摘要
PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。
本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。由于系统实现功能比较下，考虑到I/O点等问题，本文使用西门子S7-200型号的PLC。
关键词:西门子S7-200，分拣装置，控制系统，传感器
本科生课程设计（论文）
目录
第一章绪论 (1)
第二章控制系统硬件设计与选择 (2)
2.1三物料自动分拣计数系统分析 (2)
2.1.1 系统的控制要求 (3)
2.2可编程逻辑器件选择 (3)
2.2.1 确定I/O点数 (3)
2.2.2 PLC选型 (3)
2.3检测元件与执行装置的选择 (4)
2.3.1 电感传感器 (4)
2.3.2 电容传感器 (5)
2.3.3 光电传感器 (6)
第三章 PLC硬件组态设计 (7)
3.1PLC控制电机 (7)
3.2PLC的输入输出端子分配 (8)
3.3PLC硬件外部接线图 (9)
第四章控制系统的软件设计 (10)
4.1控制系统流程图设计 (10)
4.2控制系统程序设计 (11)
第五章控制系统的调试 (14)
5.1硬件调试 (14)
5.2软件调试 (14)
5.3整体调试 (14)
5.3.1 显示功能图片 (15)
5.3.2 皮带运行仿真图片 (16)
第六章结论 (18)
参考文献 (19)
本科生课程设计（论文）
第一章绪论
分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。
目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多。
随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。针对上述问题，利用PLC 技术设计了一种成本低，效率高的材料自
动分拣装置，在材料分拣过程中取得了较好的控制效果。
物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误
差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求。
PLC控制分拣装置涵盖了PLC技术、气动技术、传感器技术、位置控制技术等内容，是实际工业现场生产设备的微缩模型。
应用PLC技术结合气动、传感器和位置控制等技术，设计不同类型材料的自动分拣控制系统。该系统的灵活性较强，程序开发简单，可适应进行材料分拣的弹性生产线的需求。本文主要介绍了PLC控制系统的硬件和软件设计，以及一些调试方法。
第二章控制系统硬件设计与选择
PLC控制系统的硬件设计，主要是根据被控制对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备，选择合适的PLC类型，并分配I/O点与外部接线。
2.1 三物料自动分拣计数系统分析
系统要求是将三种不同的物料进行自动分拣并对每种物料进行计数，系统上电后，所有设计进行初始化，并等待指令进行相应的动作，当系统上电时，电机带动皮带开始运行，按下启动按钮，PLC开始进行执行CPU程序，首先通过仓底传感器对仓里进行检测，看是否有物料，如果有将通过推手把物料推出，放到传送带上，传送带上的物料通过三个不同的物料检测传感器进行分拣，经铝块和铁块检测传感器，推杆先后将铁块、铝块从传送带推落入各自滑到进入仓库，塑料块将在传送带继续运行，右行到达传送带末端计数；如此循环工作，直至按下停止按钮，系统停止运行，显示三种物料的个数。
图2.1 系统硬件结构框图
2.1.1 系统的控制要求
系统利用各种传感器对待测材料进行检测并分类。当待测物体经下料装置送入传送带后，依次接受各种传感器检测。如果被某种传感器测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下9 个方面：
（1）系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲
（2）电机运行，带动传输带传送物体向前运行
（3）有物料时，下料汽缸动作，将物料送出
（4）当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1 动作
（5）当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2 动作
（6）其他物料被送到SD 位置时，推汽缸4 动作
（7）汽缸运行应有动作限位保护
（8）下料槽内无下料时，延时后自动停机
2.2 可编程逻辑器件选择
可编程逻辑器件即根据分析控制系统的要求，确定I/O点数，选择合适的PLC的型号。
2.2.1 确定I/O点数
根据控制要求，输入应该有2个开关信号，5个传感器信号，包括电感传感器、电容传感器、备用传感器，以及检测下料的传感器和计数传感器。相应地，有4个汽缸运动位置信号，每个汽缸有动作限位和回位限位，共计8个信号。输出包括控制电动机运行的接触器，以及4个控制汽缸动作的电磁阀，显示需要8个输出。共需I/ O 点28个，其中15个输入，13个输出。
