柔性生产系统分拣单元的设计

项目实训六：柔性生产制造系统成、废品分拣及废品输送单元设计、安装与调试一、本单元系统组成及功能1、系统组成成、废品分拣及废品输送单元，如图一所示，由以下部件组成：1、S7-226PLC2、EM277DP通信模块3、Profibus-DP总线及连接器4、阀岛5、三位短柄选择开关6、两位短柄选择开关7、平头按钮8、急停按钮9、指示灯10、传感器11、电动机12、继电器13、学习板14、电源插座图一成、废品分拣及废品输送单元系统结构简图如图二所示。2、系统功能成、废品分拣及废品输送单元只有满足原点条件时，按下〈启动〉按钮后，设备才可能处于运行工作状态。成、废品分拣及废品输送单元的原点启动条件为：1、传送带上托盘检测位置处没有放置托盘。2、控制机械手的夹紧气缸位于原位，即机械手为放松状态。3、控制机械手的摆动气缸位于原位，即机械手与传送带方向垂直。4、控制机械手的提升气缸位于原位，即机械手为缩回状态。5、控制机械手的直线气缸位于原位，即机械手位于传送带正上方。6、限位气缸处于阻挡位。图二成、废品分拣及废品输送单元结构简图当成、废品分拣单元位于运行原点时，按下启动按钮后，该单元传送带开始转动，本站〈运行〉指示灯点亮。当托盘及工件运动到该单元时，限位气缸阻止其放行，该单元开始一新工作周期。此时，传感器（6SQ1）检测到托盘到位，延时2秒后，提升气缸电磁阀通电，机械臂下降，到位后加紧气缸电磁阀通电，将工件加紧，然后提升气缸电磁阀断电，机械臂上升。此时，限位气缸电磁阀通电，放行托盘。然后，该单元对工件按照正品、废品交替形式处理工件，并对成、废品作不同处理。工件为正品时：摆动气缸电磁阀通电，将工件旋转90º并保持该状态6秒，确保托盘已经通过该分拣单元。然后该单元传送带断电，提升气缸电磁阀通电，机械臂下降，保证工件垂直放置在传送带上，然后传送带通电，工件放行，2秒后限位气缸电磁阀断电。工件为废品时：摆动气缸电磁阀通电，将工件旋转90º，然后直线气缸电磁阀通电，将工件运至废品位，而后加紧气缸断电，工件落到废品输送单元的涌道上。机械臂在该位置保持2秒后，直线气缸电磁阀断电，机械臂回到初始位置，2秒后限位气缸电磁阀断电。二、控制系统硬件部分1、硬件清单本单元所用硬件清单如表一所示。表一成、废品分拣及废品输送单元硬件清单代号名称数量规格型号备注SB31选择开关1LA42X3-40/B“S”，三位四常开短柄，黑色运行状态选择SB-A6、SB-B6选择开关2LA42X2-10/B“S”，二位一常开短柄，黑色交流、直流开关SB32按钮1AL42P-10/G“S”，一常开，绿色启动SB33按钮1AL42P-10/R“S”，一常开，红色停止SB34按钮1AL42P-10/Y“S”，一常开，黄色复位SB35急停按钮1LA42J-11/R，一常开一常闭，红色急停HL26、HL28指示灯2AD17-22/DC24VG，（绿色）直流、运行指示HL27指示灯1AD17-22/AC220VR，（红色）交流指示HL29指示灯1AD17-22/DC24VR，（红色）报警ACH6单相三孔插座1AC220V/6A6PC可编程序控制器1S7-200-226，24I/16O，220VAC电源、24VDC输入、继电器输出西门子通讯模块1EM277，PROFIBUS-DP模块同上PLC隔离输入板PLC隔离输出板11自制6KA1、6KA2继电器2AHN22324，坐：AHNA21，24VDC，5A松下；传送电机、阀岛控制M10直流减速电机155ZYN001J2000，直流24V，传动比1:40，50r/min传送带驱动FD阀岛1？费斯托6SQ1电感式传感器1Ni10-Q25-AP6X，PNP，常开，三线，10-30DC图尔克；托盘检测6SQ12电容式传感器1TC-18P10C，PNP，常开，三线，10-65DC东崎电气有限；废品检测6SQ2--6SQ11舌簧式行程开关10？