLC选型
该动搬运分拣系统中关键技术分析控制系统求必须确定输入输出点位数确定IO点数确定IO点数选择PLC型号然进行IO分配
根控制求输入应该7开关信号8传感器信号包括1压力传感器1电感传感器3电容传感器1颜色传感器2漫反射式光电传感器机械手部分6磁性开关传送分拣部分 6 气缸运动位置信号汽缸动作限位回位限位计
6信号输出包括控制电动机正反转运行2继电器控制盒8灯信号灯柱三灯1阀6控制汽缸动作电磁阀需I O 点28中27 输入26输出
根面确定I O 点数该材料分拣装置控制方式开关量控制选择般型设备满足控制求系统选西门子公司S71200系列CPU类型6ES7 2151AG400XB014输入点10输出点2IO输入输出模块型号DI 16DQ 16×24VDC符合系统输入输出数求
根选择PLC型号系统中PLC输入输出端子进行分配表1示
表1 材料分拣装置PLC 输入输出端子分配表
序号
输入
信号
钮开关
名称
符号
址
1
急停钮
S0
I00
2
气动压力开启钮
S1
I01
3
复位钮
S2
I02
4
开始钮
S3
I03
5
手动切换
S4
I04
6
机械手台启动
S5
I05
7
传送台启动
S6
I06
8
传感器
气动压力启动
0B0
I07
9
料仓检测物料
0B1
I10
10
传送台电容式
0B2
I11
11
传送台电感式
0B3
I12
12
传送台颜色传感器
0B4
I13
13
位置检测传感器1
0B5
I14
14
位置检测传感器2
0B6
I15
15
位置检测传感器3
0B7
I20
16
旋转气缸左位行程开关
1B1
I21
17
旋转气缸右位行程开关
1B2
I22
18
机械手气缸伸出位
2B1
I23
19
机械手气缸缩回位
2B2
I24
20
气爪张开位
3B1
I25
21
气爪缩回位
3B2
I26
22
金属气缸伸出位
4B1
I27
23
金属气缸缩回位
4B2
I30
24
白色气缸伸出位
5B1
I31
25
白色气缸缩回位
5B2
I32
26
黑色气缸伸出位
6B1
I33
27
黑色气缸缩回位
6B2
I34
1
输出信号
灯
气动压力开启钮灯
P0
Q00
2
复位钮灯
P1
Q01
3
开始钮灯
P2
Q02
4
机械手运行开始灯
P3
Q03
5
传送带运行开始灯
P4
Q04
6
机械手运行灯
P5
Q05
7
传送台运行灯
P6
Q06
8
气动压力灯
P7
Q07
9
警示灯红色
P31
Q35
10
警示灯绿色
P32
Q36
11
警示灯白色
P33
Q37
12
阀
阀
0M1
Q10
13
旋转气缸左旋
1M1
Q11
14
旋转气缸右旋
1M2
Q20
15
升降气缸升
2M1
Q21
16
升降气缸降
2M2
Q22
17
气爪张开
3M1
Q23
18
气爪收缩
3M2
Q24
19
金属气缸伸出
4M1
Q25
20
金属气缸缩回
4M2
Q26
21
白色气缸伸出
5M1
Q27
22
白色气缸缩回
5M2
Q30
23
黑色气缸伸出
6M1
Q31
24
黑色气缸缩回
6M2
Q32
25
电机
电机正转
M11
Q33
26
电机反转
M12
Q34
33 检测元件传感器选择
系统中传感器选择原理接线方式作简介绍
331 传送模块电感式传感器选择
传送台物料区分首先分拣金属物料必须金属非金属材质物料区分开选电感式传感器金属物料接电感式传感时方信号电感式传感器原理接线介绍
电感式传感器属开关量输出位置传感器检测金属物体LC 高频振荡器放处理电路组成利金属物体接产生电磁场振荡感应头时物体部产生涡流涡流反作接开关接开关振荡力衰减部电路参数发生变化识出金属物体接进控制开关通断系统选电感传感器接线图图32原理图图33
图32 三线常开式电感传感器接线图
图33 电感传感器工作原理图
电感传感器介绍： 铁心线圈构成直线角位移变化转换线圈电感量变化传感器称电感式位移传感器种传感器线圈匝数材料导磁系数定电感量变化位移输入量导致线圈磁路尺寸变化引起相关变化线圈接入测量电路接通激励电源时获正位移输入量电压电流输出