2.2.2 PLC选型
本系统为小型控制系统，由系统自身设计要求可知，系统完成的任务只需要将三种不同的物料进行自动分拣，并且同时记下每种物料的数量。任务的要求与规模比较小，现进行系统分析并选择合适的处理设备。
由于PLC的种类很多，也存在不同生产产商。就系统要求来分类，PLC有大型、中型、小型。由于系统输入的信号占用的输入点数比较少，系统完成的任务比较小，综合系统要求与经济等条件，根据上面所确定的I/ O 点数，且该材料分拣装置的控制为开关量控制。因此，选择一般的小型机即可满足控制要求。本系统选用西门子公司的S7-200系列CPU226型PLC。它有24个输入点，16个输出点，S7-200PLC体积小，运算速度快，安装方便，满足本系统的要求。
2.3 检测元件与执行装置的选择
主要是对旋转编码器和各个传感器的选择，并对其作简要介绍。
2.3.1 电感传感器
电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。由此，可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。本系统选用M18X1X40 电感传感器。接线图如图2.2，原理图如图2.3。
图2.2 M18X1X40 DC二线常开式电感传感器接线图
图2.3 电感传感器工作原理图
电感传感器介绍：由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。电感式传感器的特点是：①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽（测量范围大时分辨率低）；⑥无输入时有零位输出电压，引起测量误差；⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高；⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量（如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等）的测量。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中，这三种传感器多制成差动式，以便提高
线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。
2.3.2 电容传感器
电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关。它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的本身。当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。由此，便可控制开关的接通和关断。本系统选用E2KX8ME1 电容传感器，接线图可参考图2-5，原理图如图2.4。
图2.4 电容传感器工作原理图
电容传感器介绍：用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。通常把非电学量变换成电学量的元件称为变换器；根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而被测的力学量（如位移、力、速度等）转换成电容变化的传感器称为电容传感器。从能量转换的角度而言，电容变换器为无源变换器，需要将所测的力学量转换成电压或电流后进行放大和处理。力学量中的线位移、角位移、间隔、距离、厚度、拉伸、压缩、膨胀、变形等无不与长度有着密切联系的量；这些量又都是通过长度或者长度比值进行测量的量，而其测量方法的相互关系也很密切。另外，在有些条件下，这些力学量变化相当缓慢，而且变化范围极小，如果要求测量极小距离或位移时要有较高的分辨率，其他传感器很难做到实现高分辨率要求，在精密测量中所普遍使用的差动变压器传感器的分辨率仅达到1～5 μm数量级；而有一种电容测微仪，他的分辨率为0.01 μm，比前者提高了两个数量级，最大量程为100±5 μm，因此他在精密小位移测量中受到青睐。
对于上述这些力学量，尤其是缓慢变化或微小量的测量，一般来说采用电容式传感器进行检测比较适宜，主要是这类传感器具有以下突出优点：
(1)测量范围大其相对变化率可超过100%；
(2)灵敏度高，如用比率变压器电桥测量，相对变化量可达10-7数量级；
(3)动态响应快，因其可动质量小，固有频率高，高频特性既适宜动态测量，也可静
态测量；
(4)稳定性好由于电容器极板多为金属材料，极板间衬物多为无机材料，如空气、玻璃、陶瓷、石英等；因此可以在高温、低温强磁场、强辐射下长期工作，尤其是解决高温高压环境下的检测难题。
2.3.3 光电传感器
