基于PLC的物料分拣机械手自动化控制新版系统标准设计.docx

韶 关 学 院

毕 业 设 计

题 目：基于PLC物料分拣机械手自动化控制
系统设计
学生姓名：陈 浩
学 号：1210110
系 （院）：物理和机电工程学院自动化系
专 业：自动化专业
班 级：级2班
指导老师姓名及职称：韩竺秦 讲师
起止时间： 10 月— 5 月

基于PLC机械手分拣控制系统设计
摘 要：在现今生活上,科技日新月益进展之下,机械手在优异制造领域中饰演着极其关键角色。它能够搬运货物、分拣物品、替换人繁重劳动，能够实现生产机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。机械手臂应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来一个高科技自动生产设备，作业正确性和环境中完成作业能力。所以被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
结合多年来整个机械手发展,并分析了机械手系统和机械手方面设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自特点，对物料分拣机械手整体结构、驱动系统、实施结构和控制系统进行了分析和设计，我们能够采取整体化设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采取气动驱动，控制系统中选择PLC控制单元来完成系统功效初始化、机械手移动、故障报警，分拣等功效。我们很轻易得出了一个简单、易于实现、理论意义明确控制策略。
经过以上部分分析,得出了经济,实用,高可靠材料分拣机械手设计方案,对于其它经济PLC控制系统设计也有一定参考价值。
关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣

Automatic sorting line PLC control system design
Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy.
In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is proposed.Using the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed.
Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value.
Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials

目 录
1 绪论 1
1.1机械手介绍 1
1.2课题选题意义及关键研究内容 2
1.2.1选题意义 2
1.2.2本课题关键研究内容 2
2 控制方案设计 2
2.1控制方案选择 2
2.2 控制系统整体架构 3
2.3机械手自动分拣系统 5
3 系统硬件选型 7
3.1 PLC种类及型号选择 7
3.2 机械手实施系统分析和选择 8
3.2.1机械手实施机构坐标形式选择 8
3.2.2机械手实施机构坐标形式分析 10
3.3 机械手实施机构组成 10
3.3.1手部选择 10
3.3.2手臂结构选择 11
3.4 机械手驱动系统分析和选择 12
3.5 传感器选择 13
3.5.1 位置检测装置 14
3.5.2光纤传感器 14
3.5.3电感式传感器 14
3.6气缸装置 14
3.7 触摸屏选择 15
3.7.1触摸屏特点 15
3.8变频器选择 16
3.8.1 硬件准备和接线 16
3.8.2 可编程控制器初始设定 17
3.8.3 变频器初始设定 17
3.8.4 通讯用到指令 17
4 控制系统设计 18
4.1 控制系统步骤图 18
4.2 系统输入和输出点I/O点数分配 21
4.3 PLC外部接线图 22
参考文件 23
致 谢 24
附 录 25

