加工装配单元控制系统设计
自动化生产线技术教案(YL-335B各单元的控制)
《自动化生产线技术》教案第次课（年月日)教学时数：2 学时课题：供料单元的控制教学目标：1、了解供料单元的结构和工作过程2、了解供料单元的气动控制过程教学重点：1、了解供料单元的气动控制。
2、供料单元的工作过程。
教学难点：供料单元的气动控制教学方法：讲授法（PPT课件）、启发式教学法。
教学内容：1、供料单元的结构和工作过程。
2、供料单元的气动控制过程。
教学过程:供料单元的控制一、供料单元的结构及其工作过程供料单元的主要结构组成为：工件装料管,工件推出装置,支撑架，阀组，端子排组件，PLC，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等.其中，机械部分结构组成如图1所示.图1供料单元的主要结构组成其中，管形料仓和工件推出装置用于储存工件原料，并在需要时将料仓中下层的工件推出到出料台上。
它主要由管形料仓、推料气缸、顶料气缸、磁感应接近开关、漫射式光电传感器组成。
工作原理：工件垂直叠放在料仓中,推料缸处于料仓的底层并且其活塞杆可从料仓的底部通过.当活塞杆在退回位置时，它与下层工件处于同一水平位置，而夹紧气缸则与次下层工件处于同一水平位置。
在需要将工件推出到物料台上时，首先使夹紧气缸的活塞杆推出,压住次下层工件；然后使推料气缸活塞杆推出，从而把下层工件推到物料台上。
在推料气缸返回并从料仓底部抽出后，再使夹紧气缸返回，松开次下层工件.这样,料仓中的工件在重力的作用下,就自动向下移动一个工件，为下一次推出工件做好准备.二、供料单元的气动控制过程①气动控制元件1、标准双作用直线气缸双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。
图 2—3 是标准双作用直线气缸的半剖面图。
图中,气缸的两个端盖上都设有进排气通口,从无杆侧端盖气口进气时，推动活塞向前运动；反之，从杆侧端盖气口进气时，推动活塞向后运动。
双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可根据需要选择的优点,但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的,回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力.图2 双作用气缸工作示意图2、单向节流阀单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀,常用于控制气缸的运动速度,所以也称为速度控制阀。
YL-335B介绍
项目一了解 YL-335B 自动生产线实训考核装备1.1 YL-335B 的基本组成亚龙 YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元 5 个单元组成。
其外观如图 1-1 所示。
图1-1 YL-335B外观图其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。
各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。
分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。
位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。
在 YL-335B 设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。
传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面，YL-335B 采用了基于 RS485 串行通信的 PLC 网络控制方案，即每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务，各 PLC 之间通过 RS485 串行通讯实现互连的分布式控制方式。
用户可根据需要选择不同厂家的 PLC 及其所支持的 RS485 通信模式，组建成一个小型的 PLC 网络。
小型 PLC 网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自自动生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。
另一方面，掌握基于 RS485 串行通信的 PLC 网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
1.2 YL-335B 的基本功能YL-335B 各工作单元在实训台上的分布如图 1-2 的俯视图所示。
图 1-2 YL-335B 俯视图各个单元的基本功能如下：1、供料单元的基本功能：供料单元是 YL-335B 中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。
基于PLC的装配流水线控制系统设计
基于PLC的装配流水线的控制系统设计摘要随着微电子技术和计算机技术的不断发展，PLC在处理速度、控制功能、通信能力及控制领域成为工业自动化领域中最重要、应用最广泛的控制设备之一，并已成为现代工业生产自动化的重要支柱。
对装配流水线的控制进行了分析设计，该系统主要引入了PLC编程控制器的控制方式，实现了对装配流水线的工作状态的在线监测和系统自动控制。
设计的控制系统具有较高的实用性，能够进行启动、移位、复位工作，较好地达到预期目标。
本次设计是装配流水线控制的模拟，主要是模拟流水线上产品所经加工过程的控制和生动的表示。