PNP，常开，三线费斯托；汽缸位置检测FU-12熔断器16*30mm，10AFU-11、FU111熔断器25*20mm，10A16X、26X接线端子板22线正面接线端子万可电子2、采用PLC控制的I/O地址分配单元结构简图中，各电气设备在西门子S7-226PLC中对应的I/O地址如表二所示。表二I/O地址分配三、控制系统软件部分1、单元动作传感器（6SQ1）检测到托盘时，提升气缸电磁阀通电，机械臂下降，到位后加紧气缸电磁阀通电，将工件加紧。提升气缸电磁阀断电，机械臂上升。同时限位气缸电磁阀通电，放行托盘。根据上一单元的检测，若工件上为金属销钉，则认为该工件为废品。该单元对成品、废品作不同处理。工件为正品：摆动气缸电磁阀通电，将工件旋转90º。提升气缸电磁阀再次通电，机械名称地址相关设备自动6I0.0三位选择开关（SB31）启动6I0.2绿色按钮（SB32）停止6I0.3红色按钮（SB33）复位6I0.4黄色按钮（SB34）急停6I0.5急停按钮（SB35）托盘检测6I1.0传感器（6SQ1）夹紧气缸加紧位I1.1传感器（6SQ2）夹紧气缸放松位I1.2传感器（6SQ3）摆动气缸初始位I1.3传感器（6SQ4）摆动气缸旋转位I1.4传感器（6SQ5）提升气缸上限位I1.5传感器（6SQ6）提升气缸下限位I1.6传感器（6SQ7）直线气缸初始位I1.7传感器（6SQ8）直线气缸废品分检位I2.0传感器（6SQ9）限位气缸阻挡位6I2.1传感器（6SQ10）限位气缸放行位6I2.2传感器（6SQ11）废品到位检测I2.3传感器（6SQ12）运行6Q0.0指示灯（HL28）报警6Q0.1指示灯（HL29）传送带电机6Q1.0继电器（6KA1）阀岛Q1.1继电器（6KA2）废品传送Q1.2继电器（6KA3）臂下降，把工件放置在传送带上，限位气缸通电，工件放行。工件为废品：摆动气缸电磁阀通电，将工件旋转90º。直线气缸电磁阀通电，将工件运至废品位后，加紧气缸断电，工件落到废品输送单元的涌道上，此刻变频器启动，将废品剔除。2、程序流程图由于本单元的动作过程为顺序动作过程，因此可采用顺序控制的方法来设计控制软件。可将整个动作顺序划分为：托盘检测、机械臂下降、工件加紧、机械臂上升、托盘放行、工件摆动、工件放松等。具体的顺序控制功能图如下：四、实训要求V0.0M2.1M2.0M2.2M2.3M2.4M2.5Q0.0Q0.0V12.4Q0.0V12.0Q0.0Q0.0I1.1（加盖位）I0.2(启动)I0.3(停车)I1.0(托盘检测)I1.6（提升下限）I1.5(提升上限)T5原点（I1.0+I1.2+1.3+1.5+1.7+I2.1）M4.3M2.6V12.0I2.1（阻挡位）V1.2V12.4V12.0V13.0V1.2M4.0M4.1I1.4(旋转位)I2.0(废品位)M4.2I1.2(放松位)M5.3M5.0M5.1I1.4(旋转位)I2.0(提升下限)M5.2I1.2(放松位)Q0.0Q0.0M2.6Q0.0V13.0V1.0M2.7V12.0V12.2Q0.0V12.0V12.2V12.4Q0.0V12.2V12.4Q0.0V12.0V12.2Q0.0V12.0V12.2V12.6Q0.0V12.2V12.6M3.0M3.1V1.0+V1.1I2.2（放行位）Q0.0T5Q0.0V13.0Q0.0I1.2+I1.3+I1.5I1.2+I1.3+I1.71、熟悉成、废品分拣及废品输送单元硬件配置，能够画出电气原理图、并能够接线。2、熟悉200PLC指令，能够根据流程图编写PLC程序，并能够调试。3、系统能够稳定运行，完成单元动作要求。4、完成实训报告的撰写。