光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。用来检测物体有无的光电传感器是一种小的金属圆柱形设备，发射器带一个校准镜头，将光聚焦射向接收器，接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上。在金属圆筒内有一个小的白炽灯做为光源。这些小而坚固的白炽灯传感器就是今天光电传感器的雏形。本系统选用FPG 系列小型放大器内藏型光电传感器。原理如图2.5所示，其中负载可接至PLC。
图2.5 FPG光电传感器原理图
光电传感器介绍：光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。光电传感器采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。光电传感器是将光信号转换为电信号的光敏器件。它可用于检测直接引起光强变化的非电量，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多。传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。近年来,随着光电技术的发展，光电式传感器已成为系列产品，其品种及产量日益增加，用户可根据需要选用各种规格的产品，它在机电控制、计算机、国防科技等方面的应用都非常广泛。
第三章 PLC 硬件组态设计
3.1 PLC 控制电机
由于皮带的运动需要电机的控制，电机的启动与停止需要PLC 进行控制，由于皮带运动具有单向性，所以只需要对电机进行正向控制即可。为了安全工作，在加上反转控制。PLC 输出口相当于一个开关。一般地，PLC 不能直接控制电流继电器，只能控制电压继电器或中间继电器。所以在端口加个驱动器去控制电流线圈。
图3.1
控制电机主电路
图3.2 PLC 控制电路
3.2 PLC的输入输出端子分配
根据所选择的PLC型号，对本系统中PLC的输入输出端子进行分配，如表3.1所示
表3.1 材料分拣装置PLC 输入/输出端子分配表
3.3 PLC硬件外部接线图
根据表1可以绘制出PLC的输入输出接线端子图，如图3.3所示
图3.3 外部接线图
第四章控制系统的软件设计
软件设计是PLC控制系统的核心，程序设计的主要任务是根据控制要求及工艺流程，画出状态流程图并设计出梯形图。
4.1 控制系统流程图设计
根据系统生产工艺的要求，分析各个设备的操作内容和操作顺序，可画出程序流程图，如图4.1所示。
图4.1 系统软件框图
该系统可选择连续或单次运行工作状态。若为连续运行状态，则系统软件设计流程图中的汽缸4动作后，程序再转到开始；若为单次运行，则汽缸4动作后停机。如果需要，该系统可在分拣的同时对分拣的材料进行数量的统计，这只需在各汽缸动作的同时累计即可。当相应的物料传感器检测到物料时，传感器开始工作，对物料进行分拣处理。在汽缸推动电磁阀进行相应的动作，在推物料的同时需要电机停止一段时间，气缸动作完之后，电机重新运行。如果相应的传感器没有检测到物体，则电机继续运行。当需要进行计数时，只需要在程序上改动即可，在传感器检测到物料时，气缸动作的同时计数器加1，这样即可对物料的数量进行统计。
4.2 控制系统程序设计
根据所绘流程图，在STEP7-Micro/WIN40软件中编写梯形图程序。部分程序清单如下，本设计没有给出完整的程序。
下面对所编写梯形图作简要的介绍：
以上为主程序，首先I2.0启动后，M0.1得电并自锁，为之后电动机得电做好准备，I2.1为停止按钮。当PLC处于RUN模式时，SM0.1通电一个周期，Q0.0复位清零，并调用子程序。如果仓底检测没有物料时，启动定时器T30，延时30秒自动停机。这样能节省资源利用，当再次检测到仓底有物时，可以立刻启动。
M0.0为中间继电器，主要是控制电机的启动，当M0.0自锁后，把信号传递给输出Q0.0，使输出端口一直输出，在驱动器的驱动作用下使电机正常运行，但进行推物动作时，中间继电器M0.1断开，使Q0.0暂时失电，这样可以使电机暂时停止运行。
以上为气缸推动物料程序，这时当物料移动至传感器的位置，由于汽缸动作需要1秒，让电机停转一秒后继续运转。当物料被相应的传感器检测中后，相应的汽缸动作，将物料推下。I1.3，I1.4，I1.5，I1.6，I1.7为汽缸的回位限位开关，初始状态为闭合，I0.6，I0.7，I1.0，I1.1，I1.2为汽缸的动作限位开关，初始状态为关断。汽缸动作时，，回位限位开关关断，到达动作限位开关时，动作限位开关闭合。
第五章控制系统的调试
在PLC软硬件设计完成后，应进行调试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方，因此在将PLC连接到现场设备之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。另外，一些硬件如传感器等，在使用前，也需事先调试好。
5.1 硬件调试
1．电感传感器的调试
在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。
2．电容传感器的调试
在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。
3.PLC控制电机接线调试