模拟主要流水线有四个操作过程（包括入库），传输带用四段指示灯表示，以指示灯的明暗来显示产品在运输这一状态。
分析控制对象我们选择用移位寄存器控制来实现控制目的，每隔5秒寄存器移位一次，从而控制相应操作的执行。
关键词：装配流水线，PLC,控制系统DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF ASSEMBLY LINEBASED ON PLCABSTRACTWith the development of the microelectronics technology and computer technology, PLC in processing speed, control function, communication ability and control fields have new breakthrough. Become one of the most important control equipment in the field of industrial automation, the most widely used, and has become an important pillar of the modern industrial production automation.Control of the assembly line are analyzed and designed, the system is mainly introduced PLC control programming controller, realized the on-line monitoring system of assembly line and the working state of automatic control. Practical design of the control system has high, can start, shift work, reset, can reach the expected goal.The design is simulated assembly line controle, simulation is the main line of products through the control of process and the vivid representation. Simulation of main line is four operations (including storage), transmission belt with four indicates, to display the products in the transportation of this state to light shade. Analysis of the control object we choose to use the shift register control to achieve the control objective, every 5 seconds of shift register once, so as to control the corresponding operations.KEY WORDS: assembling line, plc, the control system目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题研究的背景 (2)1.2 课题研究的现状 (2)1.2.1 可编程控制器简介 (2)1.2.2 装配流水线简介 (4)1.3 课题研究的目的和意义 (5)1.4 方案设计与介绍 (6)第2章可编程控制器 (8)2.1 PLC的基本结构和各部分的作用 (8)2.2 PLC的工作原理 (9)2.2.1 输入刷新阶段 (9)2.2.2 程序执行阶段 (9)2.2.3 输出刷新阶段 (9)第3章硬件设计 (11)3.1 整体要求 (11)3.2 PLC机型选择 (11)3.2.1 S7-200 PLC特性 (12)3.2.2 S7-200主要功能模块介绍 (12)3.3 I/O接线图及地址分配 (13)3.4 主电路的设计 (15)第4章软件设计 (16)4.1 软件的组成及作用 (16)4.1.1 软件的分类 (16)4.1.2 应用软件的编辑语言 (16)4.2 工作流程图 (16)4.3 梯形图 (19)结论 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)附录 (29)前言本设计的目的是通过对装配流水线的PLC控制设计，进一步熟悉PLC 的概念、特点和控制原理。
机械工程中的自动控制系统设计
机械工程中的自动控制系统设计自动控制系统在机械工程中的设计与应用自动控制系统在机械工程中扮演着重要的角色，它们能够实现对机械设备的精确控制和监控。
本文将探讨自动控制系统的设计方法以及在机械工程中的应用。
一、自动控制系统的基本原理自动控制系统由传感器、执行器、控制器和反馈环路组成。
传感器能够感知物理量并将其转换成电信号，执行器则根据控制器发出的信号对机械设备进行控制。
控制器根据传感器的反馈信号对目标物理量进行调节，以实现对机械设备的精确控制。
二、自动控制系统设计的步骤1. 确定系统需求：在设计自动控制系统之前，需要明确系统的控制要求、稳定性要求以及性能指标等，以便进行系统设计和参数设定。
2. 选择合适的传感器和执行器：根据机械设备的特点和功能需求，选择适合的传感器和执行器，并确保其精度、可靠性和稳定性。
