2886 基于PLC控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì)
2886 基于PLC控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì),基于,plc,控制,節(jié)制,自動,軸承,分選,研究,鉆研,設(shè)計(jì)
附表 4：寧波大紅鷹學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書所在學(xué)院 機(jī)電學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動化 班級 08 機(jī)自 4 班學(xué)生姓名 劉哲 學(xué)號 08141010411 指導(dǎo)教師 朱火美題 目 基于 PLC 控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求：（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等） （紙張不夠可加頁）課題簡介：目前隨著可編程控制器 PLC 朝著小型化、廉價(jià)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，并與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，使 PLC 功能更強(qiáng)，可靠性更高，使用更方便，適用面更廣。本課題基于 PLC 控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì)，主要實(shí)現(xiàn)如下功能：1）通過 PLC 控制實(shí)現(xiàn)軸承 Z1、Z2、Z3 的三級自動分選； 2）報(bào)警功能：分選過程出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動報(bào)警。主要任務(wù)：（1）總體方案設(shè)計(jì)（2）分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并建立三維模型（3）電機(jī)選型、I/O 地址分配及 PLC 選型（4）設(shè)計(jì)控制電路圖（5）設(shè)計(jì)軟件，編寫相應(yīng)的程序（6）撰寫 1 萬字以上設(shè)計(jì)說明書一份。參考資料：PLC 相關(guān)資料，電機(jī)選型資料、電路設(shè)計(jì)相關(guān)資料。1 2 34 567 89成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 .化學(xué)工業(yè)出版社. 二、畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 2011 年 7 月 1 日至 2012 年 4 月 1 日計(jì) 劃 答 辯 時(shí) 間： 2012 年 4 月 10 日三、專業(yè)（教研室）審批意見：審批人（簽字）：工作任務(wù)與工作量要求：原則上查閱文獻(xiàn)資料不少于 12 篇，其中外文資料不少于 2 篇；文獻(xiàn)綜述不少于 3000 字；文獻(xiàn)翻譯不少于 2000 字；畢業(yè)論文 1 篇不少于 8000 字，理工科類論文或設(shè)計(jì)說明書不少于 6000 字（同時(shí)提交有關(guān)圖紙和附件） ，外語類專業(yè)論文不少于相當(dāng) 6000 漢字。 提交相關(guān)圖紙、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、調(diào)研報(bào)告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，請查閱寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊 。備注：學(xué)生一人一題，指導(dǎo)教師對每一名學(xué)生下達(dá)一份畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 。分 類 號 密 級 寧xx 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )基于 PLC 控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師 年 月 日誠 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文基于 PLC 控制的自動軸承分選機(jī)研究與設(shè)計(jì)均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日I摘 要在軸承分選上，設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量與五、六年前相比有了提高，但產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造的細(xì)節(jié)仍需要進(jìn)行改進(jìn),尤其在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)的處理上與國外先進(jìn)公司的產(chǎn)品存在較大的差距。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要對全自動軸承分選裝置整體的設(shè)計(jì)，保證裝配后該裝置能夠很好的實(shí)現(xiàn)軸承自動測量分選過程。測量和分選部分是全自動軸承內(nèi)徑分選裝置的重要組成部分。測量檢測區(qū)包括測量平臺、固定支架、測量系統(tǒng)、出料氣缸、撥料氣缸、滑動氣缸等部件，分選部分主要是實(shí)現(xiàn)把不合格軸承和合格軸承分別運(yùn)送出測量區(qū)。所以，我們要根據(jù)待檢軸承的內(nèi)徑尺寸分析確定測量區(qū)測量平臺的長度、寬度等尺寸，選取合適的測量檢測系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：軸承，測量，分選，測量IIAbstractOn the whole of the diameter measurements and sort of bearing industry, equipment design and manufacturing quality compared to five or six years ago has been improved, but the product design and manufacturing details are still need to improve, especially in the structural design of the product, there is still has a wide gap with advanced foreign products. The graduation design of myself