下载文档原格式
![毕业设计(论文)-基于机器人货物分拣系统设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/8d4cc7bffe4733687f21aa46.png)
安徽工商职业学院应用工程学院毕业设计题目：基于机器人货物分拣系统设计系别：应用工程学院专业：机电一体化班级：15机电2班姓名：学号：指导教师：日期：目录摘要 (4)第1章引言 (4)、现状及应用 (4) (5) (6) (7)第2章基于机器人货物分拣系统设计 (7) (7) (7) (8) (8) (9) (9) (9) (9) (10) (11) (11) (11) (12) (12)第3章设备的控制系统程序编写 (12) (12)TIA Portal软件的使用 (13)，插入并组态PLC (13) (14) (15) (15) (16) (18) (20)X_SIGHT软件程序的编写 (20) (22) (23) (23) (27)第4章触摸屏设计 (29)第5章总结 (31) (31) (31) (31)摘要当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。
现代机器人都是由机械发展而来。
与传统的机器的区别在于，机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成各种不同的动作。
随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高。
现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。
机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研工作中发挥着越来越大的作用。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能，有时还能超过人的体力能力。
可以24小时甚至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境。
当机器人一点与其他传感器结合到一起后，它也不再是简简单单的机器设备了，比如与视觉搭配起来过后它就能实现和人一样的分辨物体、、、、、、、为了避免危险恶劣的工作环境导致的工伤事故和职业病，保护工人的身心安全，对一些特殊工种，工作量大、环境恶劣、危险性高、人类无法涉足的工作领域都可由工业机器人代替。
基于亚龙yl235aYL-235A-机械手程序A1最简便的程序亚龙YL-235A 型光机电一体化实训考核装置下面写一个这个原理可以运用在比赛上各辅助继电器的作用: M1 料盘电机转动M2 机械手伸前M3 机械手下降M4 机械手爪夹紧M5 机械手上升M6 机械手缩回M7 机械手向右摆M8 机械手伸前M9 机械手下降M10 机械手松开M11 机械手上升M12 机械手缩回M13 机械手左摆我将会写出最简的和最稳定的通用程序这样有助于比赛的时候灵活运用比赛的时候尽量少用传感器YL--235A我们只用三个传感器就可以搞定单料的所有工作方式托架检测要一个落料口要一个还有就是电感的检测金属的要一个至于机械手写程序的时候要不要无所味，但是有初始位置的就另说了但是主程序就没必要写机械手上的传感器了那样太浪费时间了而且谁能确保传感器没有问题？？？我的QQ:406565142 如有疑问我们可以探讨和交流(不管题目怎么出他总归要打入料槽或者用机械手抓走，他归根到底就是分捡) 继这种思想我设计出了这种，简单稳定不容易出错的程序，菜单式的程序，他要什么直接在上面填就可以了类似于点菜至于到底简不简单你看了就知道了，你看"万变不离其宗"符不符合这个程序X0 启动 Y0 红灯x1 停止 Y1 绿灯x2 夹紧 Y2 电机X3 上升 Y4 松开X4 下降 Y5 左移X5 伸前 Y6 右移X6 缩后 Y7 上升X7 推金伸 Y10 下降X10 推金缩 Y11 伸前X11 推白伸 Y12 缩后X12 推白缩 Y13 推金X13 推黑伸 Y14 推白X14 推黑缩 Y15 推黑X15 托检 Y20 电机正转X16 左位 Y21电机反转X17 右位 Y22 高X20 货检 Y23 中X21 检金 Y24 低X22 检白X23 检黑QQ：406565142 邮箱：406565142@M0M113(k13)1(k1) 移位指令说明:初始值:M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M131 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 当接通X0002 T0开定时3 当1秒时间到 T0 发出一个脉冲给SFTL 并且自己断开又重新定时M1得电，并且断开M0M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0….….….M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0K13 是代表机械手要做工13个步骤才能完成K1 代表每次移一位，就每次做一个动作T0 k10 代表每个动作时间间隔是1秒（这个可以改）。
亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置一、亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置简介实训装置由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。
整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可添加机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的机电一体化设备。
模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。
亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置用于教学，可按工作过程导向，工学结合的模式规划教学活动，完成以下工作任务：1. 气动系统的安装与调试项目：选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：★气动方向控制回路的安装；★气动速度控制回路的安装；★摆动控制回路的安装；★气动顺序控制回路的安装；★气动机械手装置的安装；★气动系统安装与调试；2. 电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：★电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；★电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；★气动方向控制程序编写；★气动顺序动作控制程序编写；★气动机械手控制程序编写；★皮带输送机控制程序编写；★机电一体化设备控制程序编写；★自动生产线控制程序编写。
3. 机电设备安装与调试项目选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：★传动装置同轴度的调整；★皮带输送机的安装与调整；★搬运机械手设备安装与调试；★物件分拣设备的安装与调试；★送料设备的安装与调试；★自动生产线设备安装与调试。
目录1、课题内容简介 (3)2、实训器材 (3)3、整机工作原理 (4)4、整机工作流程 (5)5、课题控制要求 (5)5.1、初始状态 (6)5.2、启动 (6)5.3、送料 (6)5.4、机械手搬送工件 (6)5.5、工件分拣 (6)5.6、设备停止 (6)6、工件分拣的意外情况处理 (7)7、进行工件传送分拣的皮带输送机 (7)7.1、物料分拣传送机构 (7)7.2、机械手搬运机构 (8)7.3、皮带传送机的拖动 (9)8、三菱变频器 (10)8.1 、变频器参数设定值 (10)8.2、变频器参数设置方法 (12)8.3 变频器操作 (122)9、I/O分配表 (11)10、I/O分配图 (12)11、PLC控制原理图 (13)12、端子接线布置图 (45)13、气路图 (12)12、状态转移图 (14)13、梯形图 (15)13.1、梯形图截图 (45)13.2、梯形图见设计说明纸 (45)14、结束语 (22)15、参考文献 (23)前言作为自动化专业的学生，PLC是我们最基础的专业课。
众所周知，PLC自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核心控制作用。
PLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境，PLC和工控机（IPC）相比，其运行可靠、可扩展性好、便于电气连接、控制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高级语言都是PLC所不能比拟的。
组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLC，组态软件（上位机）所起的控制作用很小。
人机界面一般用于简单的动作控制，工艺参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上属于控制范畴，但它并未真正起到核心控制作用，因为真正长期的自动运行控制是由PLC完成。
我们不经常使用工控机作为核心控制部分的原因有两点：第一，工控机不适于在很恶略的环境下运行；第二，工控机经常采用的Windows系统并不能够让人放心，其长期运行效果并不好。
尽管PLC、IPC在自动化控制中扮演不同角色，在许多运行连续时间较短，环境相对比较好的地方，人们还是希望使用IPC进行核心控制。
使用IPC进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为简单的办法就是使用组态软件。