电感式传感器特点：①活动触点度高寿命长②分辨率高③灵敏度高④线性度高重复性⑤测量范围宽（测量范围时分辨率低）⑥输入时零位输出电压引起测量误差⑦激励电源频率幅值稳定性求较高⑧适高频动态测量电感式传感器位移测量转换成位移变化机械量（力张力压力压差加速度振动应变流量厚度液位重转矩等）测量常电感式传感器变间隙型变面积型螺插铁型实际应中三种传感器制成差动式便提高线性度减电磁吸力造成附加误差
332 放料模块电容式传感器选择
放料台需检测物料方机械手动作抓取物料放料模块处物料仓库该处物料金属非金属物料该处传感器选电容式传感器电容式传感器检测金属检测非金属物料电容式传感器原理介绍接线方式介绍
电容传感器属具开关量输出位置传感器种接式开关 测量头通常构成电容器极板极板测物体身物体移接开关时物体接开关介电常数发生变化测量头相连电路状态发生变化便控制开关接通关断接线图图34原理图图35
图34 电容传感器接线图
图35 电容传感器工作原理图
电容传感器介绍：电测法测量非电学量时首先必须测非电学量转换电学量输入通常非电学量变换成电学量元件称变换器根非电学量特点设计成关转换装置称传感器测力学量（位移力速度等）转换成电容变化传感器称电容传感器量转换角度言电容变换器源变换器需测力学量转换成电压电流进行放处理力学量中线位移角位移间隔距离厚度拉伸压缩膨胀变形等长度着密切联系量量通长度者长度值进行测量量测量方法相互关系密切
述力学量尤缓慢变化微量测量般说采电容式传感器进行检测较适宜类传感器具突出优点：
(1) 测量范围相变化率超100
(2) 灵敏度高率变压器电桥测量相变化量达107数量级
(3) 动态响应快动质量固频率高高频特性适宜动态测量静态测量
(4)稳定性电容器极板金属材料极板间衬物机材料空气玻璃陶瓷石英等高温低温强磁场强辐射长期工作尤解决高温高压环境检测难题
333 传送模块光电传感器选择
传送分拣部分时电感传感器检测已金属物料分拣相应料仓中现剩物料进行颜色识分拣需光纤传感器物料颜色进行识该系统中选光线黑白识传感器放器灵敏度调制白色物料信号黑色物料信号物料颜色进行识光纤传感器原理介绍实物图展示
光电传感器种型电子设备检测出接收光强变化检测物体光电传感器种金属圆柱形设备发射器带校准镜头光聚焦射接收器接收器出电缆套装置接真空放器金属圆筒白炽灯做光源坚固白炽灯传感器天光电传感器雏形系统选光电传感器型号YIBOHNB PRS310 接线图图36示实物图图37示中负载接PLC输入信号
图36 光电传感器接线图
图37 光电传感器实物图
光电传感器介绍：光电传感器指够见光转换成某种电量传感器光电传感器采光电元件作检测元件首先测量变化转变信号变化然助光电元件进步光信号转换成电信号光电传感器般光源光学通路光电元件3部分组成光电传感器光信号转换电信号光敏器件检测直接引起光强变化非电量检测转换成光量变化非电量光电检测方法具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样体积
光纤传感器配套光纤放器放器接受外部光信号进行光电模拟量处理检测物料距离颜色调整通调节放器检测物料距离调远调黑色白色进行颜色识面板图图37示
图38 放器调节示意图
34执行装置选择
该系统中直线气缸旋转气缸气爪直流电机等执行机构技术参数说明简介绍
341圆形直线气缸
该系统中气缸直线双作气缸该类型气缸进行物料推送物料推送相应料仓气缸SMC公司生产气缸实物图图39示
图39 直线气缸
根系统中选择气缸列举关该气缸技术参数表2示
表2 气缸技术参数
缸径（mm）
20
25
32
40
50
63
80
100
动作方式
双作
流体
空气
高压力
07MPa
低压力
01MPa
环境流体温度
磁性开关：1070℃（未冻结）
带磁性开关：1060℃（未冻结）
活塞速度
50100mms
缓
橡胶缓
润滑
342六棱柱直线气缸
机械手竖直方气缸防止气缸伸出时角度旋转直线圆形气缸选时六棱柱直线气缸样机械手伸出时气爪准确抓取物料该系统中选SMC公司生产气缸型号CDM2KB1575C73气缸实物图图310示
图310 六棱柱直线气缸实物图
343气爪
该系统中选SMC公司生产MHZ2100型号气爪该气爪具灵活变反应速度快适合种工作环境工作求中实物图图311示
