YUY-235光機電一體化設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計制作

1、概述
料自動分揀系統(tǒng)是工業(yè)自動化中對控制程度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性要求較高的一種控制系統(tǒng)，涉及到物料的加工、分揀及物料的組合包裝。該系統(tǒng)通過應(yīng)用變頻器和PLC 進行系統(tǒng)設(shè)計，可以較好的滿足生產(chǎn)過程中的復(fù)雜要求。
2、加工設(shè)備
2.1加工設(shè)備構(gòu)成
加工設(shè)備將零件用機械手搬運到加工傳送帶上，通過傳送帶傳送到各加工位置進行加工、分揀的設(shè)備。該加工設(shè)備由上料機構(gòu)、上料檢測機構(gòu)、搬運機構(gòu)、物料傳送和分揀機構(gòu)等部件組成，各部件和一些主要元件的名稱、安裝位置如圖1 所示。

圖1 加工設(shè)備示意圖
2.2加工設(shè)備的動作和控制要求
(1) 接通電源后，若設(shè)備不在初始位置則自動復(fù)位; 若設(shè)備在初始位置，按啟動按扭后，PLC 啟動送料電機驅(qū)動放料盤旋轉(zhuǎn)，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料檢測光電傳感器開始檢測; 如果送料電機運行5s 后，物料檢測光電傳感器仍未檢測到物料，則說明送料機中無物料，這時會停機并發(fā)出報警; 當物料檢測光電傳感器檢測到有物料，將給PLC 發(fā)出信號，由PLC 驅(qū)動上料單向電磁閥上料。
(2) 在毛坯放置臺的光電傳感器檢測到有毛坯時，氣動機械手懸臂伸出－ 手臂下降－ 氣爪將工件夾緊; 夾緊2s 后，手臂上升－ 懸臂縮回－ 轉(zhuǎn)動至右側(cè)極限位置－ 然后懸臂伸出－ 手臂下降－ 氣爪放松，通過進料孔將工件放到皮帶輸送機的傳送帶上; 機械手放下夾持的工件2s 后，手臂上升－ 懸臂縮回－ 轉(zhuǎn)動至左側(cè)極限位置停止。
(3) 當皮帶輸送機進料孔位置的漫射型光電傳感器檢測到工件后，指示燈HL1 熄滅，拖動皮帶輸送機的交流電動機以20Hz 的頻率起動，皮帶輸送機中速運轉(zhuǎn)傳送毛坯。當毛坯運行到工作位置1 時，皮帶輸送機停止4s，進行*道工序的加工。
(4) 完成毛坯加工，拖動皮帶輸送機的交流電動機以15Hz 的頻率起動，皮帶輸送機低速運轉(zhuǎn)傳送被加工過的工件到工作位置2 時，停止2s，進行第二道工序的加工。完成后，拖動皮帶輸送機的交流電動機以20Hz 的頻率起動，皮帶輸送機中速運轉(zhuǎn)傳送工件返回工作位置1，停止3s，進行第三道工序的加工，使工件變?yōu)槌善贰?/span>
(5) 工件變?yōu)槌善泛?，拖動皮帶輸送機的交流電動機以20Hz 的頻率起動，皮帶輸送機中速運轉(zhuǎn)傳送成品到工作位置2 停止，由氣缸B 的活塞桿伸出－將成品推入出料斜槽2 － 氣缸B 的活塞桿縮回。
(6) 氣缸B 的活塞桿縮回后，指示燈HL1 亮，表示設(shè)備可再次進行將毛坯加工為成品的工序。設(shè)定一批代加工物料為30 個，全部加工完成后機器自動停止，若總?cè)蝿?wù)沒有完成則自動重復(fù)運行。
3 控制系統(tǒng)
3.1 控制系統(tǒng)的硬件配置
(1) 變頻器選擇YUY－235的負載類型屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，其功率為0.35kW，電流0.3A，由于負載屬于直接起動，三相異步電動機直接用工頻起動時起動
電流為其額定電流的5～7 倍，對于電動機功率小于10kW 的電機直接起動時，根據(jù)經(jīng)驗公式的計算，選取變頻器為西門子MM420，額定功率0.75kW。
(2) PLC 選擇根據(jù)控制信號數(shù)量分析，輸入輸出共計32 點，所以選取PLC 為三菱FX2N － 48MR。
(3) 系統(tǒng)控制框圖根據(jù)系統(tǒng)配置情況，設(shè)計系統(tǒng)控制框圖如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)控制框圖
3.2 系統(tǒng)控制流程圖
根據(jù)本任務(wù)的功能要求，編制系統(tǒng)控制流程如圖3所示

圖3 系統(tǒng)控制流程圖
3、所示
3.3 PLC 輸入/ 輸出分配表
根據(jù)系統(tǒng)配置情況，列出PLC 輸入/ 輸出分配表如表1。

3． 4 程序設(shè)計
(1) 料盤送料程序，如圖4 所示。電機運行的條件是物料檢測光電開關(guān)沒有檢測到物料且料臺在下位，料臺上行的條件是物料檢測光電開關(guān)檢測到物料，蜂鳴器報警是在無料且延時5s 后。

圖4 料盤送料程序
(2)機械手搬運程序，如圖5 所示。因為機械手搬運物料的動作過程是按步運行，所以采用步進指令較為簡便。

圖5 機械手搬運程序
(3) 物料加工和打包程序，如圖6 所示。這部分動作過程仍然是順序運行，當中變頻器速度變化部分可以用MOV 指令編寫，程序比較簡潔流暢。

圖6 物料加工和打包程序
(4) 數(shù)據(jù)處理程序，如圖7 所示。設(shè)定一批代加工物料為30 個，全部加工完成后機器自動停止，若總?cè)蝿?wù)沒有完成則自動重復(fù)運行。在機器實際運行時，為了防止突然斷電數(shù)據(jù)丟失，數(shù)據(jù)處理要采用斷電保持型的計數(shù)器C200。

圖7 數(shù)據(jù)處理程序

YUY-235 型光機電一體化設(shè)備，通過應(yīng)用變頻器和PLC 進行系統(tǒng)設(shè)計，硬件可靠、程序穩(wěn)定整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)無人值守。經(jīng)一段時間的實踐表明,YUY-235 型光機電一體化設(shè)備運行比較穩(wěn)定可滿足生產(chǎn)需要。