is mainly responsible for bearing diameter measuring , this device can realize bearing diameter of automatic measurement and sorting process.Measuring and sorting is an important part in automatic bearing diameter . Measurement test area including measuring platform, brackets, measuring system, discharging cylinder, dial cylinder, sliding cylinder and so on. Separating part is mainly used to carry out the unqualified bearings and qualified bearing from measuring area. Therefore, we should according to the analysis of the bearing diameter measuring to determine measuring platform areas such as length, width, and the proper size measurement test system, Then according to the needs of pneumatic transmission design principle, and design the cylinders which are use to realize the different function.Key Words: bearing , measurement, sorting, measureIII目 錄摘 要 .IAbstract .II目 錄 .III第 1 章 緒論.51.1 軸承分選的介紹 .51.1.1 軸承分選的發(fā)展現(xiàn)狀 .51.2 PLC 介紹 .71.2.1 PLC 的基本概念 .71.2.2 構(gòu)成 .71.2.3 PLC 的工作原理 .81.2.4 PLC 的技術(shù)原理 .101.2.5 PLC 的優(yōu)點(diǎn) .101.3 本章小結(jié) .11第 2 章 方案論證.112.1 軸承分選的方案 .112.1.1 納米測量技術(shù) .112.1.2 網(wǎng)絡(luò)儀器的開發(fā)應(yīng)用 .112.1.3 自動排序進(jìn)料設(shè)備 .112.2 方案的比較與選擇 .122.3 本章小結(jié) .12第 3 章 分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).133.1 自動供料排序機(jī)構(gòu)振動盤的設(shè)計(jì) .133.1.1 供料機(jī)構(gòu)的任務(wù)基本組成及設(shè)計(jì)要求 .133.1.2 振動盤的介紹 .143.2 測量分選區(qū)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .153.2.1 設(shè)計(jì)的已知條件 .153.2.2 測量分選區(qū)測量分選總體方案 .16IV3.2.3 測量分選原理 .173.2.4 測量分選區(qū)總體布局示意圖 .173.2.5 軸承滑動軌道的設(shè)計(jì) .182 軌道的基本尺寸 .183.2.6 滑動氣缸的軌道及輸料槽設(shè)計(jì) .193.2.7 彈簧的選擇 .203.3 本章小結(jié) .20第 4 章 軸承分選機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .214.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .214.1.1 PLC 選型依據(jù) .214.1.2 工作原理 .224.1.3 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì) .22結(jié)束語.27致謝.28參考文獻(xiàn).295第 1 章 緒論1.1 軸承分選的介紹在機(jī)械行業(yè)中，軸承是重要的標(biāo)準(zhǔn)零件之一，其質(zhì)量好壞在一定程度上影響整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的性能。軸承產(chǎn)品精度的高低與性能的好壞是靠儀器、設(shè)備來檢測和判斷的。因此，軸承檢測儀自身是否先進(jìn)，將直接影響到軸承產(chǎn)品檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。目前，我國軸承企業(yè)廣泛應(yīng)用了自動化程度比較高的加工機(jī)床，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到了很大的提高。但是在快速發(fā)展的軸承行業(yè)里,存在著一個(gè)瓶頸問題,那就是對成品軸承內(nèi)徑檢測還是使用很原始的方法,即廣泛使用傳統(tǒng)的內(nèi)徑千分尺 ,對軸承進(jìn)行人工測量分選。這種測量分選方法測量精度低，隨機(jī)誤差大，檢測結(jié)果比較不穩(wěn)定,自動化程度低，工人勞動強(qiáng)度大，已不能滿足高精度測量的要求。為彌補(bǔ)產(chǎn)品測量分選技術(shù)領(lǐng)域與國外先進(jìn)技術(shù)方面存在的不足，同時(shí)也為了適應(yīng)軸承行業(yè)，特別是產(chǎn)品出口企業(yè)對各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的有效把握和檢測方面的迫切需求，以及從根本上控制檢測分選質(zhì)量和降低成本，確實(shí)提高測量精度和分選效率,降低工人勞動強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、高自動化的軸承測量并分選過程，就需要我們在各方面都加以改善，并針對先進(jìn)制造技術(shù)和提高已有產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性兩個(gè)方面齊頭并進(jìn)，進(jìn)行專項(xiàng)突破，研究制造出一種高精度、自動化程度較高的軸承內(nèi)徑測量分選裝置，對于提高軸承內(nèi)徑的測量效率和減少工人勞動強(qiáng)度，具有重要意義?？傊槍鴥?nèi)軸承檢測分選的現(xiàn)狀和實(shí)際要求，一些精度高、測速快且又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的自動化檢測分選裝置應(yīng)盡快研制出來，以滿足飛速發(fā)展的軸承工業(yè)生產(chǎn)的需求。本文綜合論述了研究軸承自動檢測分選裝置的意義、軸承內(nèi)徑測量分選技術(shù)的現(xiàn)狀及目前國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)。