对电机的控制是本设计核心之一，去除其他硬件部分，单独让PLC进行控制，给个启动信号，观察电机的转动规律。
5.2 软件调试
将所编写的梯形图程序进行编译，通过上下位机的连接电缆把程序下载到PLC中。刚编好的程序难免有这样那样的缺陷或错误。为了及时发现和消除程序中的错误，减少系统现场调试的工作量，确保系统在各种正常和异常情况时都能作出正确的响应，需要进行离线测试，既不将PLC的输出接到设备上。按照控制要求在指定输入端输入信号，观察输出指示灯的状态，若输出不符合要求，则查找原因，并排除之。
5.3 整体调试
将设备接入PLC，进行联机调试，看是否满足要求，如果不满足要求，可通过综合
调整软件和硬件系统，直到满足要求为止。
由于实验设备有限，进行调试的时候也能进行部分功能调试，观察类似过程的结果来分析系统设计的成果，本设计只给出相应的显示调试与传送带调试，调试结果的现象图片如下
5.3.1 显示功能图片
5.3.2 皮带运行仿真图片
第六章结论
物料分拣采用可编程控制器PLC 进行控制，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率低且劳动强度大大降低，可显著提高劳动生产率。而且，分拣系统能灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。其设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现求。
本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
随着我国经济和社会的不断发展，电商、快递行业的发展突飞猛进，这对于输送和分拣作业提出了更高的要求，要高效地处理大批的物流量，离不开自动分拣输送系统。用自动化的快速分拣技术，取代大量的人工分拣，不仅降低了人力成本，同时还大幅提高了分拣作业的效率与准确率。下面六维智能物流就为大家详细的介绍下物流自动分拣输送系统的相关信息，希望对你有所帮助。 商品或货物的到达、卸货、分类、存储，再到出货、分类、发出等作业，势必要通过不同复杂程度的输送分拣设备，以实现在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点（如指定的货架、加工区域、出货站台等）。 当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统须在最短的时间内从庞大的高层货架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，并将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便转运或装车配送，充分实现快速输送分拣功能。 除了电商、快递市场的需求大增，输送分拣设备应用的主要领域还包括烟草、医药、流通、食品、汽车等各个行业。这些领域的输送分拣设备市场需求量仍然占据总需求的大部分比例。 自动分拣系统(Automatic sorting system)是先进配送中心所必要的设施条件之一。具有很高的分拣效率，通常每小时可分拣商品6000-12000箱，可以说，自动分拣机是提高物流配送效率的一项关健因素。
输送设备主要有： 皮带输送机、网带输送机、滚筒输送机、钢带输送机、链条输送机、链板输送机、伸缩式输送机、倍速链输送机。 分拣设备分类： 摆臂式、弹出轮式、滑靴推块式、翻盘式、交叉皮带式、推杆式、直角移载式、斜导轮式。
材料分拣系统控制系统设计单片机
**大学**远程教育 毕业设计 题目：材料分拣系统控制系统设计（单片机） 入学年月 姓名代xxx 学号110xxxxx 专业机电一体化 联系方式 13xxxx 学习中心 xxxxx 指导教师XXXXXXX___ 完成时间 X月XX日 目录
1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9) 3 系统软件设计 (10) 3．1 控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3 整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求能够经过不同方式，如可经过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 中国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其它行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。