3. 设计控制算法：根据机械设备的工作原理和需要实现的功能，设计合适的控制算法，以实现对机械设备的精确控制。
4. 确定控制参数：根据机械设备的特性和控制算法，确定合适的控制参数，并进行参数调优，以提高系统的稳定性和性能。
5. 进行系统仿真和调试：利用仿真软件对控制系统进行仿真，调试系统的控制策略和参数，优化系统性能。
6. 安装和调试硬件设备：将传感器、执行器和控制器安装到机械设备上，并进行硬件设备的调试和联调，确保其正常工作。
7. 系统测试和运行：进行系统测试，检验系统是否满足设计要求，同时监测系统的运行情况，及时处理故障和异常。
三、机械工程中的自动控制系统应用案例1. 机械加工控制系统：通过对机床的自动控制，实现对工件的精确加工，提高加工质量和效率。
该系统应用于汽车制造、航空航天等领域。
2. 机械装配线控制系统：通过对装配线上各工位的控制，实现对产品的自动化装配和检测。
该系统应用于家电制造、电子产品制造等领域。
3. 机器人控制系统：通过对机器人的精确控制，实现复杂任务的自动化完成，提高生产效率和产品质量。
基于PLC和机器人的装配系统设计
集成电路应用 第 37 卷 第 8 期（总第 323 期）2020 年 8 月 9Research and Design 研究与设计0 引言随着国家“中国制造2025”战略的推进，消费需求不断升级，产品需求的个性化更加明显，产品更新换代周期不断加快，以及制造业从业人力资源的短缺等因素，对于制造型企业的生产提出了更高的要求。
在产品制造过程中，引入机器人系统可以显著提高产品加工效果，具有诸多优势。
只需要很少量的工作人员便可管理和维护大量的机器人作业，能够有效降低人力资源成本，破解人工难题。
企业生产过程中需要大量的规则制度需要遵守，员工在执行力有较大差异，很难保证做到完全执行，这样既难于保证产量，又容易导致产品质量问题，机器人则严格规格执行生产任务，使生产的效能大为提升[1-12]。
重复性工作，容易引发员工枯燥疲劳，导致安全事故，工业机器人可以全天候连续工作，确保生产的安全。
该系统设计将轴承和主体零部件以料盘的形式输送到原料区，由六轴机器人抓取轴承和主体到装配转盘上的放料工位上，轴承预装之后，伺服电机驱动转盘旋转到装配工位，然后驱动气缸进行冲压动作，将轴承装入主体内，完成轴承装配，装配成成品后，经转盘旋转至取成品工位，再由六轴机器人抓取成品区入库本系统通过可以大幅增强产线柔性水平，提高产品品质，降低人工成本，增加生产效率，降低安全事故发生率，提升制造型企业的综合效益。
1 装配控制系统的硬件结构及任务流程硬件结构：系统硬件主要由电源装置、PLC、触摸屏、伺服电机、气动装置、六轴机器人装置、转盘、料盘、指令开关、检测开关以及其他配套机械机构组成等。
系统的电气控制系统图如图1所示。
基金项目：福建省中青年教育科研基金项目（JZ181049）基于视觉的机器人动态抓取系统设计。
作者简介：李吉祥，闽西职业技术学院，研究方向：集成电路应用与自动化工程。
收稿日期：2020-05-21，修回日期：2020-07-05。
摘要：系统采用六轴工业机器人作为自动生产线上下料搬运执行装置，以PLC为控制核心，结合触摸屏、伺服电机、气动系统等组成控制系统，设计轴承自动装配工作站，完成自动抓料，放料预装，冲压装配，搬运入库等任务；工作站具有手动、自动两种模式。
基于PLC的装配流水线控制系统设计案例
基于PLC的装配流水线控制系统设计案例装配流水线是指由一系列工作站组成的自动化生产线，每个工作站负责完成装配产品的一个或多个任务，通过传送带或滑道将产品一步步运动到下一个工作站进行加工。
PLC（可编程逻辑控制器）是现代工业自动化中最常用的控制器之一，它具有可编程性、稳定性和可靠性强等特点，可以对装配流水线进行高效的控制。
本文将介绍基于PLC的装配流水线控制系统设计的步骤及要素。
设计步骤：1. 确定装配流水线的构成和任务：先确定生产需求和产品设计要求，然后再确定流水线需要的工作站和任务，确定每个工作站的操作流程和执行方式。
2. 设计PLC控制程序：采用Ladder图、文字列表或函数块等方式设计PLC控制程序，包括输入输出变量的定义、逻辑关系和控制指令的设置等。
3. 选择PLC硬件：选择合适的PLC控制器，包括输入/输出模块、CPU模块、通讯模块等。
4. 确定传感器、执行器和控制信号：根据流水线的实际情况，选择合适的传感器、执行器和控制信号设备，包括接近开关、激光传感器、电机、气缸、继电器等。
5. 确定通讯协议和网络通讯方式：确定PLC控制器与其他设备之间的通讯协议和通讯方式，包括以太网、CAN总线、Modbus等。
6. 调试和优化：进行PLC控制程序的调试和优化，包括修改和测试程序、检查传感器和执行器的连接状态、检查电路接线的正确性等。
设计要素：1. 系统稳定性和可靠性：保证PLC控制系统的稳定性和可靠性，对流水线的杂音、电感干扰等干扰因素进行抑制和隔离，避免因异常情况导致系统崩溃或故障。
2. 数据安全和可扩展性：保证PLC控制系统的数据安全性，将不同的数据隔离开来，避免因数据错乱或错位导致错误的控制指令。
同时，应考虑到系统的可扩展性，可以通过添加或更换硬件来满足新的需求或任务。
3. 程序可读性和可维护性：设计清晰、简单的PLC控制程序，具有良好的可读性和可维护性。
需要注重程序的文档化、注释化和可视化，降低程序修改时的错误率。
工业机器人装配线系统的设计
工业机器人装配线系统的设计1. 引言本文档旨在探讨工业机器人装配线系统的设计。
工业机器人是现代制造业中的关键技术，能够提高生产效率、降低劳动力成本，并保证产品的质量一致性。
机器人装配线系统是一种自动化生产系统，通过将多个机器人协同工作来完成产品的装配过程。
本文将重点介绍工业机器人装配线系统的设计原则和关键要素。
2. 设计原则2.1 系统目标在设计工业机器人装配线系统时，需要明确系统的目标。
