柔性制造系统中装配单元的设计.doc

陕西航空职业技术学院 毕业设计（论文） 毕业设计（或毕业论文）题目： 柔性制造系统中装配单元的设计 系（部） 机电工程系 机电一体化技术 学生姓名 *** 班级学号 ***** 指导教师 *** 2012 年 4 月 2 日 毕业设计任务书 机电工程 系 机电一体化技术 专业 学生姓名 *** 学号 ***** 一、毕业设计题目： 柔性制造系统中装配单元的设计 二、毕业设计时间 2012 年4月2日 三、毕业设计地点： 陕西 航 空 职 业 技 术 学 院 指导教师 *** 2012 年 4 月 2 日 目 录 第一章 装配单元简介 1 1.1 装配单元概述 1 1.2 装配单元的结构组成 2 第二章 装配单元的设计与选用 6 2.1 机械手腕部的结构设计 6 2.2 PLC的选用 8 2.2.1可编程序控制器的选型及工作过程 8 2.3 PLC程序的实现 11 2.4可编程序控制器的连接 13 2.5可编程序控制器的工作过程 14 2.6可编程序控制器的使用步骤 14 2.7可编程序控制器的输入输出保护 15 第三章 装配单元的系统控制设计 17 3.0装配单元机械手装置控制系统的设计方案 17 3.0.1机械手的运动 17 3.0.2机械手的驱动方案设计 17 3.0.3 机械手的坐标型式与自由度 17 3.0.4 机械手的控制方案设计 18 3.0.5 机械手的技术参数列表 19 3.1机械手可编程序控制器控制方案 20 3.2可编程控制器的抗干扰措施 23 3.3 PLC应注意的问题及解决方法 25 3.3.1工作环境 25 3.3.2安装与布线 25 3.3.3外部安全 26 第四章 电、气路的设计与调试 27 4.1装配单元的气路设计与连接 27 4.2装配单元的电路设计与接线 29 4.3 装配单元的程序编制与系统调试 30 结 论 31 致 谢 32 参考资料 33 第一章 装配单元简介 1.1 装配单元概述 装配单元是将生产线中分散的两个物料进行装配的过程。主要是通过对自身物料仓库的物料按按生产需要进行分配，并使用机械手将其插入来自加工单元的物料中心孔的过程。装配单元总装实物图如下。 竖直料仓中的物料在重力作用下自动下落，通过两直线气缸的共同作用，分别对底层相邻两物料加紧与松开，完成对连续下落的物料的分配，被分配的物料按指定的路径 落入由气动摆台构成的物料位置转换装置，由摆台完成180度位置变换后，由前后移动气缸，上下移动气缸，气动手指所组成的机械手夹持后位移，并插入以定位的半成品工作中。 1.2 装配单元的结构组成 由于装配单元不仅要完成对分散的物料的装配过程，而且配有自身的物料仓库，因此它的结构组成包括：简易物料仓库，物料分配机构气动系统及其阀组，信号采集及其自动控制系统，以及用于电器连接的端子排组件，整条生产线状态指示灯和用于其他机构安装的铝型材支架及底板，传感安装支架等其他附件。 简易物料仓库 简易物料仓库是由塑料圆棒加工而成，它直接插装在物料分配机构的底座连接孔中，并在顶端放置加强金属环，用以防止空心塑料圆柱的破坏。物料竖直放入料仓的空心圆柱内，由于二者之间有一定的间隙，使其能在重力作用下自由下落。 为了能对料仓缺料时及时报警，在料仓的外部安装漫反射光电传感器，并在料仓塑料圆柱上纵向铣槽，以使光电传感器的红外光斑能可靠照射到被检测的物料上。如下图： 简易物料仓库中的物料外型一致，颜色分为黑色和白色。 2.物料分配机构 它的动作过程是由上下安装水平动作的两直线气缸在PLC的控制下完成的。当供气压力达到规定气压后，打开气路阀门，此时分配机构底部气缸在单电控电磁阀的作用下，恢复到初始状态-----该气缸活塞杆伸出，因重力下落的物料被阻挡，系统上电并正常运行后，当位置变换机构料盘旁的光电传感器检测到位置变换机构需要物料时，物料分配机构中的上部气缸在电磁阀的作用下活塞杆伸出，将与之对应的物料夹紧，使其不能下落，底部气缸活塞杆缩回，物料掉入位置变换机构的料盘中，底部气缸复位伸出，上部的气缸缩回，物料连续下落，为下一次分料做好准备。在两直线气缸上均装有检测活塞杆伸出与缩回到位的磁性开官，用于动作到位检测，当系统正常工作并检测到活塞磁钢的时候，磁性开关的红色指示灯点亮，并将检测到的信号传送给控制系统的PLC。物料分配机构的底部装有用于检测有无物料的光电传感器，使控制过程更准确可靠。 3. 物料位置变换机构 该机构由气动摆台和料盘构成，气动摆台驱动料盘旋转180度，并将摆动到位信号通过磁性开关传给PLC，