图311 气爪实物图
根系统中选择气爪列举关该气爪技术参数表3示
表3 气爪参数
缸径(mm)
6
10
16
20
25
32
40
流体
空气
压力范围（MPa）
双作
01507
0207
0107
0107
单作
0307
03507
02507
02507
环境液体温度
1060℃
重复精度
001mm
002mm
高频率（cmp）
180(MHZL2系列120)
60
润滑
动作方式
双作单作
磁性开关
触点磁性开关（MHZA2MHZAJ2带磁性开关）
接口径
M3×05
M5×08
344旋转气缸
该系统中需机械手旋转90°物料放料台搬运传送台选旋转角度90°旋转气缸该气缸具精度高适应性强稳定性高价格低旋转气缸实物图图312示
图312 旋转气缸
根系统中选择旋转气缸列举关该旋转气缸技术参数表4示
表4 旋转气缸技术参数
缸径（mm）
10
15
20
30
40
流体
空气（供油）
高压力MPa
07
10
低压力MPa
02
015
环境流体温度℃
560
转速调范围（S90°）
00303 00403 00705
允许动
（J）
单
叶
片
缓垫
000015
000025
00004
0015
003
缓垫
0001
0003
002
004
双叶片
00003
00012
00033
002
004
允许轴负载
横
15
15
25
30
60
轴
10
10
20
25
40
角度调整单元角度调范围
单叶片
0230°
0240°
0230°
双叶片
090°
345电机
该系统中转送带实现正反转直流电机该电机型号JS42GA775F电机配套联轴器电机传送带提供动力电机转动带 动传送带物料前移动该系统低转速选型直流减速电机具低速高扭矩转速稳定噪音低耗等优点图313示
图313 直流电机
第4章 系统软件设计
放料台物料存时机械手动作物料抓传送台传送台传送带带动运行传感器方检测物料颜色材质（金属非金属）检测完毕传送台继续运行根检测结果颜色材质物料分传送相应仓库送料完毕传送带返回等继续工作
41 机械手功求
开关处off状态时压力传感器0B0检测气压信号电容式传感器0B1放料台处检测物料时气动压力开始钮S1阀0M1接通复位钮S2系统复位磁性开关1B22B2信号时然开始钮S3机械手动作升降气缸2M伸出伸出位磁性开关2B13B1检测信号延时2S气爪抓取物料气爪抓取物料磁性开关3B2检测信号延时2S延时时间升降气缸2M缩回磁性开关2B1检测信号延时2S延时时间旋转气缸1M左旋
磁性开关1B12B1检测信号时延时2S延时时间升降气缸2M伸出磁性开关1B12B2检测信号时延时2S延时时间气爪3M张开磁性开关1B12B13B1检测信号时延时2S延时时间升降气缸2M缩回磁性开关1B12B23B1检测信号时2S旋转气缸1M右旋回初始位置传送台完成相应物料分拣传送台回初始位置延时2S机械手继续动作进行循环
根机械手功分析功求画出机械手流程图图41示
图41 机械手流程图
42 传送台功求
电容式传感器0B2检测传送台物料机械手处右位时传送带正转开启电感式传感器0B3检测金属物料时传送台达金属气缸前端时电机正转停止磁性开关4B1检测信号延时2S金属气缸4M伸出气缸伸出位磁性开关4B2检测信号延时2S气缸4M缩回2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣
电感式传感器未检测信号颜色传感器0B5检测信号时判断该物料白色非金属物料电机正转位置检测传感器0B6检测信号时延时定时间电机停传送台停白色气缸5M前端位置磁性开关5B1检测信号延时2S气缸5M伸出伸出位磁性开关5B2检测信号延时2S气缸5M缩回延时2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣
电感式传感器未检测信号颜色传感器0B5未检测信号时判断该物料黑色非金属物料电机正转位置检测传感器0B7检测信号时延时定时间电机停传送台停黑色气缸6M前端位置磁性开关5B1检测信号延时2S气缸6M伸出伸出位磁性开关6B2检测信号延时2S气缸6M缩回延时2S电机开始反转电容式传感器0B4检测信号时延时07S电机反转停时电机回初始位置等物料分拣物料分拣整体程