系统目标可以包括生产效率、产品质量、灵活性和成本等方面。
设计者应该根据实际需求制定系统目标，并确保系统设计与目标一致。
2.2 工艺分析在设计机器人装配线系统之前，需要进行工艺分析。
工艺分析包括对产品的装配流程、零部件的加工工艺以及装配线的布局等方面的分析。
通过工艺分析，可以确定装配线上的工作站数量、机器人的配置以及物料的流动路径等。
2.3 安全性考虑在设计机器人装配线系统时，安全性是一个重要的考虑因素。
机器人在工作过程中可能存在意外伤害的风险，设计者应该采取相应的安全措施，例如对机器人进行隔离、设置安全传感器和紧急停止装置等。
2.4 可维护性和可扩展性设计机器人装配线系统时，应考虑系统的可维护性和可扩展性。
系统应该易于维护和修复，以提高系统的可靠性和稳定性。
同时，系统应具备一定的可扩展性，能够适应未来的生产需求和技术发展。
3. 关键要素3.1 机器人选择在机器人装配线系统的设计中，机器人的选择是一个关键要素。
设计者应根据生产需求和装配工艺选择适合的机器人类型和型号。
机器人应具备良好的精度、速度和负载能力，以确保装配过程的准确性和效率。
3.2 传感器应用传感器在机器人装配线系统中起到重要的作用。
通过使用传感器，可以实现机器人的感知和判断能力，提高机器人与环境的交互能力。
常用的传感器包括视觉传感器、力传感器和接触传感器等。
3.3 控制系统设计控制系统是机器人装配线系统的核心部分。
设计者应选择适合的控制系统，确保机器人的精确控制和协调运动。
基于工业机器人的步进电机智能装配系统设计
摘要：设计了基于 ＰＬＣ与工业机器人的步进电机智能装配系统，该控制系统由总控单元、行走单元、雕铣机单元、装 配单元、输送单元、立体仓库单元等组成，采用以太网通信，实现了机器人、机器视觉、ＰＬＣ之间的数据与 Ｉ／Ｏ信号交换， 能完成了步进电机各零部件的搬运、加工和装配等工序。提高了工厂智能制造与装配水平、降低了人工成本，具有较高推 广应用价值。
ＣｈａｎｇｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２１３１６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｓｓｅｍｂｌｙｓｙｓｔｅｍ ｏｆｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）ａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｏｂｏｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｇｅｎｅｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ，ｗａｌｋｉｎｇｕｎｉｔ，ｅｎｇｒａｖｉｎｇａｎｄｍｉｌｌｉｎｇｕｎｉｔ，ａｓｓｅｍｂｌｙｕｎｉｔ， ｃｏｎｖｅｙｉｎｇｕｎｉｔａｎｄｗａｒｅｈｏｕｓｅｕｎｉｔ，ａｎｄｅｔｃ．ＷｉｔｈａｄｏｐｔｉｎｇＥｔｈｅｒｎｅｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄａｔａａｎｄＩ／Ｏｓｉｇｎａｌｅｘｃｈａｎｇｅａｍｏｎｇｒｏｂｏｔ， ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ，ａｎｄＰＬＣｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｈａｎｄｌｉｎｇａｎｄａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｓｏｆｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒｗｅｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｏｆｗｏｒｋｉｎｇａｎｄａｓｓｅｍｂ ｌｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｉｔｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄａｓｓｅｍｂｌｙ，ｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｌａｂｏｒｃｏｓｔ，ａｎｄｈａｓｈｉｇｈａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．
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班级：姓名：指导教师：刘蜀阳2017年5月26日
设计题目：触摸屏监控下的仓储单元控制系统设计
设计任务和要求
1、PLC（西门子200）控制步进驱动器（步科2M420步进驱动器）驱动步进电机实现两轴堆
3、触摸屏（kinco）与PLC实现数据共享，触摸屏读写PLC内部数据实验以及读取库位信息实现监控。
3、S7-200可编程序控制器系统手册[M].工业控制计算机，2001.
4、吴爱萍.PLC控制的设计技巧[M].工业控制计算机学报，2003.
5、廖常初.S7-200 基础教程[M].北京机械工业出版社，2006.
教研室主任签字： 年 月 日
设计成果
1、调研、查找并收集资料制定方案。
2、硬件设计:：画出硬件的接线图。
3、软件设计:：编写程序。
4、调试程序，撰写设计说明书（字数约2500字左右）。
参考资料
1、SIMATIC S7-200系统手册[M].北京：西门子（中国）有限公司，2004.
2、SIEMENS公司的S7-200用户指南[M].工业控制计算机，2002.