基于plc的全自动洗车机的控制系统设计电气自动化专业.docx

基于PLC的全自动洗衣机的掌控系统编辑 摘 要: 本文对全自动洗衣机进行了掌控系统的编辑。该编辑十分巧妙的很棒的利用了PLC的指令编码的方法，它厉害的地方是功能厉害、可靠、系统的柔性化厉害。编辑体系中十分巧妙的很棒的利用了许多非常厉害的编码环节，用梯形图编码和写出而成。它不仅是一个非常厉害的工程案例，而且是学习PLC应用的一个棒的案例。就全自动洗衣机掌控系统十分巧妙的很棒的利用单片机掌控存在编码乱、硬件乱、维修难以及十分巧妙的很棒的利用PLC掌控成本高等困难，巧妙的说出在全自动洗衣机中十分巧妙的很棒的利用掌控器。对十分巧妙的很棒的利用全自动洗衣机掌控系统进行了剖析和编辑，编制了软件体系，完成了完全不同洗衣方法 （棉织物、化纤、羊毛完全不同织物下、完全不同温度下的洗衣方法 ，以及单洗涤、单漂洗和单脱水洗衣方法 ）下的掌控，以及借变频器对脱水快慢进行调节，确保了脱水过程的稳定性能。对掌控系统进行仿真调试和验证，最后的结论表明，可以完成对全自动洗衣机的各种掌控功能。 关键词:三菱PLC 全自动洗衣机 系统编辑 Control system design of automatic washing machine based on PLC Abstract: The system to PLC and servo control core, the entire control system processes through the program logic control, according to PLC collected input signal, control the servo motor and cylinder assembly material. In this system, mainly related to programmable logic controller, servo system, cylinder and other related equipment, servo motor and cylinder together to form a three-dimensional space, the robot arm in a three-dimensional space for action by programmable logic control pulse direction The horizontal axis X-axis motion servo control, Y-axis motion, Z-axis vacuum suction is carried out by the cylinder. Throughout the assembly, the work piece is sucked up from the conveyor via the vacuum chuck on the cylinder and moved in the horizontal XY axis to the corresponding pallet, which is then lowered by the vacuum chuck. The arm repeats the entire action until it is full on the corresponding pallet. keyword: PLC; server system; cylinder; 目录 第1章 引言 4 1.1课题的简介与意义 4 1.2国内外自动装配状况 5 1.3自动装配系统的发展趋势 6 1.4本课题主要研究的内容 6 第2章 掌控系统整体方案编辑 8 2.1本系统整体掌控方案 8 2.2系统的结构及原理 8 第3章 自动装配系统硬件编辑 10 3.1可编码逻辑掌控器 10 3.1.1 PLC的基本结构及工作原理 10 3.1.2 PLC的特点 12 3.1.3 PLC的选型 13 3.2三菱伺服与气动系统的编辑 13 3.2.1 伺服驱动系统的编辑与选型 13 3.2.2 驱动电机的选型 14 3.2.3 气动系统的选型 14 3.3系统接线图 15 3.3.1 I/O分配表 15 3.3.2 伺服掌控电路 16 3.3.3 气动电路编辑 17 3.3.4 PLC外部接线图 17 第4章 掌控系统软件编辑 19 4.1 软件流程图 19 4.1.1 伺服执行良品放置区体系流程图 19 4.1.2 伺服执行次品放置区体系流程图 20 4.2 PLC梯形图剖析 21 第5章 总结 25 小结与致谢 26 参考文献 28 第1章 引言 1.1课题的简介与意义 现在我国的做事成本在越来越高，蛮多劳动密集型作坊开始向东南亚转移，这其中就包括手机巨头韩国三星公司与苹果公司，手体系造业是流水线操作方法 ，因此需要大量的人工为其组装，虽然在蛮多环节已经通过机器人来代替人工，但是仍然有蛮多环节还是需要人工去操作，因此在精确装配业更是急切需要自动化设备进行装配。 现在我国蛮多自动化装配行业中大多十分巧妙的很棒的利用人工手动装配，通过人工的搬运与放置来完成产品的定点放置，由于蛮多流水线的出货量有蛮多不固定因素，人工的工作量就会变得很大，做事成本就会上升，而且随着工作时间的增多，人员会出现疲劳感，导致装配的过程出现错误，导致返工。而在此类工作在日本就没有像中国这样的人工装配，他们普遍十分巧妙的很棒的利用机械手定点抓取与放置，或者通过伺服组成三维运动轨迹完成工件的自动抓取与放置，在工业4.0的背景下，越来越多的自动化机械手出现在工厂企业中，这些设备不仅大大提高劳动效率，更能将企业效益达到最大化。 