根分拣部分功分析功求画出流程图图42示
图42 分拣部分流程图
第5章 控制系统调试
PLC软硬件设计完成应该进行调试工作程序设计程中难免会疏漏方PLC现场设备相连前必需进行软件方面测试排程序错误时整体调试做准备缩短整体调试时间外硬件电磁阀传感器等前必须事先调试合适位置
51 硬件调试
511 电感传感器调试
电感传感器方传送台放置铁质物料调整传感器两螺母传感器移动恰传感器端指示灯发光该高度传感器铁质材料检测点图51示
图51 电感式传感器调试图片
512 电容传感器调试
电容传感器方传送台放置铝质料块调整传感器两螺母传感器移动调节传感器方调节螺母改变电容式传感器检测范围恰传感器端指示灯发光该高度传感器铝质材料检测点图52示
图52 电容式传感器调试图片
513 光电式传感器调试
通电状态颜色传感器方传送带放置带某颜色料块调节传感器电位器观察窗口中红绿（蓝）指示灯两灯恰时发光时该灵敏点料块颜色检测点（注：时针旋转检测色温低端移动否反）图53示
图53 光纤传感器调试图片
514 磁性开关调试
调节气缸磁性开关位置气缸伸出缩回位置时磁性开关否信号红灯亮表示磁性开关检测信号红灯亮表示位检测信号继续调节磁性开关位置直红灯亮图54示
图54 磁性开关调试图片
52 软件调试
编写梯形图程序进行编译通位机连接电缆程序载PLC中刚编程序难免会出现避免缺陷错误时发现消程序中错误减少系统现场调试工作量确保系统种正常异常情况时作出正确响应需进行离线测试PLC输出接设备控制求指定输入端输入信号观察输出指示灯状态输出符合求查找原
排解决
521 机械手程序
机械手右旋
机械手升降气缸伸出
机械手升降气缸缩回
机械手气爪张开
机械手气爪闭合
机械手旋转气缸左旋
522 分拣部分程序
电机正转
电机反转
循环程序
金属气缸伸出
金属气缸缩回
颜色传感器检测信号
白色物料气缸伸出
白色物料气缸缩回
黑色物料气缸伸出
黑色物料气缸缩回
533程序灯程序
阀程序
灯程序
结
系统通调试实现机械手抓取物料物料放料台抓取传送台通PLC控制电机正反转带动传送带运行实现物料传送电感式传感器光纤传感器检测物料属性颜色准确识通PLC控制分拣系统气缸推送物料正确分类入库整系统传感器钮执行机构状态通信号灯实时显示
系统采编程控制器PLC 进行控制连续批量分拣物料分拣误差率低降低劳动强度显著提高劳动生产效率该系统采标准化模块化设计具系统布局灵活维护检修方便等特点系统中基达预期目标足处放料台处滑道物料准确送指定位置需加修改完善
致谢
通段时间忙碌毕业文接尾声特感谢李老师周老师李老师断指点通种渠道搜集资料图书馆者网络搜索相关资料书籍等搜集堆毕业文设计相关资料老师指导摒弃关紧容保留参考价值资料作备
接着便开始写文收集资料进行整理分析完成初稿老师检查发现文中漏洞足处终反复修改完成篇毕业文终发现干件事非简单敷衍事万万事情认真思考思想完成务
里首先感谢指导老师承蒙老师精心指导然工作繁忙抽出时间予帮助文选题文写作程予真诚鼓励中肯建议指导
紧接着感谢学陪起学成长福享难利完成次文设计里仅句话表明法言语心情：感谢
感谢学校继续学继续充实机会学方
参考文献
[1] 张桂香电气控制PLC应[M]化学工业出版社2006年
[2] 张运波 工厂电气控制技术[M]化学工业出版社2001年
[3] 余雷声 电气控制PLC应[M]化学工业出版社2001年
[4] 张泽荣 编程控制器原理应[M]化学工业出版社2002年
[5] 巢文远 PLC操作技[M]中国劳动社会保障出版社2003年
[6] 海伯勒˙格雷戈尔 机电体化图表手册[M]湖南科学技术出版社2010年
[7]乌尔里希˙菲舍尔简明机械手册[M]湖南科学技术出版社2010年
附录1 电气图
附录2 机械零件图
附件3 气动回路图
附件4 元件清单
序号
名称
型号
数
1
工业铝型材流水线型材工作台铝型材（欧标）（加工配装饰盖板）
2080（602米根)34
3
2
2020（602米根)25
3
4
铝合金螺母紧固件铝型材角件配套铝型材配件型材连接件法兰螺母