自动分拣系统 自动分拣系统一般由自动控制和计算机管理系统，自动识别装置，分类机构，主输送装置，前处理设备及分拣道口组成。 1）自动控制和计算机管理系统是整个自动分拣的控制和指挥中心，分拣系统的各部个的一切动作均由控制系统决定。其作用是识别，接收和处理分拣信号，根据分拣信号指示分类机构按一定的规则（如品种，地点等）对产品进行自动分类，从而决定产品的流向。分拣信号的来源可通过条形码扫描，色码扫描，键盘输入，质量检测，语音识别，高度检测及形状识别等方式获取，经信息处理后，转换成相应的拣货单，入库单或电子拣货信号，自动分拣作业。 2）自动识别装置是物料能够实现自动分拣的基础系统。在物流配送中心，广泛采用的自动识别系统是条形码系统和无线射频系统。条码自动识别系统的光电扫描安装在分拣机的不同位置，当物料在扫描器可见范围时，自动读取物料上的条码信息，经过对码软件即可翻译成条码所表示的物料信息，同时感知物料在分拣机上位置信息，这些信息自动传输到后台计算机管理系统。 3）分类机构是指将自动识别后的物料引入到分拣机主输送线，然后通过分类机构把物料分流到指定的位置。分类机构是分拣系统的核心设备。 4）主输送装置的作用是将物料输送到相应的分拣道口，以便进行后续作业，主要由各类输送机械成，又称主输送线。 5）前处理设备是分拣系统向主输送装置输送分拣物料的进给台及其他辅助性的运输机和作业台等。进给台的功能有两个，一个是操作人员利用输入装置将各个分拣物料的目的地址送入分拣系统，作为物料的分拣作业指令；二是控制分拣物料进入主输送装置的时间和速度，保证分类机构能准确进行分拣。 6）分拣道口也称分流输送线，是将物料脱离主输送线使之进入相应集货区的通道。一般由钢带、传送带、滚筒等组成滑道，使物料从输送装置滑入缓冲工作台，然后进行入库上架作业或配货工作。
带有视觉识别模块的分拣机器人 传统的机器人分拣操作一般采用示教或离线编程方式，当机器人所处的工作环境发生改变时机器人很难即时作出相应的调整，为了使机器人具有更加智能化的功能，以阿童木并联机器人和工业智能相机为基础，组成一套带有视觉模块的机器人分拣系统。这样的分拣系统结合了并联型机器人和视觉模块两个方面的优势，通过视觉模块智能的识别不同的对象，系统可以完成高速的分拣工作，显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了工作效率。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。 随着我们国家生产需求的不断增加，机器人越来越多的参与到各行各业的生产过程中来。其中，对工件的分拣作业是当前生产过程中的一个重要环节，传统的机器人分拣，其动作和目标的摆放位置都需要根据程序预先严格的设定。一旦机器人所处的环境有所改变，很容易导致抓取错误。本文模拟工业生产中的分拣作业环境，引入视觉模块，用摄像机来模拟人类的视觉功能来对待测的对象进行识别分类，可以使分拣作业拥有更高的可靠性和灵活性，作业对象以及分拣工序可以随时随地的变换，也提高了工作的效率和机器人的智能化程度。 1机器人系统组成介绍 我们设计的机器人分拣系统主要由并联机器人、视觉模块、传送带装置以及分拣对象组成，结构如图1所示： 1.1并联机器人 相比于其他工业机器人，并联机器人占用较小的空间，其更具有高速度、高精度、灵活性等特点，更能適合苛刻的工业生产需求。我们在实验中采用的是阿童木4轴并联型机器人，如图2所示，它能够完成空间中X、Y、Z方向的移动及角度的转动。除了并联型机器人本体之外，机器人配套设施还包括机器人控制柜、控制编程器和驱动机器人各关节运动的伺服交流电机。机器人末端执行机构为气动吸盘，用于吸附传送带上的分拣对象，完成抓取动作。 1.2 视觉模块 视觉模块我们采用康奈视公司的In-Sight7000型智能相机，如图3所示。该视觉模块能够智能的识别出实验中不同种类的实验对象，以及采集各个实验对象的位置信息。 1.3网络交换机 实验中，我们使用一般的家用路由器来替代网络交换机。视觉模块采集到的信息要通过局域网来络传递给机器人，因此我们要用到网络交换机来搭建局域网络，进而使各个模块间完成信息传输。
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目录 1研究背景 (3) 1.1研究背景 (3) 1.2研究意义 (3) 2文献综述 (4) 2.1快递自动化分拣系统国内外的发展状况 (4) 2.2快递自动化分拣系统的发展方向 (5) 3研究目标 (5) 4研究内容 (5) 5技术路线 (6) 5.1系统总体解决方案 (6) 5.2硬件系统设计 (7) 6预期的研究成果及课题的创新点 (7) 6.1预期的研究成果 (7) 6.2课题的创新点 (7) 7进度安排 (7) 8参考文献 ............................... 错误!未定义书签。
快递自动化分拣系统的开发 摘要：随着多品种少批量社会需求模式的推进，商品的流通速度迅猛提高，流通方式却是越来越复杂。因此，在人工成本不断高涨的环境下，需要引入适当的机械化分拣系统，以减少作业错误的发生，提高商品流通作业率，最终实现JIT（JUST IN TIME)配送。 本文将快速图像识别技术和快递自动化分拣装置相结合，研究基于自动化分拣系统的开发，介绍了一种应用DSP 技术、视频捕获技术，结合FPGA 逻辑控制、USB 通讯等多项技术，能够准确、快速识别物流系统商品大小、位置等信息的检测装置，可以有效解决自动分拣系统对复杂商品识别的难题。同时设计出相应的分拣装置，从而快速准确完成物流行业自动化分拣。 关键词：机械化分拣，图像识别，分拣装置 1研究背景 1.1研究背景 物流就是将物品从供应地往接收地传送的流动过程。