本系统主要完成手机外壳制作完成后对良品与残次品分开装配到完全不同的托盘中，并且确保良品从流水线下线后可以精确放置到托盘上对应的良品区，同样残次品也要精确放置到对应的残品区，之所以精确定位放置，因为对于良品区，可以直接用于下一道工序的直接制作，而残品区则被另外一道工序拿去定点修正以备再次检验。在本系统中，良品与残品的区别主要是通过视觉系统来识别，（不系统不涉及视觉系统编辑，只是使用传送过来的视觉信号）本系统通过视觉系统将良品信号与残品信号对应传输到PLC的输入信号中，然后通过PLC的逻辑指令与脉冲指令驱动伺服电机与气缸对手机壳的抓取与定点放置。基于以上掌控要求，在蛮多自动化的流水线装配系统中都可以使用到此类系统，减少人工检查与人工装配的时间与成本，大大提高整个流水线的效率困难。 1.2国内外自动装配状况 现在世界上先进制造行业中操作人员越来越少，取而代之的是越来越多的工业机械手，通过普通伺服组成三维的机械手掌控系统完成简单的人工操作。在邻国日本企业中，他们在微电子、汽车制作等行业中机械手的高精度、高速行、准确性已经逐步成为自动装配行业中必不可少的执行机构。在工业强国德国这个地方，经常会看见整条流水线没有一个操作工人，取而代之的是整齐的工业机械手，在德国先进精密制作业与包装业，机械手使用率广泛，从负载2公斤大100公斤，何种对应的机械手都可以去执行。与工业机械手相互配合的另一个搭档是摄像机与压力传感器相互合作的智能机械臂，在实际的工作中可以准确的掌控伺服电机的精确位置。 在自动装配行业中，装配、搬运是最为常见的机械步骤，现代工业机械手就是为了完成装配与搬运的执行机构，代替工人的手臂去完成工件装配的工作。 1.3自动装配系统的发展趋势 中国在自动装配系统中发展术较晚，在现在我国制造业中，20%的工作量是装配，在某些特殊行业中，装配量占据整个制造业的70%以上，所以现在蛮多企业任然以人工手动方式来完成产品的装配，但随着企业用工成本的增加与企业效率的提高，传统人工操作已经不能满足这些生产要求。随着社会的发展与工业技术的进步，自动装配系统在实际生产中得到广泛应用，通过传感器与伺服、可编码逻辑掌控器共同组成一个可控的先进自动装配机械手，加快了工业生产的自动化水平。 自动装配在确保执行系统稳定运行的状态下并可以大幅提高生产效率，减少失误率，最终要的就是性价比，减少企业在生产中的投入，为劳动密集型作坊增加市场的竞争力，技术的革新进步是带动整个经济发展的驱动器，自动装配系统对未来的工业发展会起到越来越重要的作用。 1.4本课题主要研究的内容 本系统中通过视觉传递良品与残品信号给PLC，PLC判断通过信号来判断气缸吸取的工件接下来放置的区域，经过逻辑判断后将工件放置到对应的托盘放置区，并依次归类放棒。主要研究的内容如下： （1）区分良品信号与残品信号的完全不同，良品信号与残品信号是通过外部视觉元件检测传来的数字信号，就是0与1信号，执行对应的完全不同体系。 （2）本系统中伺服电机有两个分别是掌控前后精确运动与左右精确运动，上下则通过气缸来执行，工件的抓取通过真空吸盘进行抓取。 （3）每个放置工件的托盘都有固定的空格区，工件必须放置空格去，并且每个托盘的空格必须放满后才可以换新托盘，放满后系统自动报警，提示工作人员换托盘。 （4）绘制本系统中的伺服电路图与PLC接线器、电磁阀、真空发生器等应接线图。 第2章 掌控系统整体方案编辑 2.1本系统整体掌控方案 伺服装配系统主要由硬件和软件、传感器组成的，硬件使用三菱FX3U为主控核心模块，以三菱MR- JE系列伺服驱动器与KG-KN系列伺服电机作为水平X轴与Y轴的定位运动掌控机构，以气缸和真空发生器作为Z轴执行机构，通过传感器检测出传送带上有料，并掌控传送电机停止，然后再通过视觉系统判断此时工件的是否合格，通过视觉系统将位置信息传送给PLC，然后PLC掌控伺服电机运动到工件的正上方位置，通过真空发生器的动作将工件吸起，然后将工件送到对应的工件托盘上。 2.2系统的结构及原理 本系统中自动装配系统中主要涉及到三大部分，分别是PLC输入采集信号、PLC可编码逻辑掌控器、PLC输出掌控执行机构。输入采集信号包括X周伺服位置信号、Y轴伺服位置信号、X与Y轴保护光栅信号，产品合格判断信号。PLC输出掌控执行机构包括X轴的伺服驱动器与对应的伺服电机、Y轴的伺服驱动器与对应的伺服电机、Z轴气缸与真空发生器。可编码逻辑掌控器是通过采集到的信号进行逻辑判断，并通过发送脉冲进行掌控伺服电机进行执行动作，系统结构如图2-1所示、Z轴气缸与真空发生器结构如图2-2所示： 图2-1系统结构图 图2-2气路原理图 第3章 自动装配系统硬件编辑 3.1可编码逻辑掌控器 3.1.1 PLC的基本结构及工作原理 自从20世纪的60年代开始，美国的汽车制造行业发展非常的迅速，以往的十分巧妙的很棒的利用旧的生产方式无论是生产水平还是生产效率已经不能满足当时时代的生产要求。对于汽车重要的是汽车上万根导线的连接，需要准确快速的连接导线，这是提高生产效率的关键所在。因此要改变以前旧式的接触器掌控导线的方法，也要匹配发展迅猛的汽车行业，自从1968年美国通用汽车公司（GM）进行公开招标，使用PLC掌控系统取代传统的接触器掌控系统，新的系统图和以下十种要求，总结成以下十条： （1）编码快捷方便，现场能修改体系： （2）修理快速，十分巧妙的很棒的利用插件式结构； （3）比传统的继电器装置可靠性高： （4）体积比继电器掌控盘小； （5）数据能直接输进管理计算机； （6）成本低于继电器掌控盘； （7）输入电压是内国标中电压115V； （8）输