在工厂和企业里面PLC一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得PLC的人才太少，希望针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！一. 课题内容简介本次毕业设计项目亚龙YL-235A型光机电一体化设计主要包含了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动、触摸屏控制、可编程控制器、传感器，变频调速等多项技术，为我们提供了一个典型的综合设计环境，使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识，在这里能得到全面的认识与巩固、综合的训练和实际运用。
亚龙YL-235A型光机电一体化实训考核装置既包含了机电一体化专业所涉及的基础知识、专业知识和基本的机电技能要求，也体现了当前先进技术在生产实际中的应用。
同时为我们提供了一个典型的、可进行综合训练的工程环境，为我们构建了一个可充分发挥学生潜能和创造力的实践平台如图1-1三菱PLC主机、变频器：图1-1三菱PLC主机、变频器二．实训器材◆实训控制台一台（电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、警示灯）◆电工常用工具一套◆计算机一台◆连接导线若干◆机械手模拟显示模块一块◆传送带和物料槽、变频器、电机电源模块：三相电源总开关（带漏电和短路保护）、熔断器。
单相电源插座用于模块电源连接和给外部设备提供电源，模块之间电源连接采用安全导线方式连接。
按钮模块：提供了多种不同功能的按钮和指示灯（DC24V），急停按钮、转换开关、蜂鸣器。
所有接口采用安全插连接。
内置开关电源（24V/6A一组，12V/2A一组，）为外部设备工作提供电源。
PLC模块：采用西门子S7-200CN系列数字量输出模块EM222 输出，所有接口采用安全插连接。
变频器模块：三菱E540-0.75KW 控制传送带电机转动，所有接口采用安全插连接。
警示灯：共有绿色和红色两种颜色。
引出线五根，其中并在一起的两根粗线是电源线（红线接“+24”，黑红双色线接“GND”），其余三根是信号控制线（棕色线为控制信号公共端，如果将控制信号线中的红色线和棕色线接通，则红灯闪烁，将控制信号线中的绿色线和棕色线接通，则绿灯闪烁）。
三．整机工作原理在触摸屏上按启动按扭后，装置进行复位过程，当装置复位到位后，由PLC启动送料电机驱动放料盘旋转，物料由送料盘滑到物料检测位置，物料检测光电传感器检测；如果送料电机运行若干秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料机构已经无物料或故障，这时要停机并报警；当物料检测光电传感器检测到有物料，将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出手爪下降抓物，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降，将物料放到传送带上，落料口的物料检测传感器检测到物料后启动传送带输送物料，同时机械手按原来位置返回，进行下一个流程；传感器则根据物料的材料特性、颜色等特性进行辨别，分别由PLC控制相应电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。
四、整机工作流程五.课题控制要求工件分拣设备能自动完成金属工件、黑色塑料工件与白色塑料工件的传送、分拣与包装任务。
1. 初始状态通电后，红色警示灯闪亮，提示工件分拣设备送电。
此时，设备的相关部件应为初始状态。
相关部件的初始状态为：⑴供料盘的拨杆停止转动。
⑵机械手停止在左限止位置，气爪松开，手臂气缸和悬臂气缸活塞杆缩回。
⑶传送带停止运行，分拣气缸A、B、C的活塞杆全部缩回复位。
⑷急停按钮处于复位位置（常开触点断开、常闭触点闭合）。
2．启动在设备相关部件为初始状态的情况下，才能按下启动按钮SB5使设备进入运行，红色警示灯灭，绿色警示灯闪亮。
3. 送料按下启动按钮SB5后，若物料盘上的出口传感器检测无物料，则送料电动机开启，驱动物料盘旋转送料，当出料口传感器检测到物料后停止送料；如果送料电动机运行20秒后，出料口传感器仍没检测到物料，则停止送料，红色警示灯闪亮，报警器报警，直到按下复位按钮才停止报警，并重新开始。
4.机械手搬送工件当出料口传感器检测到物料且机械手和各气缸活塞杆的位置正确时，按下启动按钮，机械手开始搬物加工。
机械手悬臂伸出——下降——夹紧物料，夹紧1秒后——上升——缩回——右转——伸出——下降——放物，延时1秒后——上升——缩回——左转至左侧极限位置停止，等待传送带上的工件分拣完成后再进行下一次搬物。
5. 工件的分拣通过皮带输送机位置Ⅱ的进料口到达传送带上的工件，按下面的方式分拣：进料口放入工件后，传送带启动。
放入传送带上金属、白色塑料或黑色塑料中每种工件的第一个，由位置Ⅲ的气缸A推入出料斜槽D；每种工件第二个由位置Ⅳ的气缸B推入出料斜槽E；每种工件第二个以后的则由位置Ⅴ的气缸C推入出料斜槽F。
每次将工件推入斜槽，气缸活塞杆缩回后，机械手再进行搬运下一个工件。