在分析比較了各種常用軸承內(nèi)徑測量分選方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合軸承測量過程中的特點(diǎn)和工作環(huán)境，確定了軸承自動檢測分選裝置的設(shè)計(jì)方案。1.1.1 軸承分選的發(fā)展現(xiàn)狀在 現(xiàn) 代 化 的 軸 承 分 選 過 程 中 ， 消 耗 于 軸 承 送 料 的 時(shí) 間 損 失 是 檢 測 分 選 過 程 的 一部 分 ， 它 屬 于 輔 助 時(shí) 間 。 我 們 知 道 要 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 減 少 生 產(chǎn) 中 的 輔 助 時(shí) 間 將 是 非 常寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6重 要 的 一 個(gè) 環(huán) 節(jié) 。 而 想 減 少 輔 助 時(shí) 間 必 須 實(shí) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 的 自 動 化 ， 自 動 化 送 料 機(jī) 構(gòu) 就 是為 實(shí) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 中 上 料 工 序 自 動 化 而 設(shè) 計(jì) 的 一 種 專 用 機(jī) 構(gòu) 。自 動 化 送 料 機(jī) 構(gòu) 可 供 散 亂 的 不 同 型 號 軸 承 經(jīng) 過 定 向 機(jī) 構(gòu) ， 實(shí) 現(xiàn) 定 向 排 序 ， 然 后順 序 地 由 送 料 機(jī) 構(gòu) 送 到 下 道 工 序 中 。 這 在 自 動 化 成 批 大 量 的 生 產(chǎn) 中 顯 然 是 實(shí) 用 的 ，它 不 但 可 把 操 作 人 員 從 重 復(fù) 而 繁 重 的 勞 動 中 解 脫 出 來 ， 而 且 對 保 證 安 全 生 產(chǎn) 也 是 一種 行 之 有 效 的 辦 法 。目 前 ， 國 內(nèi) 擁 有 大 量 的 裝 置 ， 如 果 把 它 們 能 改 造 成 半 自 動 或 自 動 的 裝 置 ， 將 會充 分 發(fā) 揮 裝 置 的 潛 在 力 量 ， 這 是 一 個(gè) 具 有 重 大 意 義 的 事 情 。 而 在 裝 置 上 安 裝 自 動 送料 機(jī) 構(gòu) 便 是 其 中 一 個(gè) 主 要 方 面 。隨著社會的發(fā)展，振動盤科技的進(jìn)步，經(jīng)過最近十幾年的發(fā)展，幾乎所有的企業(yè)都逐步步入自動化的流程。傳統(tǒng)的手工作業(yè)逐步被機(jī)械自動化設(shè)備所代替。自動化自動送料器被各行各業(yè)所利用起來，自動化自動送料器代替了傳統(tǒng)的手工作業(yè),大大節(jié)省了間和人力資源,提高了工作效益,也避免高危機(jī)械設(shè)備用人來操作時(shí)的危險(xiǎn)度。用自動化自動送料器來送料就不需要用人為來擺放，機(jī)械功能多元化，高效率節(jié)省人力物力降低成本追求卓越超越自我目前許多輕工機(jī)械，電子電器，五金鐘表，醫(yī)藥食品，電池，接插件，噴霧閥，等各行業(yè)產(chǎn)品自動化或半自動化生產(chǎn)，裝配的工件自動排序供料都有用到自動化自動送料器。振動盤行業(yè)在中國發(fā)展了幾十年，經(jīng)過近幾年來的高速發(fā)展，技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。隨著全球化競爭進(jìn)程的不斷深入，作為一個(gè)制造大國，未來的發(fā)展之路也應(yīng)該有長遠(yuǎn)的打算。當(dāng)前我國已成為世界振動盤生產(chǎn)大國，但國內(nèi)的振動盤行業(yè)企業(yè)，很多都是在國內(nèi)的大市場里淘金。這就導(dǎo)致了振動盤行業(yè)對國內(nèi)政策的依賴性強(qiáng)，當(dāng)前國家宏觀調(diào)控政策就對振動盤行業(yè)產(chǎn)生很大的打擊。而面對國際大舞臺，許多知名的國內(nèi)企業(yè)，競爭起來也力不從心。因此，我們說振動盤行業(yè)的未來之路在于與國際接軌。而實(shí)現(xiàn)與國際接軌的過程并不是一蹴而就的?，F(xiàn)在雖然有很多其他類型的零件給料器可以利用，但是振動盤給料器是應(yīng)用最為廣泛和最為通用的零件進(jìn)給設(shè)備。本次設(shè)計(jì)可以采用振動盤的方案來實(shí)現(xiàn)自動排序進(jìn)料，操作應(yīng)用也比較簡單。在自動裝配中，當(dāng)考慮到零件給料器時(shí)，必須記住一點(diǎn)：給料器的零件輸出量總是受被進(jìn)給機(jī)器的限制。機(jī)器一般是以嚴(yán)格一致的速率消耗零件。在零件給料器的設(shè)計(jì)與測試過程中，當(dāng)給料器沒有和機(jī)器接在一起時(shí)，常常能方7便的觀測到進(jìn)給速率，在這些條件下的進(jìn)給速率不能低于機(jī)器節(jié)拍。 零 件 給 料 器 目 前 一 般 可 以 分 為 ： 往 復(fù) 式 給 料 器 、 回 轉(zhuǎn) 式 給 料 器 、 帶 式 給 料 器 和振 動 式 給 料 器 。 很 明 顯 ， 當(dāng) 研 究 對 某 個(gè) 特 殊 應(yīng) 用 的 可 能 選 擇 的 方 法 時(shí) ， 零 件 進(jìn) 給 的所 有 姿 態(tài) 必 須 考 慮 。軸承是一種具有高度互換性的標(biāo)準(zhǔn)部件，它具有摩擦力小，啟動容易，潤滑簡單，便于更換等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)械系統(tǒng)中幾乎是不可缺少的部件，作為重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，軸承是各種機(jī)械零部件的檢測中，需要人工把被測量零件安放在測試平臺或轉(zhuǎn)軸上，定好位夾緊以后，再進(jìn)行測量，這樣既影響了測量的效率，又增加了工作人員的勞動強(qiáng)度。為了對以往的進(jìn)料設(shè)備性能有明顯的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一套高效率、自動化程度高的自動排序進(jìn)料設(shè)備。1.2 PLC 介紹1.2.1 PLC 的基本概念早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制（Programmable Logic Controller, PLC） ，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱 PLC,PLC 自 1969 年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大。