YUY-235光機電一體化設備的系統(tǒng)設計制作

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)通過應用變頻器和PLC 進行系統(tǒng)設計,，可以較好的滿足生產(chǎn)過程中的復雜要求。
2,、加工設備
2.1加工設備構成
加工設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、分揀的設備,。該加工設備由上料機構,、上料檢測機構、搬運機構,、物料傳送和分揀機構等部件組成,，各部件和一些主要元件的名稱、安裝位置如圖1 所示,。

圖1 加工設備示意圖
2.2加工設備的動作和控制要求
(1) 接通電源后,，若設備不在初始位置則自動復位; 若設備在初始位置,，按啟動按扭后，PLC 啟動送料電機驅動放料盤旋轉,，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－ 轉動至右側極限位置－ 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－ 轉動至左側極限位置停止,。
(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,，表示設備可再次進行將毛坯加工為成品的工序,。設定一批代加工物料為30 個,，全部加工完成后機器自動停止，若總任務沒有完成則自動重復運行,。
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,，若總任務沒有完成則自動重復運行,。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 型光機電一體化設備,，通過應用變頻器和PLC 進行系統(tǒng)設計,，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 型光機電一體化設備運行比較穩(wěn)定可滿足生產(chǎn)需要,。