基于PLC物料分拣机械手自动化控制系统设计
自动化专业级2班：陈浩
指导老师：韩竺秦 讲师
1 绪论
在现今科技日新月益进展下, 在现今科技日新月益进展之下,机械手在优异技术领域中负担着关键一部分。机械手不仅能够搬运部分工件、分拣部分物品等，而且能够工作在部分人类标识为危险地域,比如能够在高温区域工作,能在有毒环境中工作,能在腐蚀环境中工作，而且能够实现生产自动化和机械化，所以，被广泛应用于冶金、电子、机械制造、原子能和轻工业等部门。
1.1机械手介绍
机械手作为一个尖端产物替换部分传统工业设备是现在现今社会必需工具,它能够依据多种自动化设备工作需求或需要,来完成我们想要完成任务，所以机械手在这个优异领域中负担着很关键一部分。它能够工作在部分人类标识为危险地域,比如能够在高温区域工作,能在有毒环境中工作,能在腐蚀环境中工作，并能够实现生产自动化和机械化。
机械手是机器人关键驱动部一件,其机械手驱动装置所提供安全性、高效性和平稳性全部会直接影响机器人工作空间轻量化要求、正确性和工作性能等，除此之外，机构尺寸也是关键之一。
1.2课题选题意义及关键研究内容
1.2.1选题意义
为了适应工业需一要，比如部分可变换生产品一个中小批量自动化生产、单调反复某一个运动工作、柔性生产线动作灵活多样等等，本论文研究PLC对物料分拣机械手操控，利用部分适宜传感器，使其机械手能够像人一样区分部分有颜色物料或不一样材质物料把她们区分开来和像人一样灵活地把部分不一样颜色或材料区分在指定位置上，机械手也能够普遍使用于部分柔性生产线。有很多时候部分工作是作往复运动或旋转运动，人难免会犯错，而机械手能够很好替换人来工作。此次设计关键是控制机械手系统、驱动机械手系统、实施机械手系统设计和完成机械手硬件部分和软件部分设计。
在这种环境下，智能化机械手取得快速更新，智能化机械手不仅能够能够实现部分我们要求行动和动作，而且能够想人一样灵活地运动，最关键就是能够实现负反馈，也就是能够检测到环境改变，自动地修更正确运动参数和行动规律。
1.2.2本课题关键研究内容
智能化机械手是未来机械手发展趋势，期望在中国科研工作者共同努力下，中国能在智能机械手领域取得优势地位，为工业化注入新活力。本论文首要研讨物料分拣机械手：智能化机械手控制系统设计和实施系统分析和选择，还有其驱动系统分析和选择。
2 控制方案设计
2.1控制方案选择
通常运动控制系统关键分为以下几类：
1、基于单一片机运动控制系统
单片机（MCU）含有耗能低、通常功效全部能实现、价格廉价等优点，不过，通常单片机（MCU）因为集成简单，功效不能很精密，极难实现日常生活中部分要求，所以在部分大工业上极少会用到单片机（CPU）作为她们控制系统。
2、基于PLC运动控制系统
可编程序控制器，也被称为可编程逻辑控制器(PLC)。
机械手控制系统在组成和功效上适宜拆分，不仅把成本降低了，还会增加其通用性，而且会让机械手更适宜部分特定环境当中，对比单片机运动控制方案，可编程逻辑控制器(PLC)不仅能够扩展输入/输出端口（I/O），它通讯也能快速响应能力，还有就是她抗干扰能力比起单片机当然强大很多了。为此本章采取PLC控制方法。
2.2 控制系统整体架构
图2.2所表示，该系统以PLC为主控部件，是这个系统关键部分，可编程逻辑控制器(PLC)可拓展I/O口模块能够接收多种检测开关传送回来信号，和实时地监控部分开关和部分传感器工作状态。
触摸屏可为上位机，对整个系统各个关键参数进行设置、修正和统计。
各部分传感器是获取机械手内部和外部信息，如位置传感器可检测机械手实时情况，检测部分位置开关工作状态也就是说监控机械手全部动作是否到了该到位置，其图以下。
图2.1 机械手分拣控制系统整体架构图