1.2.2 構(gòu)成 a、電源PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去b. 中央處理單元（CPU)中央處理單元（CPU）是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。d、輸入輸出接口電路 1現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。2現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用 PLC 通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。e、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。f、通信模塊如以太網(wǎng)、RS485、 Profibus-DP 通訊模塊等。1.2.3 PLC 的工作原理一. 掃描技術(shù)當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。（一） 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(二） 用戶程序執(zhí)行階段，在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏9輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。（三） 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。4、PLC 內(nèi)部運(yùn)作方式雖然 PLC 所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器等名稱，但PLC 內(nèi)部并非實(shí)體上具有這些硬件，而是以內(nèi)存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外部機(jī)械裝置做實(shí)體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。實(shí)際上 PLC 執(zhí)行階梯圖程式的運(yùn)作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入 CPU 中并最后執(zhí)行控制運(yùn)作。在整個(gè)的掃描過程包括三大步驟， “輸入狀態(tài)檢查” 、 “程式執(zhí)行” 、 “輸出狀態(tài)更新”說明如下：步驟一“輸入狀態(tài)檢查”：PLC 首先檢查輸入端元件所連接之各點(diǎn)開關(guān)或傳感器狀態(tài)（1 或 0 代表開或關(guān)） ，并將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中對應(yīng)之位置 Xn。步驟二“程式執(zhí)行”：將階梯圖程式逐行取入 CPU 中運(yùn)算，若程式執(zhí)行中需要輸入接點(diǎn)狀態(tài)，CPU 直接自內(nèi)存中查詢?nèi)〕觥］敵鼍€圈之運(yùn)算結(jié)果則存入內(nèi)存中對應(yīng)之位置，暫不反應(yīng)至輸出端 Yn。步驟三“輸出狀態(tài)更新”：將步驟二中之輸出狀態(tài)更新至 PLC 輸出部接點(diǎn)，并且重回步驟一。此三步驟稱為 PLC 之掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為 PLC 之反應(yīng)時(shí)間，PLC 輸入訊號之時(shí)間若小于此反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端“程式結(jié)束再生” 。 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）105、PLC 的特點(diǎn)plc 具有以下鮮明的特點(diǎn)。 （1） 系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的 PID 回 路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。 （2） 使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 （3） 能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。6、PLC 目前的主要品牌美國 AB，比利時(shí) ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺達(dá)，富士，施耐德，信捷 創(chuàng)研等。1.2.4 PLC 的技術(shù)原理PLC 利用1.6M 到30M 頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時(shí)，利用 GMSK 或 OFDM 調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，然后在電力線上進(jìn)行傳輸，在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號濾出，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M45M 之間。PLC 設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與內(nèi)部 PLC 調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時(shí)，來自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的 Internet。1.2.5 PLC 的優(yōu)點(diǎn)1實(shí)現(xiàn)成本低 由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。2范圍廣 電力線是覆蓋范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。PLC 可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。3高速率 PLC 能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而 4.5M45Mbps 之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號上網(wǎng)和 ISDN，比 ADSL 更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。更高速率的 PLC 產(chǎn)品正在研制之中。4永遠(yuǎn)在線 PLC 屬于即插即用，不用煩瑣的撥號過程，接入電源就等于接入網(wǎng)絡(luò)！