根据现实需要，将储存、运输、搬运、装卸、流通加工、包装、信息处理、配送等基本功能的实施有机结合起来。它根据物品的种类、质量和数量，在最适当的时刻，以最低成本将其送到正确地点，并且准时完成物品信息的修改和传输及回收输送工具的全过程。 随着消费与生产在空间和时间上的分离不断扩大，为了保障企业生产和社会经济活动顺利进行，并且能取得好的经济效益;物流作为“需”、“供”之间桥梁，已发展成为了一门综合性的学科。物流学理论基础是多学科综合，并融合了社会科学与自然科学，它既是经济科学又是技术科学;同时，它还与其它学科有密切的联系，如自动控制、计算机科学等。物流学研究对象一般是复杂的、多目标决策的动态系统，在系统分析时，既要考虑技术的科学性、先进性，又要考虑它的 经济指标。 1.2研究意义 目前，现代物流作为一种比较先进的管理理念和组织方式，被认为是提高劳动生产率，企业降低物耗以外的第三利润的源泉。由于超大规模集中配送的效率难题和成本优势，提高配送中心的运营效率这已成了大中型企业改善现代物流的重要举措。作为配送中心的主要作业环节和核心设备，分拣系统的技术与分拣作业的效率也越来越受到工程界和的理论界关注。 我国现代物流发展比较晚，对自动分拣系统的研究也刚起步，分拣作业大部分都是采用的人工分拣，少数采用了机械分拣和人工分拣相结合的半自动分拣方式，而自动分拣所占比例非常低，其中一个非常重要原因是目前我国自动分拣系统技术还不够成熟，跟国外相比差距甚远。但自动分拣系统技术作为分拣领域中
材料分拣系统机械系统 设计单片机 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
郑州大学现代远程教育 毕业设计 题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月___________ 姓名____ _________ 学号_________ 专业___ ___ 联系方式__________ 学习中心______ ________ 指导教师_____ _________ 完成时间__2016__年__4__月__12__日 目录 1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9)
3系统软件设计 (10) 3．1控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 我国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。 2 系统硬件设计 2．1 传感器的选型 2.1.1 电感式传感器
物料分拣机自动化控制系统设计 发表时间：2017-12-15T14:41:16.350Z 来源：《防护工程》2017年第20期作者：陈伟华 [导读] 物料分拣机在物流中心、企业生产及自动化仓库中得到广泛的应用，其自动化控制系统设计是当前重要的研究方向。 广东宏大韶化民爆有限公司广东韶关 512000 摘要：物料分拣机在物流中心、企业生产及自动化仓库中得到广泛的应用，其自动化控制系统设计是当前重要的研究方向。本文对某物联分拣机自动化控制系统的设计进行了详细的介绍，以期能为类似系统设计提供参考。 关键词：物料分拣机；控制系统；设计 随着我国社会经济的快速发展以及工业化进程的不断推进，物流系统在商品生产中得到了越来越广泛的应用，并发挥着至关重要的作用。物料分拣机自动化系统能够实现无人工化作业，具有效率高、错率低、自动化程度高等优点，对其系统设计展开研究，提高系统自动化程度及效率是当前重要的研究方向。 1 分拣结构设计 分拣机设计如图1所示，结构由1条小型传送带，3个水平料槽，1台三相异步电动机，1个减速器装置，3个气缸，3个电磁阀，1个旋转编码器，2个光电传感器及3个磁性传感器等构成。 图2 分拣控制系统图 2 控制系统设计 系统设计如图2所示，计算机通过WINCC组态设计进行系统的控制与监视，224XP可编程控制器作为中间核心单元，与计算机通信，实现数据的交换，接受来自计算机的控制信号，传送状态信息给计算机。传感器主要用来检测外部信号，为PLC提供信息，从而驱动电动机与相应电磁阀动作，进而气缸执行相应动作。 3 系统程序设计 如图3所示为分拣物料程序设计顺序流程图，在编程软件step7编写材料分拣的程序。系统上电后，首先应完成自检，即所有执行器件都处于初始状态，变频器无输出，气缸处于缩回状态，自检结束后PLC等待来自计算机的起动信号，按下组态界面上的起动按钮，若检测料台有料，启动电机开始分拣，并记录数据，直至停止信号到来。 4 上位机监控设计 程序设计完成并下载到PLC中，为了使人机交互能力增强，对整个控制系统操控变得更简单、使用更方便，从而监控软件变得非常重要。能实现西门子S7－200系列PLC构成的程序控制系统的监控有3种方法供选择:其一是组态软件监控，其二是监控触摸屏监控，其三是第三方软件编制的监控软件。 本分拣控制系统，将使用西门子公司的功能强大的WINCC7.0组态软件进行组态监控设计，该组态软件是基于WINDOWS32位系统，具有功能强大、使用灵活、运行可靠的优点。