图2.2 分拣系统示意图
其工作步骤:
A按触摸屏“开启”按钮，组合红灯熄灭，组合绿灯闪烁，系统检测各个实施机构是否处于原点位置，原点位置满足，实施步骤B。
B传送带正转运行，触摸屏显示皮带运行速度。将料盘上物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料实施步骤C；
C机械手搬运物料。机械手动作次序以下：伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降至下限位一一开启手指抓取物料一一垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂右转至右限位一一伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降至下限位一一气动手指释放物料。实施步骤D。
D气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等候抓料。返回次序以下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则实施步骤E；
若落料口检测传感器检测无料，机械手处于原点位置等候，传送带停止运行。此时若传感器检测有料，则皮带运行，将物料送入分拣。实施步骤E。
E物料分拣。传送带运行，传感器则根据物料质料 颜色、性质等特征进行分辨 ，分别由PLC控制电磁阀使气缸动作，对物料进行分拣。若金属传感器检测物料为金属材质，则A杆气缸动作，将物料推入储料装置。若光传感器I检测物料为白色塑料工件，则B杆气缸动作；若光传感器II检测到物料为黑色塑料工件，则C杆气缸动作。触摸屏显示工件总数量和各类型工件数量。气缸将不一样工件推入对应储料装置中后，系统返回步骤B。
2.3机械手自动分拣系统
1、上电
系统上电后，组合警示红灯闪烁，提醒系统处于待机模式。
注：组合警示灯任何时候只有一个灯亮。
2、工作模式
生产线有三种操作模式：原点回归、手动操作、自动运行。使用触摸屏进行操作。
3、原点回归
故障停机、紧迫停机或设备检验更改后，各个实施机构或许没有在工作原点状态，故系统上电后必需实施原点回归运作。
“原点回归”工作，按触摸屏“回原开启”按钮，各实施机构返回原点位置：
（1）旋转机械手臂左转至左限位
（2）垂直机械手臂上升至上限位
（3）伸缩机械手臂缩回至后限位
（4）气动手指张开
（5）各推料气缸活塞杆内缩至后限位
（6）转盘电机停止运行
（7）皮带停止传送
4、手动操作
“手动操作”模式，可在触摸屏上分别对各实施机构运行控制。
5、自动运行
选择“自动运行”工作模式。
A按触摸屏“开启”按钮，组合警示红灯熄灭，组合警示绿灯闪烁，系统检测各个实施机构是否处于原点位置，原点位置满足，实施步骤B。
B传送带正转运行，触摸屏显示皮带运行速度。将料盘上物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料实施步骤C；
C机械手搬运物料。机械手动作次序以下：伸缩机械手臂伸出至前限位——垂直机械手臂下降至下限位——开启手指抓取物料——垂直机械手臂上升至上限位——伸缩机械手臂缩回至后限位——旋转机械手臂右转至右限位——伸缩机械手臂伸出至前限位——垂直机械手臂下降至下限位——气动手指释放物料。实施步骤D。
D气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等候抓料。返回次序以下：垂直机械手臂上升至上限位——伸缩机械手臂缩回至后限位——旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则实施步骤E；
若落料口检测传感器检测无料，机械手处于原点位置等候，传送带停止运行。此时若传感器检测有料，则皮带运行，将物料送入分拣。实施步骤E。
E物料分拣。若光传感器II检测到物料为黑色塑料工件，则C杆气缸动作。触摸屏显示工件总数量和各类型工件数量。气缸将不一样工件推入对应储料装置中后，系统返回步骤B。
注：金属传感器只能感应金属物料，光传感器I只能感应高亮度物料，光传感器II只能感应黑色物料。
6、停止和急停
系统处于“自动运行”模式下时，按下触摸屏“停止”按钮，若机械手和传送带处于输送物料状态中，则必需完成物料分拣操作过程后停止。停止后，不管料仓出料口和皮带落料口是否有物料，生产线均不再动作。此时组合警示绿灯熄灭，组合警示红灯闪烁。
在任何时刻，按下操作面板“急停”开关，系统立即停止在目前位置，组合警示红灯闪烁，同时蜂鸣器鸣叫报警。松开“急停”，系统不自动开始运行，组合警示红灯闪烁，蜂鸣器停止报警。
3 系统硬件选型
PLC作为控制系统当中最关键一部分，现在已被应用得很成熟一个技术了。
3.1 PLC种类及型号选择
目前市场上PLC类型比较多，如西门子、三菱、欧姆龙、施耐特等等200多家厂家，而PLC型号就有400多个。她们多种型号各有优缺点，这里就不一一进行叙述。
本论文采取PLC类型是FX2N系列，它含有32个输入口和32个输出口，能够足够此次系统要求并留有一定空出输入，输出点。
3.2 机械手实施系统分析和选择
适宜实施机构能够大大地提升机械手多种性能，所以下面就开始选择部分适宜实施机构。
3.2.1机械手实施机构坐标形式选择
根据机械手手臂运动形式不一样，现成机械手种类能够区分成4种:直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和多关节式。依据不一样用途还在不停发展之中。本论文简单分析一下各模式机械手对比：
1、直角坐标式机械手
机械手工作地方成行布列或和运输带共同利用是适合直角坐标式机械手。
2、球坐标式机械手
球坐标式机械手是用途较广，多空间，多角度控制机械手，故球坐标式机械手可实现很多多角度动作。
3、关节式机械手
关节式机械手是一个似于人手臂运作机能，故适宜于靠近机能运作传动模型。
4、圆柱坐标式机械手
圆柱坐标式机械手是采取很多模型，它很适宜利用在运输和丈量工件。
圆柱坐标式机械手有四个基础动作：
（1）伸和缩；
（2）上和下；
（3）左和右；
（4）爪和夹。
3.2.2机械手实施机构坐标形式分析
圆柱坐标式机械手能满足手臂向前向后、往返转动、向上向下等动作。圆柱坐标式机械手是采取很多模型，它很适宜利用在运输和丈量 工件，手臂向前向后、往返转动、向上向下等动作满足本设计中机械手动作要求，故决定使用圆柱坐标式机械手作为此次设计机械手。
3.3 机械手实施机构组成
机械手实施系统由手部，臂部，支撑手臂机械装置，机座等部分组成。
3.3.1手部选择
手部是机械手直接抓或拿工具或货物部件,它作用是支撑手部和腕部，并驱动它们在空间运转。
对工件无损害、真空拥有结构简单、重量轻、使用简单而且对机械手手抓正常操作没有影响等优点，根据所设计机械手要求，故选择了真空式吸盘。
3.3.2手臂结构选择
机械手手臂结构为直线运动，这通常是由驱动机构中使用拉伸和起重运动直油（气）缸驱动，而且基础上和导向装置组成。驱动机构直线运动，通常使用机架，马达加斯加汽缸油，齿轮来实现，而线性往气缸或复油缸，可区分为以下多个。
1、 双作用单活塞杆油缸:
它是由机械手手臂往返运动用得很多一个手臂结构。其原理就是在有呀作用下，使活塞进行往返运动。
2、双作用双活塞杆油缸：
当要求很大行程，通常我们能够选择伸缩式双活塞杆油缸，不仅满足行程要求，而且油缸体积又小，美中不足是次行程有两种速度。
本论文中机械手手臂不要求特大行程但要求往返直线运动，经过多种多样需求，选择缸体固定活塞杆运动双作用单活塞杆气缸最为适合，关键其结构简单和设计廉价。
而导向装置机械手手臂在运行伸或缩运作时，要求设有导向装置配置，不仅能够提升行动精度，还能够为预防手臂沿伸缩方向向中轴线转动，使其加大承载能力。
3.3.3 机座结构选择
机座是机械手基础部分，是支撑起机械手全部重量构件，所以对其结构要求是刚性好、占地面积小、操作维修方便和造型美观。
根据本机械手设计要求机座在停下来时要求能够刹车定位，所以可采取可移动式机座。
3.4 机械手驱动系统分析和选择
机械手驱动系统是驱动实施机构运动传动装置，现在选择大多数全部是电气、液压、气压这三种驱动方法。
液压驱动：其不足就是工作时候声音较大，要求配有油源，价格较高，而且油液轻易泄露，污染空气和环境；其好处就是可实现数次平稳换向和变速，功率和质量比较大。
电气驱动：电气驱动关键是成本很贵，通常极少会用到这种驱动模式。
气压驱动：气压驱动这个模式最关键成本低，而且对环境无污染，稳定性强，另外，因为其元器件性能不停提升，生产成本不停降低，气动技术越来越成熟，现在成为主流一个技术了。
表3.4 多种控制方法比较
项目
气压传动
液压传动
电气传动
机械传动
系统结构
简单
复杂
复杂
较复杂
安装自由度
大
大
中
小
输出力
稍大
大
小
不太大
定位精度
通常
通常
很高
高
动作速度
大
稍大
大
小
响应速度
慢
快
快
中
清洁度
清洁
可能有污染
清洁
较清洁
维护
简单
比气动复杂
需要专门技术
简单
价格
通常
稍高
高
通常
技术要求
较低
较高
最高
较低
控住自由度
大
大
中
小
危险性
几乎无问题
注意着火
通常没问题
无特殊问题