5便捷 不管在家里的哪個(gè)角落，只要連接到房間內(nèi)的任何電源插座上，就可立即擁有 PLC 帶來的高速網(wǎng)絡(luò)享受！ 111.3 本章小結(jié)本章主要對軸承自動分選知識的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹，然后介紹了一些 PLC 的相關(guān)知識。第 2 章 方案論證2.1 軸承分選的方案2.1.1 納米測量技術(shù)目前機(jī)械加工業(yè)已突破了 0.01um 的進(jìn)給技術(shù)，0Olum 圓度的加工技術(shù)和納米級的粗糙度加工技術(shù)。納米級的加工技術(shù)必然對軸承檢測提出更高的要求，已有的儀器檢測精度已經(jīng)不能滿足制造業(yè)對產(chǎn)品檢測的需求。產(chǎn)品精度的縱向延伸同時(shí)也將給國內(nèi)的儀器制造業(yè)帶來較大的沖擊，從而迫使軸承儀器的生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度，緊緊跟蹤世界先進(jìn)技術(shù)，將測量技術(shù)也提升到與納米加工相適應(yīng)的納米測量。2.1.2 網(wǎng)絡(luò)儀器的開發(fā)應(yīng)用CAQN(Computer Auto Quality Net)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密檢測技術(shù)組建的嶄新的質(zhì)量自動化網(wǎng)絡(luò)，是信息時(shí)代的質(zhì)量管理與質(zhì)量控制體系，能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動采集和傳遞，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)量監(jiān)督和管理，實(shí)現(xiàn)以預(yù)防為主的統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)。2.1.3 自動排序進(jìn)料設(shè)備自動化送料機(jī)構(gòu)可供散亂的不同型號軸承經(jīng)過定向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)定向排序，然后順序地由送料機(jī)構(gòu)送到下道工序中。這在自動化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實(shí)用的，它不但可把操作人員從重復(fù)而繁重的勞動中解脫出來，而且對保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的辦法。目前，國內(nèi)擁有大量的裝置，如果把它們能改造成半自動或自動的裝置，將會充分發(fā)揮裝置的潛在力量，這是一個(gè)具有重大意義的事情。而在裝置上安裝自動送料機(jī)構(gòu)便是其中一個(gè)主要方面。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12軸承是一種具有高度互換性的標(biāo)準(zhǔn)部件，它具有摩擦力小，啟動容易，潤滑簡單，便于更換等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)械系統(tǒng)中幾乎是不可缺少的部件，作為重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，軸承是各種機(jī)械零部件的檢測中，需要人工把被測量零件安放在測試平臺或轉(zhuǎn)軸上，定好位夾緊以后，再進(jìn)行測量，這樣既影響了測量的效率，又增加了工作人員的勞動強(qiáng)度。為了對以往的進(jìn)料設(shè)備性能有明顯的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一套高效率、自動化程度高的自動排序進(jìn)料設(shè)備。2.2 方案的比較與選擇通過對 2.1 節(jié)的介紹,我們不難發(fā)現(xiàn) 2.1.1 的納米測量技術(shù)在我國還沒怎么發(fā)展,起步晚,想想在未來的社會一定能夠?qū)崿F(xiàn),但現(xiàn)階段還比較遙遠(yuǎn).2.1.2 網(wǎng)絡(luò)儀器的開發(fā)技術(shù),聽起來有點(diǎn)懸浮,距離我們也很遙遠(yuǎn)。綜合比較我們選擇方案三,是目前比較合理也切實(shí)可行的一種設(shè)計(jì)方案。為了提高和保證產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)中對一些部件按照一定的工藝要求進(jìn)行歸類分組是必要的。以軸承的生產(chǎn)為例，要求對生產(chǎn)中的滾針和滾柱進(jìn)行分選組別，這一工作由軸承滾針分選機(jī)來完成。分選機(jī)的功能是對工件進(jìn)行連續(xù)測量，將被測參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)電路放大、邏輯運(yùn)算處理后?？刂葡鄳?yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對工件實(shí)行自動分選。2.3 本章小結(jié)本章主要對軸承自動分選幾種進(jìn)行比較和分析,最終我們選取自動排序進(jìn)料設(shè)備是目前切實(shí)可行的一種方案.我們將在今后的篇幅當(dāng)中重點(diǎn)介紹。13第 3 章 分選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 自動供料排序機(jī)構(gòu)振動盤的設(shè)計(jì)3.1.1 供料機(jī)構(gòu)的任務(wù)基本組成及設(shè)計(jì)要求供料機(jī)構(gòu)的任務(wù)是把待加工的物品（工件）從存料器（料箱）中分離出來，按照自動機(jī)的加工要求，定量、定時(shí)、定向地送到加工位置。供料機(jī)構(gòu)主要由四大部分（機(jī)構(gòu)、裝置）組成。(1) 定時(shí)裝置定時(shí)裝置主要是按照自動機(jī)生產(chǎn)節(jié)拍，使供料機(jī)構(gòu)定時(shí)工作，準(zhǔn)時(shí)供料。在定時(shí)裝置設(shè)計(jì)中，主要解決工件送料與自動機(jī)加工節(jié)奏協(xié)調(diào)一致問題。一般由供料機(jī)構(gòu)與相關(guān)的其它機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動鏈來保證，所以供料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)必須與自動機(jī)工作循環(huán)相協(xié)調(diào)。也可以采用獨(dú)立驅(qū)動的供料機(jī)構(gòu)，例如電磁振動供料器、供送料機(jī)械手，但要由控制系統(tǒng)或設(shè)計(jì)諸如閘門等隔離裝置，使供料機(jī)構(gòu)停止或送料。