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1、本本 1111 机制毕业生毕业论文机制毕业生毕业论文 题题 目目 基于基于 PLCPLC 控制的滚柱直径分拣系统设计控制的滚柱直径分拣系统设计 院系名称 院系名称 电子电气工程系电子电气工程系 专业班级 专业班级 本本 1111 机制电机制电 西南科技大学 西南科技大学 毕业设计 论文 I 摘要摘要 工业的发达程度是衡量一个国家综合国力的重要标准 而工业的发展对轴承的性 能 寿命及可靠性提出了更高的要求 轴承的质量取决于设计 制造和检测环节 而 影响滾柱质量的关键因素是滾柱直径的误差 在实际生产中因测量量较大 人工测量 存在读数误差 在本文中介绍一种由 PLC 控制的滾柱直径分拣系统 通过机械
2、传递 传感测量的方式完成滾柱的自动检测与分拣 在提高测量精度的同时提高了分拣的效 率 本设计通过推杆将滾柱推至限位挡块处 钨钢测头测量直径误差后 将所得信号 转换为电信号经放大电路放大后送入 PLC 的模拟量处理模块 据此打开相应的电磁翻 板 再由推杆将滾柱送入不同的分料箱 料箱中装有油类物质 在滾柱下落过程中起 缓冲运用 保证滾柱的精度 经过软件仿真得知 本设计方案切实可行 可用于滾柱的直径测量与分拣 通过 此系统既可节约成本亦能提高分拣效率 有良好的市场发展前景 关键词关键词 PLC 精密测量 滾柱分拣 西南科技大学 毕业设计 论文 II Title The roller diameter
3、 sorting system based on PLC control design Abstract Industrial development level is an important standard to measure a country s comprehensive national strength and put forward higher requirements for performance life and reliability of the bearing industry bearing the quality depends on the design
4、 manufacturing and testing process The key factors affecting the quality of roller is error roller diameter In the strength in production for measuring amount is larger there is error in reading the manual measurement A PLC control roller diameter sorting system in this paper through mechanical tran
5、smission sensing and measuring method of roller automatic detection and sorting sorting efficiency is increased in improving measurement accuracy at the same time This design through the push rod roller is pushed to the limit block tungsten probe diameter measurement error the resulting signals are
6、converted to electrical signals by the analog processing module amplification circuit into PLC then open the corresponding electromagnetic turning plate the push rod roller into the separating box different In the material box with oil substances The buffer used in roller falling process to ensure t
7、he precision roller Through simulation software to learn the design scheme is feasible Can be used to measure the diameter and the sorting roller through this system can not only save the cost but also can improve the sorting efficiency there is a good market prospect Key Words PLC precision measure
8、ment Roller sorting 西南科技大学 毕业设计 论文 III 目 次 1 绪论 1 2 工艺方案设计及要求 3 2 1 系统控制要求 3 2 2 任务分析 5 2 3 相敏检波 5 2 4 控制系统的选型 6 2 5 西门子可编程控制器模块连接 8 2 6 S7 300 400 系列可编程控制器 PLC 的工作过程 8 3 硬件 软件选择 9 3 1 PLC 模块选型 9 3 2 计数模块和比较模块 11 3 3 传感器选型 12 3 4 电磁阀的选型 15 3 5 STEP 7 17 4 硬件设计 18 4 1 系统配置及资源分配 18 4 2 系统端子接线 19 5 模拟量
9、的输入标定 20 5 1 模拟量的处理 20 5 2 模拟量模块量程设定 21 5 3 模拟量输入值的规范化 FC105 23 6 软件设计 24 6 1 PLC 程序设计基本步骤 24 6 2 程序结构类型 24 6 3 程序结构 25 7 程序安装 调试 运行 27 7 1 程序下载 27 7 2 设置调试变量 28 7 3 程序调试步骤 28 西南科技大学 毕业设计 论文 IV 结论 30 致谢 31 参考文献 32 附录 33 西南科技大学 毕业设计 论文 V 西南科技大学 毕业设计 论文 1 1 绪论绪论 1 1 1 1 设计说明设计说明 滚柱分拣一直是机械制造流程中不可或缺的一项