推料时，传送带要先停止。
当出料斜槽D和E中各有1个金属、白色塑料和黑色塑料工件时，设备停止运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮，报警器报警2秒，等待下一轮的工作。
6. 设备的停止需要停止工作，按下停止按钮SB6。
按下停止按钮SB6时，所有正在工作的部件，应完成当前工件分拣成功后，设备才能停止运行，绿色警示灯灭，红色警示灯闪亮。
再次启动时，设备继续运行。
六.工件分拣设备的意外情况处理机械手在夹持工件时可能会出现意外，请对这种情况作出下述处理与保护：由于位置Ⅰ的机械手取件平台的工件相互挤压，使机械手气爪夹持不到工件就提升。
发生此种情况时，机械手应立刻回到初始状态并停止，同时蜂鸣器发出鸣叫声。
当出现这种情况，蜂鸣器发出鸣叫后，工作人员应按下急停按钮QS使设备停止运行。
QS按下后，蜂鸣器停止发声。
当故障排除后，作人员将QS复位，设备将在停止时保持的状态上继续运行。
七.进行工件传送分拣的皮带输送机7.1物料分拣传送机构在传送带支架上的位置Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别安装光电传感器或接近式开关。
在位置Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别安装工件推送气缸A、B、C，各气缸有对应的出料斜槽D、E、F，各气缸也装有检测活塞杆位置的磁性开关。
1－磁性开关D-C73 2－传送分拣机构 3－落料口传感器 4－落料口5－料槽6－电感式传感器 7－光纤传感器 8－过滤调压阀 9－节流阀 10－三相异步电机 11－光纤放大器 12－推料气缸图5-1 工件分拣设备元件、器件名称及位置落料口传感器：检测是否有物料到传送带上，并给PLC一个输入信号。
落料孔：物料落料位置定位。
料槽：放置物料。
电感式传感器：检测金属材料，检测距离为3~5mm。
光纤传感器：用于检测不同颜色的物料，可通过调节光纤放大器来区分不同颜色的灵敏度。
三相异步电机：驱动传送带转动，由变频器控制。
推料气缸：将物料推入料槽，由电控气阀控制。
7.2机械手搬运机构1－旋转气缸 2－非标螺丝 3－气动手爪 4－手爪磁性开关Y59BLS 5－提升气缸6－磁性开关D-C73 7－节流阀 8－伸缩气缸 9－磁性开关D-Z73 10－左右限位传感器11－缓冲阀 12－安装支架整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。
手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制。
磁性传感器：用于气缸的位置检测。
检测气缸伸出和缩回是否到位，为此在前点和后点上各一个，当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个信号；（在应用过程中棕色接PLC主机输入端，蓝色接输入的公共端）手爪: 抓取和松开物料由双电控气阀控制，手爪夹紧磁性传感器有信号输出，指示灯亮，在控制过程中不允许两个线圈同时得电。
旋转气缸：机械手臂的正反转，由双电控气阀控制。
接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出。
（在应用过程中棕色线接直流24V电源“+”、蓝色线接直流24V电源“-”、黑色线接PLC主机的输入端）伸缩气缸：机械手臂伸出、缩回，由电控气阀控制。
气缸上装有两个磁性传感器，检测气缸伸出或缩回位置。
缓冲器：旋转气缸高速正转和反转时，起缓冲减速作用7.3皮带传送机的托动皮带输送机由带减速箱的三相交流电动机拖动，交流电动机转速由变频器控制，运行频率设定为正转30Hz，反转20Hz,加、减速时间等于1s。
八.变频器参数设置8.1变频器参数设定值8.2参数设置方法8.3变频器操作8.4变频器操作面板说明八. I/O分配表12. PLC控制原理图分配12、端子接线布置图13、气路图十三.梯形图13.1梯形图截图1.主部分部分梯形图2.复位部分程序截图3.机械手部分程序截图4.机械手动作不分程序截图5.物料分拣部分程序截图设计心得紧张刺激的亚龙YL235A型光机电一体化实训结束了，每个实训结束的时候都会写这个，本次也是相同项目的第二个实训结束，心情反而有些沉重起来，我们知道的太少了，在编程的时候大多的知识不能连贯起来灵活的运用，就好像上次的期末上机考试，在充分的准备下，老师考了却是最基本的，可问题就出现在这里了，最基本的倒不会了，在PLC编程中其实我们学的最多的是步进指令，老师也有意的让我们去使用这一指令，虽然PLC的指令有很多，在本次实训中，同学们用到的也都是步进指令，所以这是我们锁必须学会的，门门了解不如一门精通，在设计中一直有几个问题：1、步进指令中运用主控控制怎么才能让每次启动的时候能一直循环下去，在我们这一小组，刚开始运用的也是主控，但是到后来发现每次启动的时候，都必须手动强制使S20得电，这样显然是不行的，本人比较喜欢主控，比较方便，不会像其他必须在每一步前加一个继电器。