2020型材螺母
干
5
4040型材螺母
干
6
动化框架配件工业铝型材螺丝机铝框架连接件T型螺栓
2020型材T型螺栓
干
7
4040型材T型螺栓
干
8
铝型材连接件
2020型材角码
干
9
4040型材角码
干
10
堵头装饰盖铝型材盖板盖板封口封头工业铝型材配件塑料件 2020
20*20
干
11
工业铝合金型材配件 脚轮 75D 轮子3寸 板支撑万轮水调节轮
4
12
铝块
厚10mm宽70mm（统长1M）
5
13
铝块
厚30mm宽30mm(统长1M)
3
14
薄铝片1220*2440（厚2mm）
薄铝片1220*2440（厚2mm）
5
15
CPU 1215C DCDCDC
6ES7 2151AG400XB0
1
16
DI 16DQ 16×24VDC
6ES7 2231BL320XB0
2
17
气缸底座(10位)
2
18
3位5通换阀
24 V DC
6
19
2位3通换阀
24 V DC
1
20
调压力控制阀（带数显）
AR400006
1
21
手动开关阀
1
22
直线双作气缸
气缸直径10mm程：30mm
3
23
气缸直径10mm程：75mm
1
24
旋转气缸
气缸直径10mm摆动角度90°
1
25
气爪
行开闭型手指2缸径10mm双作
1
26
三通接头
直径6mm
6
27
气动气（200M卷）
4mm
5
28
气动气（200m卷）
6mm
5
29
压力开关
＜6巴24 V DC数显
1
30
接开关(机械式)
24 V DC PNP型输出
2
31
检测白黑三色
24 V DCPNP型输出
1
32
电感式传感器
24 V DCPNP型输出
1
33
电容式传感器
24 V DCPNP型输出
2
34
负载断路开关
3极约25A
1
35
接触器
24 V DC
1
36
发动机保护开关
3×011016A
1
37
断路器
B 10 A1极
1
38
B 6 A1极
1
39
C 4 A1极
1
40
障电流保护开关
16A10mA2极A型
1
41
20芯线缆（05mm²）
25m根
2
42
40芯线缆（05mm²）
25m根
1
43
5芯电缆(25mm²)
25m根
1
44
带灯钮
1常开红色24 V
1
45
1常开白色24 V
4
46
急停钮
2条线路2常闭关闭装置
1
47
开关
1常开
1
48
信号灯
白色DC24 V
3
49
LED三色警示灯柱
DC24 V（红色绿色白色）
1
50
端子排
25 mm²
干
51
25 mm²
干
52
PE端子排
25 mm²
干
53
6mm²
干
54
绝缘接线端子
05 mm²（1000袋）
干
55
15mm²（1000袋）
干
56
25mm²（1000袋）
干
57
绝缘环形线鼻
6mm²（500袋）
干
58
卡座
干
59
航空重载插头
40芯
2
60
航空重载插座
40芯
2
61
CEE三相电流插头插座
5极400 V16 A6 h
2
62
马鞍形扎带固定座
STM1长15宽10高7
干
63
STM2长23宽34高9
干
64
尼龙扎带
4*200mm
干
65
尼龙扎带
2*100
干
66
线槽
50×50mm
3
67
80*80
3
68
导轨
DIN EN 50022导轨
3
69
传送带
周长100cm 宽6cm
1
70
滚珠轴承座（带滚珠轴承）
径8mm厚度16mm高度41mm
2
71
传送带联轴器
长40mm外径30mm孔10mm
1
72
M4螺母
干
73
M4螺栓
干
74
直流电源 台湾明纬
DR12024 24V 5A 直流电源
1
75
短接片
干
76
150*20*20铝型材
6
77
L型M12传感器连接件
3
78
字型M12传感器连接件
2
79
L型M18传感器连接件
2
80
M3螺钉
干
81
M3螺母
干
82
M25螺钉
4
83
控制盒子
1
84
8mm绕线
10m
85
535*20*20铝型材
2
86
堵头
干
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