经过分析和对比，本论文采取是气动驱动模式。
3.5 传感器选择
传感器是将被检测对象多种物理改变量变为电信号一个变换器。它关键被用于检测系统本身和作业对象、作业环境状态，为有效地控制系统动作提供信息。本设计选择开关关键用于检测工件材质、颜色，和检测各个气缸动作位置。下面关键介绍本系统包含靠近开关类型。
3.5.1 位置检测装置
在本设计中，当机械手实施左旋/右旋，前伸/回缩，上升/下降等动作时，应有对应位置检测装置检测动作是否到位，常见位置检测装置是行程开关。行程开关又称限位开关，是一个依据运动部件行程位置而切换电路电器，用于控制机械设备行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排位置，当装于生产机械运动部件上模块撞击行程开关时，行程开关触点动作，实现电路切换。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。
本设计中采取直线接触式行程开关检测机械手动作是否到位，当运动到指定位置时，碰到行程开关，终止上一个动作，准备实施下一个动作。
3.5.2光纤传感器
光纤传感器基础工作原理是未来自光源光信号经过光纤送入调制器，使待测参数和进入调制区光相互作用后，造成光光学性质(如光强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生改变，成为被调制信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，取得被测参数。
传感器朝着灵敏、正确、适应性强、小巧和智能化方向发展，它能够在人达不到地方(如高温区或对人有害地域，如核辐射区)，起到人耳目作用，而且还能超越人生理界限，接收人感官所感受不到外界信息。
3.5.3电感式传感器
电感式传感器相对于电容式电感器,即使只能识别金属物质工件，不过它含有体积小，定位精度高，抗干扰性能好等特点，普遍利用于多种自动化生产线、机电一体化设备及石油、化工、科研等多个行业。
由铁心和线圈组成将直线或角位移改变转换为线圈电感量改变传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器线圈匝数和材料导磁系数全部是一定，其电感量改变是因为位移输入量造成线圈磁路几何尺寸改变而引发。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可取得正比于位移输入量电压或电流输出。
在本设计，选择（PR18-8N）电感式传感器着为识别工件金属和非金属装置，光纤传感器识别物料黑和白，便于PLC控制系统简单化，控制系统更轻易实现。
3.6气缸装置
气缸是一个可将压缩空气能量转化成机械能元器件，是应用很普遍气动实施部件。气缸式实施机构运作相对稳定，轻易维修，控制比较简单，故该材料分拣系统实施机构选择气缸推进式[9]
3.7 触摸屏选择
MT4300是触摸屏（HMI）当中，最为稳定一系列产品。该MT4300（HMI）采取了5.4尺寸和8:5薄膜晶体管（TFT）液晶显示器，含有愈加清楚显示效果。
3.7 触摸屏特点
如表3.7触摸屏特点
型号
MT4300C
显示尺寸
5.6TFT(113.28*84.7mm)
分辨率
320*234像素
显示色彩
65536彩色
亮度
300cd/m*2
背光灯
LED
触摸屏
4线 精密电阻网络
液晶寿命
50000小时
CPU
32-bit 400MHz RISC
存放器
8M FLASH+16M SDRAM
RTC
256KB+实时时钟
打印端口
DB15/串口
以太网
不支持
程序下载
1个USB SLAVE接口
通讯端口
COM0:RS232/RS485-2/RS485-4,COM1:RS232/RS485-2/RS485-4,COM2:RS232