10、而传统的人工分拣存在劳力浪 费 测量误差大等诸多的弊端 所以滚柱自动分拣装置应运而生 此装置可以大量代 替单调往复或高精度需求的工作 在先进制造领域中扮演着极其重要的角色 它可以 分拣物品 代替人的繁重劳动 可以实现生产的自动化 可以广泛应用于机械制造等 行业 自动分拣系统一般由输送装置 测量装置 控制装置及分拣装置组成 控制装置 的作用是接收和处理分拣信号 根据分拣信号的要求进行自动分类 这些分拣需求可 以通过不同方式 如可通过条形码扫描 色码扫描 键盘输入 重量 检测 语音识 别 高度检测及形状识别等方式 输入到分拣控制系统中去根据对这些分拣信号判断 来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口
11、而本课题正是基于检测装置对滚柱直径的 测量 进而进行实现滚柱的分类 可编程控制器 PLC 是以中央处理器为核心 综合了计算机和自动控制等先进技术 具有可靠性高 功能完善 组合灵活 编程简单 能耗低等优点 已成为目前在自动 控制系统中使用最多的控制方式 使用 PLC 的自动控制系统具有体积小 可靠高 故 障率低 动作精度高等优点 本课题试图设计 PLC 对物料分拣的控制 并借助必要的 精密传感器 使其能够对物料按预先设定的程序进行分拣 采用 PLC 控制 是一种预 先设定的程序进行物料分拣的自动化装置 可代替人工进行单调持久的作业 本设计 主要完成分拣系统的硬件选型与软件设计 1 1 2 2 设
12、计意义设计意义 自动分拣系统目前主要应用于制造业中 特别是电器制造 汽车制造 塑料加工 通用机械制造及金属加工等工业 其优越性如下 1 能连续 大批量地分拣货物 由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式 自动分拣系统不受气候 时间 人的体力等的限制 可以连续运行 同时由于自动分 西南科技大学 毕业设计 论文 2 拣系统单位时间分拣件数多 它可以连续运行 100 个小时以上 如用人工分拣则每小 时只能分拣 150 件左右 同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作 8 小时 2 分拣误差率极低 自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息 的准确性大小 这又取决于分拣信息的输入机制 而高
13、精度传感器测量误差极小因此 能够保障测量的精度要求 3 分拣作业基本实无人化减少人员的使用 减轻工员的劳动强度 提高人员的使 用效率 因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用 基本做到无人化 分拣作 业本身并不需要使用人员 人员的使用仅局限于控制分拣系统的运行 分拣线末端由 人工将分拣出来的物料进行储存 自动分拣系统的经营 管理与维护 1 1 3 3 主要研究的内容主要研究的内容 随着自动分拣技术的飞速发展和应用领域的不断深化 不仅要求其控制可靠性强 使用灵活性高和操作灵活性好 还要其成本低 可开发经济性强 本课题主要研究物 料分拣机以下几个方面的内容 1 滚柱自动分拣装置执行系统的分析与选
14、择 执行系统是由传动部件与机械构件组成 是实现各种运动的实体 主要包括落料 斗 气缸 测微器 挡板等 2 滚柱分拣装置驱动系统的分析与选择 驱动系统是向执行系统各部分提供动力的装置 通过对液压 气压 电气三种驱 动方式的比较 本设计选择电气驱动的方式 3 滚柱分拣装置控制系统的设计 控制系统是分拣装置的指挥系统 它控制驱动系统 让执行系统按规定的要求和 时序进行工作 本系统采用可编程控制器 PLC 对各执行机构进行控制 主要包括对 PLC 的型号选择 传感器类型进行选择 I O 口的选择 对控制系统原理图 自动程序 梯形图的绘制等内容 1 1 4 4 解决的关键问题解决的关键问题 1 滚柱分拣
15、装置的设计问题 要求分拣装置结构简单 经济 具有一定的代表性 西南科技大学 毕业设计 论文 3 2 滚柱分拣装置的控制系统 包括控制系统的电路和控制程序 并解决物料和控 制系统的协调问题 3 执行部件的运动精度的问题 4 传感器的类型选择 5 软件类型选择及运用 6 元件的匹配规则和知识的获取及其表达形式 1 1 5 5 课题来源及本文的主要研究内容课题来源及本文的主要研究内容 1 课题来源 本课题来源于实际生产应用 2 本课题研究的主要内容 本课题的主要设计内容是利用 S7 300 可编程控制器 PLC 光电传感器 电感测 微器 相敏检波电路 电压放大电路 电控阀以及各种指示灯和主令器件组成
16、的电气 控制系统 实现精密滚柱直径筛选系统的控制 而本文主要是利用软件系统仿真来实 现其控制要求 2 工艺方案设计及要求工艺方案设计及要求 2 2 1 1 系统控制要求系统控制要求 2 1 1 滚珠直径分拣系统控制系统示意图 滚珠直径分拣系统示意图如图 2 1 所示 系统由 1 个推料气缸 1 个落料管 1 个 电感测微器 1 个限位挡板 7 个料斗及料斗电磁翻板组成 在落料管的底端装有缺料传 感器 B0 有料时为 0 无料时为 1 推料气缸为双向作用气缸 由电控阀 Ta 和 Tb 控制 当 Ta 得电时 气缸缩回 Tb 得电时气缸伸出 在气缸的两端各装 1 个位置传感器 常 开 气缸缩回到位时 B8 1 为动作 气缸伸出到位时 B8 2 动作 测量机构的钨钢测头 在弹簧的作用下能自然接触被测滚柱 不需要驱动装置 测量机构可根据滚柱直径误 差大小输出 10 10V 的电压信号 限位挡板装有位置传感器 B9 常开 挡板伸出到 位时 B9 动作 缩回到位时 B9 复位 在 7 个料斗入口处均装有 1 个光电传感器 西南科技大学 毕业设计 论文 4 B1 B7 常开 及 1 个电磁翻板 Y1