(2) 定量裝置定量裝置是根據(jù)自動機(jī)加工工藝的要求，在每一個(gè)工作循環(huán)送出規(guī)定數(shù)量的工件。定量可以分為量（如重量、體積）和數(shù)（如件、個(gè)），例如酒類、洗衣粉等物料主要是定量，螺釘、香皂、軸承等主要是定數(shù)，成卷的塑料帶、薄鐵皮、細(xì)鋼棒等物料則是定長度。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)供送物料的形、性態(tài)等來確定。定量裝置往往需要隔離裝置、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等來配合。（3）定向裝置保證工件按照工藝加工的方位要求送出。定向送料在單件物品加工中是一個(gè)關(guān)鍵問題。定向機(jī)構(gòu)一般與糾正、剔除機(jī)構(gòu)等配合工作。（4）其它裝置例如，定位裝置、隔離裝置、卷料的矯直機(jī)構(gòu)、帶狀料的糾偏調(diào)位機(jī)構(gòu)不符合要求工件的剔除機(jī)構(gòu)、缺料檢測機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等等。定位在自動機(jī)設(shè)計(jì)中也是一個(gè)比較重要的問題，送料不到位或有偏差都會影響自動機(jī)的正常工作。在設(shè)計(jì)中，可把定位裝置歸到工藝執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，也可歸到供料機(jī)構(gòu)中。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14任何供料機(jī)構(gòu)必須具有定時(shí)定量裝置，而定向和定量裝置，而定向和其他裝置可根據(jù)工件及加工要求設(shè)置。供料機(jī)構(gòu)是自動機(jī)、自動線中的主要工作機(jī)構(gòu)之一，其性能優(yōu)劣及自動化程度直接影響到自動機(jī)的生產(chǎn)率、加工質(zhì)量及其勞動條件。因此，對供料機(jī)構(gòu)有如下的一些要求：1）根據(jù)自動機(jī)的生產(chǎn)節(jié)拍及工位位置，快速、準(zhǔn)確、可靠地將工件送到位；2）供料過程平穩(wěn)、無沖擊，不能損傷工件；3）適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)整方便；4）結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。3.1.2 振動盤的介紹振動盤是一種自動組裝機(jī)械的輔助設(shè)備，能把各種產(chǎn)品有序排出來，它可以配合自動組裝設(shè)備一起將產(chǎn)品各個(gè)部位組裝起來成為完整的一個(gè)產(chǎn)品。自動送料振動盤是一種自動定向排序的送料設(shè)備,是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序,有個(gè)脈沖電磁鐵，可以使料斗垂直方向振動，由于彈簧片的傾斜，使料斗繞其垂直軸做扭擺振動。振動盤的工作原理： 振動盤料斗下面有個(gè)脈沖電磁鐵，可以使料斗作垂直方向振動，由傾斜的彈簧片帶動料斗繞其垂直軸做扭擺振動。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動，而沿螺旋軌道上升，直到送到出料口。 其工作目的是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序。 振動盤的應(yīng)用行業(yè)： 振動盤廣泛應(yīng)用于電子、五金、塑膠、醫(yī)藥、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各個(gè)行業(yè)，是解決工業(yè)自動化設(shè)備供料的必須設(shè)備。振動盤除滿足產(chǎn)品的定向排序外還可用于分選、檢測、計(jì)數(shù)包裝等，是一種現(xiàn)代化高科技產(chǎn)品。15圖 振動盤3.2 測量分選區(qū)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1 設(shè)計(jì)的已知條件假設(shè)待測量分選的軸承內(nèi)圈型號： 3208；GB/T 296-1994 基本尺寸：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 3.2 3308 型軸承3.2.2 測量分選區(qū)測量分選總體方案利用線陣 CCD 進(jìn)行目標(biāo)尺寸（含大小、高度、寬度、厚度、直徑等技術(shù)指標(biāo)）測量是當(dāng)前高精度非接觸測量以及計(jì)量檢測領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段之一，如對光纖光纜生產(chǎn)過程中的直徑測量與控制、電纜直徑測量與控制、在線產(chǎn)鋼長度測量、紗線粗細(xì)測量、標(biāo)桿尺寸測量等等。本文以測量被測件的尺寸為例子（大小、高度、寬度、厚度、直徑等指標(biāo)的測量與此類同） ，詳細(xì)介紹如何根據(jù)測量所需要的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，如要求被測精度、被測件的尺寸范圍（最大值與最小值之差） 、被測目標(biāo)離鏡頭的距離等要求下，如何計(jì)算線陣 CCD 的安裝位置、如何選取鏡頭（焦距、孔徑等） 、如何選取線陣 CCD 及其測量控制系統(tǒng)等等。以下主要介紹脈沖計(jì)數(shù)法，其測量精度為一個(gè)像元。在本設(shè)計(jì)中，測量區(qū)包括測量區(qū)和測量區(qū)，采用水平軌道作為測量平臺，軸承內(nèi)圈的端面和水平軌道平面作為定位面相接觸。水平軌道底部采用空心結(jié)構(gòu)，軌道的寬度比待測軸承的內(nèi)徑 d 大，比 d 稍小，這樣可以保證軸承內(nèi)圈在水平軌道上穩(wěn)定定2位。用于檢測軸承內(nèi)徑的裝置選用線陣 CCD 測徑系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由平行光源、成像17透鏡、線陣 CCD 和圖像數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和圖像處理軟件等組成。測量區(qū)和測量區(qū)各使用一套線陣 CCD 測徑裝置，水平軌道上的軸承放置 CCD 測徑裝置的兩個(gè)透鏡之間。測量區(qū)和測量區(qū)的平行光源反向，分別測量軸承的兩端。測量區(qū)共使用四個(gè)氣缸：兩個(gè)出料氣缸、一個(gè)滑動氣缸、一個(gè)撥料氣缸。每個(gè)氣缸的活塞桿伸出端焊接有撥桿。出料氣缸用于將不合格品推移出去，滑動氣缸和撥料氣缸配合作用實(shí)現(xiàn)將測量區(qū)的合格品撥向測量區(qū)進(jìn)行第二次測量，并實(shí)現(xiàn)將測量區(qū)的合格品移出測量區(qū)。