3.8变频器选择
在功率较低机电控制系统中，可编程控制器（PLC）和变频器（xxxF）最为契合通讯方法是，利用双绞线把变频器（xxxF）和可编程控制器（PLC）连接起来，采取Rs-485串行通信方法来实施通讯。
3.8.1 硬件准备和接线
PLC 选择 FX2N-64MR，PLC 通信件选择 FX2N-485-BD，变频器选择 FR-E540。通信电缆选择10Base-t电缆，终端电阻和通讯接线分配器。变频器端接在PU接口上PLC 端接在 FX2N-485-BD 接口中。
3.8.2 可编程控制器初始设定
可编程控制器（PLC）初始参数设定：其协议设定选择无协议通讯，而数据长度通常为：7 位，停止位通常为： 1 位，传输速率通常为：9600bps，H/W 类型选择 RS-485，其以项不用更改。
3.8.3 变频器初始设定
Pr117变频器站号设定为：00~31，而Pr118波特率设定和 PLC设 定内容致采取：9600bps，Pr119数据长度/停止位设定为：10(数据长度): ，Pr120奇偶校验设定为：2(偶校验) 7 位/停止位:1 （位) ，Pr123等候时间设定为：9999，Pr124有没有 CR、LF 指令设定为：1， Pr79运行模式设定为：0 ，Pr122通信检验时间间隔设定为：9999。 (上电时外部运行模式) 。
3.8.4 通讯用到指令
可编程控制器和变频器之间通信选择 EXTR(FNC.180) EXTR 指令根据通信功效分为 EXTR K10，EXTR K11，EXTR K12，EXTR K13 四种。
4 控制系统设计
4.1 控制系统步骤图
对自动分拣系统步骤设计以下：
A将料盘上物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料实施步骤B；
B机械手搬运物料。机械手动作次序以下：伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降到下限位一一开启手指抓取物料一一垂直机械手臂上升到上限位一一伸缩机械手臂缩回到后限位一一旋转机械手臂右转到右限位一一伸缩机械手臂伸出到前限位一一垂直机械手臂下降至下限位——气动手指释放物料。实施步骤C。
C气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等候抓料。返回次序以下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则实施步骤D；
D气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等候抓料。返回次序以下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
其步骤图图4.1所表示：

图4.1 分拣步骤图
4.2 系统输入和输出点I/O点数分配
依据机械手动作步骤分析及I/O点数确定，应考虑该模块同时接通点数通常不要超出输入点数60％。PLCI／O点数多少，在很大程序上反应了PLC系统功效要求，所以可在I／O点数确定基础上，再加20％到30％裕量，并实现PLC内外信号电气隔离。
能够确定电气控制系统I/O点分配，如表4.2所表示：
表4.2 机械手控制输入和输出点分配表
输入
功效描述
输出
功效描述
X0
急停按钮
Y0
运输物料电机
X1
开启按钮
Y1
组合警示灯（红色）
X2
停止按钮
Y2
组合警示灯（绿色）
X3
单步按钮
Y3
黄色指示灯
X4
回原位按钮
Y4
气动手指抓紧
X5
传送带落料口物料检测
Y5
气动手指释放
X6
料仓出料口物料检测
Y6
旋转机械手左转
X7
金属工件检测
Y7
旋转机械手右转
X10
白色工件检测
Y10
伸缩机械手伸出
X11
黑色工件检测
Y11
伸缩机械手缩回
X12
旋转机械手左限位
Y12
垂直机械手上升
X13
旋转机械手右限位
Y13
垂直机械手下降
X14
伸缩机械手前限位
Y14
A杆气缸电磁阀
X15
伸缩机械手后限位
Y15
B杆气缸电磁阀
X16
垂直机械手上限位
Y16
C杆气缸电磁阀
X17
垂直机械手下限位
Y17
蜂鸣器
X20
气动手指抓放限位
Y20
皮带正转
X21
A杆推料气缸前限位
Y21
皮带反转
X22
A杆推料气缸后限位
Y22
皮带运转
X23
B杆推料气缸前限位
Y23

X24
B杆推料气缸后限位
Y24

X25
C杆推料气缸前限位
Y25

X26