3.2.3 測量分選原理待測軸承由振動盤自動排序進(jìn)料，排好順序的軸承由進(jìn)料氣缸控制，待測量 I 區(qū)發(fā)出指令給進(jìn)料氣缸，此時(shí)進(jìn)料氣缸的活塞桿推動待測軸承到達(dá)測量 I 區(qū)。經(jīng)過測量，如果軸承不合格，由出料氣缸 1 的活塞桿將軸承內(nèi)圈推到廢品箱里，此時(shí)擋板 I 壓縮彈簧并打開，軸承被推出，彈簧復(fù)位，擋板 I 關(guān)閉。如果軸承合格，由撥料氣缸帶動滑動氣缸的撥桿使軸承內(nèi)圈運(yùn)動到測量 II 區(qū)（此時(shí)進(jìn)料氣缸動作，推動第二個(gè)待測軸承到達(dá)測量 I 區(qū)） ，經(jīng)測量，若軸承不合格，由出料氣缸 2 動作，把不合格品推出；若軸承合格，由撥料氣缸帶動滑動氣缸的撥桿使合格品運(yùn)動到出料軌道上。如此反復(fù)動作，依次檢測出軸承是否合格。本課題主要由振動盤、進(jìn)料氣缸、撥料氣缸、滑動氣缸、兩個(gè)出料氣缸、兩套 CCD 測徑裝置及機(jī)架組成。3.2.4 測量分選區(qū)總體布局示意圖總體布局示意圖如圖 9 所示：寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18圖 2.3 軸承分選區(qū)示意圖3.2.5 軸承滑動軌道的設(shè)計(jì)1 軌道材料的選擇軌道材料應(yīng)選擇耐磨性較高的材料。一般導(dǎo)軌選擇 HT200，是一種經(jīng)濟(jì)耐磨的材料。2 軌道的基本尺寸因?yàn)榇龣z軸承內(nèi)圈的基本尺寸是：d=40；d =52；外直徑為 D=80 2B=30.2； m=0.8Kg，所以軌道的寬度定為 b=34，軌道壁厚 =1019圖 2.4 軌道結(jié)構(gòu)3.2.6 滑動氣缸的軌道及輸料槽設(shè)計(jì)由于撥桿要從軌道上縮回,并隨著撥料氣缸在兩個(gè)測量區(qū)間移動,所以滑動氣缸整體上要能夠隨著撥料氣缸而滑動。滑動氣缸的軌道材料選擇 HT200，其平面結(jié)構(gòu)圖如圖所示：圖 2.5 滑動氣缸軌道輸料槽結(jié)構(gòu)簡圖：圖 2.6 輸料槽結(jié)構(gòu)簡圖寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）203.2.7 彈簧的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 11-2-2，選取碳素彈簧鋼絲 C 級，C 級彈簧鋼絲的強(qiáng)度高，性能好，適用于中等應(yīng)力情況。彈簧剛度 P= =nF1DGd3248單圈剛度 P = =n Pd324P= dPn1由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 11-2-19 選取彈簧基本尺寸如下：d=4 中徑 D=24 節(jié)距 t=（0.280.5）D=0.35 24=8 3.3 本章小結(jié)本章主要對軸承自選機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以一種常見的軸承為例子來進(jìn)行詳21細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析與計(jì)算。第 4 章 軸承分選機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1.1 PLC 選型依據(jù)日本 OMRON 公司是世界上生產(chǎn)可編程序控制器（PC）的著名廠家之一，OMRON 的大、中、小、微型機(jī)各具特色各有所長，在中國市場上的占有率位居前列，在國內(nèi)用戶中享有較高聲譽(yù)。對于 PC，一般應(yīng)從基本性能、特殊功能及通信聯(lián)網(wǎng)三個(gè)方面考察其性能?；拘阅馨ㄖ噶钕到y(tǒng)、工作速度、控制規(guī)模、程序容量、PC 內(nèi)部器件、數(shù)據(jù)存儲器容量等。特殊功能指中斷、A/D、D/A、溫度控制等，模塊式 PC 的特殊功能是由智能單元完成的。通信聯(lián)網(wǎng)是指 PC 與各種外設(shè)通信及 PC 組成各種網(wǎng)絡(luò)，這一功能通常由專用通信板或通信單元完成。系統(tǒng)采用 OMRON C200H 模塊式 PLC，現(xiàn)場開關(guān)信號接入 24V 輸入模塊，指示燈、中間繼電器及電磁鐵線圈由晶體管型輸出模塊控制。選用差動式電感傳感器(差動式電感傳 感器是把被測的非電量轉(zhuǎn)換成線圈的互感變化，由兩個(gè)相同的電感線圈和磁路組成，使用時(shí)，一個(gè)線圈的電感量增加，另一個(gè)線圈的電感量減小，形成差動形式，以 提高傳感器的靈敏度和線性度)將滾針或滾柱的直徑和長度的變化轉(zhuǎn)變成電感量變化，再經(jīng)測量放大電路放大成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號，接至 PLC 的模擬量輸入模塊。該系統(tǒng)總輸入點(diǎn)為:開關(guān)量為 5 點(diǎn)，模擬量為 2 點(diǎn)，分別采用直流 24V 的 8 點(diǎn)輸入模塊IM211 和模擬量輸入模塊 AD001;輸出點(diǎn)為開關(guān)量 17 點(diǎn)，選用 OD411(8 點(diǎn))和 OD211(12點(diǎn))兩塊晶體管輸出模塊。對 PLC 的輸入輸出端子進(jìn)行定義和分配如附表所示。附表 分選機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 分配表寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）224.1.2 工作原理分選機(jī)屬于比較測量儀器，先以標(biāo)準(zhǔn)尺寸工件定標(biāo)或先校正好測微儀的放大倍數(shù)，然后以被測工件與標(biāo)準(zhǔn)工件尺寸進(jìn)行比較，產(chǎn)生直徑尺寸差 d 和長度尺寸差 l， 電感測量頭將 d 和 l 轉(zhuǎn)變?yōu)殡姼胁?D 和 L，測量電路將電感差轉(zhuǎn)變?yōu)?+10V的電壓信號 Us。信號經(jīng) PLC 模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，并根據(jù)工 藝要求，將參數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，控制相應(yīng)料門電磁鐵。分選的工藝要求如下:(1) 長度信號先與直徑信號進(jìn)行分選:分選時(shí)，先將滾針的長度測量值分為三類，即長度超差件 L+、L-和合格件 L0，然后再將 L0工件按照其直徑大小細(xì)分為超差件D+、D-，合格件 D1、D2、D10，也就是說只有長度合格的工件才進(jìn)行直徑分選。(2) 組別按尺寸大小，由小到大進(jìn)行排列:長度按 L-、L+、L0，直徑按 D-、D1、D2、D10、D+，從小到大順序排列，以保證工件準(zhǔn)確地落入屬于自己的組別。4.1.3 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)1 程序控制的要求現(xiàn)通過工件1從送料到落料來說明一個(gè)程序周期的過程:(1) 送工件1至測量平臺(同時(shí)推落上一工件);(2) 對上一工件測量信號值清零，該工件對應(yīng)的落料門關(guān)閉;(3) 對工件1進(jìn)行測量并鎖存，打開相應(yīng)料門，準(zhǔn)備落料;(4) 工件2送料，同時(shí)將工件1頂下落料;(5)工件3送料，同時(shí)將工件2頂下落料;23(6) 工件1經(jīng)一段時(shí)間落入相應(yīng)料門;(6)(7)工件2經(jīng)一段時(shí)間落入相應(yīng)料門;(8) 工件1測量信號清零，相應(yīng)料門關(guān)閉。2 程序設(shè)計(jì)(1) 程序的控制流程PLC 程序的控制流程圖如圖1所示:圖1 控制系統(tǒng)流程圖(2) 信號輸入與干擾消除在輸入的模擬量信號中，會含有各種噪聲和干擾。為了準(zhǔn)確地進(jìn)行測量和控制，必須消除被測信號中的隨機(jī)干擾。 PLC 的 AD001模塊引入數(shù)字濾波方法，它可根據(jù)用戶設(shè)定的積分常數(shù)對多次 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值，以消除干擾。其中，積分常數(shù)就是A/D 轉(zhuǎn)換的次數(shù)，平均 值是將多次 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)之和與積分常數(shù)相除，并忽略計(jì)算結(jié)果中的小數(shù)部分。設(shè) N 為 A/D 轉(zhuǎn)換次數(shù)，AD001中四路輸入的 N 值分別預(yù)置在 DM1101-DM1103中。在這里將 N 取2，所用2路積分常數(shù)預(yù)置在 DM1101和 DM1102通道中。IR 區(qū)中10001-10004分別是第一路 到第四路的求平均值啟動位，當(dāng)其被置為“1”時(shí)，則向 AD001發(fā)出取平均值寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24的指令，此時(shí)平均值為二進(jìn)制數(shù)。取平均值的梯形如圖2所示:圖2 取平均值的梯形圖(3) 數(shù)據(jù)換算由于 A/D 轉(zhuǎn)換得到的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號，即相對于傳感器測量 范圍的相對百分?jǐn)?shù)，不能直觀地表示過程被測量的量綱，因此需要進(jìn)行換算。AD001可根據(jù)用戶設(shè)定的上下限參數(shù)，將 AD 轉(zhuǎn)換后的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)換算成4 位十進(jìn)制數(shù)。AD001按下式進(jìn)行換算，并忽略計(jì)算結(jié)果中的小數(shù)部分。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換梯形圖如圖3所示，其中兩路的上、下限參數(shù)值分別預(yù)置在 DM1110、DM1111和 DM1112、DM1113中，參數(shù)值必須是0 9999的 BCD 碼數(shù)據(jù)，且兩數(shù)據(jù)之差不大于4000。IR 區(qū)中10005、10006分別為第一路、第二路的數(shù)據(jù)換算啟動位，當(dāng)其被置為“1”時(shí)，則向 AD001發(fā)出執(zhí)行換算指令。25圖3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的梯形圖(4) 數(shù)據(jù)分組滾針或滾柱的直徑及長度測量信號在轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，還要同內(nèi)部寄存器中的設(shè)定植進(jìn)行比較，以便進(jìn)行分組，即確定滾針或滾柱應(yīng)屬的組別，并將其歸入該組。根據(jù)工藝要求，將長度設(shè)為上限和下限值，分別預(yù)置在 DM1110和 DM1111中;直徑設(shè)為10組，分別預(yù)置在 DM1112到 DM1121中。實(shí)際測量值連續(xù)同設(shè)定植比較，即可確定相應(yīng)組別。長度比較梯形圖如圖4所示，當(dāng)00103接通時(shí)，將通道 DM006中的值同 DM1110相比較，如小于設(shè)定下限值，則 LE 接通，接通00400輸出。如大于 設(shè)定下限值，則同上限值 DM1121相比較;如大于上限值，則接通00401輸出。00400和00401使超差門00311接通輸出。寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26圖4 長度測量值分組梯形圖在工業(yè)生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)線中，有許多參數(shù)(如長度、直徑、厚度等)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，以便確定產(chǎn)品是否合格或按照參數(shù)值進(jìn)行分類處理，利用 PLC 進(jìn)行控制具有硬件簡單，易于進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和控制流程的修改、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、分組精度高等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為理想的控制方案。27結(jié)束語本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將近尾聲，感覺受益匪淺！通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅把大學(xué)所學(xué)到的理論知識很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，在處理問題時(shí)有了新的認(rèn)識和方法，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問題的能力。通過對專業(yè)知識的接觸和深入學(xué)習(xí)，以及對相關(guān)信息的獲取，我深切地認(rèn)識到，就目前的發(fā)展而言，我國的工業(yè)還比較落后，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距。盡管我們不斷地在努力，但想在很短的時(shí)間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的，尤其是對于我們
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