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
腾飞电子设计大赛设计课题：物料分拣系统PLC控制 系别电气工程系 组别第四组 组长陈强 组员李宏璋、高华、魏杰 指导老师严俊、华满香、钟燕科 完成时间2011年 11 月12日
一概述 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
二、系统的技术要求及指标 1、输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座） 消耗功率：250W 2、环境温度范围：0～40℃ 3、气源：大于且小于 4、分拣功能 （1）能实行对铁物质的分拣 （2）能对铝物质的分拣 （3）能对黄色塑料分拣 （4）能准确的排除废物（前1、2、3都不能满足的物料 本次任务要求： 1）当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。 2）输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。 3）PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各 分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。 三、使用方法 1、气源由二联体左侧进气口连接?6气管，另一端接气源。（非长期使用，不要向油杯里注油） 2、接通电源（启动按钮） 3、将物料放进竖井式料槽 4、运行方式： a.通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测 到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。 b.电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。 c.颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。 d.其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
基于P L C的材料分拣 系统 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
引言随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率。在需要进行材料分拣的企业，以往都采用人工分拣的方法，分拣效率极为低下，致使生产成本高，企业竞争力差。近年来，随着科学技术的不断发展，出现了一些自动控制分拣系统装置，它可以大幅度的提高分拣效率，因此越来越多的企业采用了自动控制分拣系统装置。关于自动控制分拣系统装置现在市场上已经大量出现了，并且也应用到生产实际中了。由于PLC具有体积小、易安装、维修性好等特点，所以设计本课题是用PLC来控制分拣系统装置的。 可编程序控制器（PLC）现在已经综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术，其功能越来越强大。本课题采用PLC控制分拣系统装置，可以同时实现三种物料的快速分拣，分别是铁质物料、铝质物料和颜色物料等。并且可以与上位机相接，实现实时监控。它不但可以快速分拣效率，节省大量的人力资源，而且可靠性高，稳定性强，可长时间进行分拣，正是需要进行材料分拣的企业所迫切希望的分拣系统装置。 第1章绪论 该课题是基于PLC的材料分拣系统设计，它包括可编程序控制部分、传感器检测部分、电动机控制部分以及空气压缩机部分。对于本课题来讲，它就是自动化技术、传感器检测技术以及电气拖动技术的融合，在国民经济发展中起着推动作用。近年来，分拣领域已经并正在发生着日新月异的变化，各种先进技术已经被应用到各个工程实际中，并且已经取得了很大的成就。随着社会的不断发展，
市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地希望改进生产技术，提高生产效率，同样在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料分拣系统装置已成为他们的必然选择。 虽然材料分拣系统装置现在已经开始在工程实际应用中开始发挥作用，但是随着科学技术的不断发展，分拣系统也在不断的完善中。分拣系统装置有几种系统控制方式。分别是继电器控制系统、计算机控制系统以及PLC等。几十年来继电器控制系统一直为工业发展起到了巨大的作用，而且目前仍然在工业中大量应用，然而其控制性能与自身的功能已无法满足与适应工业控制要求和发展。计算机控制系统有着十分强大的计算与数据处理能力，但在别的方面却没有PLC功能强大。因此在这个设计中选择PLC来控制分拣系统装置。 此设计正是基于采用PLC来实现关于材料分拣控制系统的设计。材料分拣控制系统组成主要有传感器、断电延时器、进料槽、传送带、分拣推手等组成。当第一个光电传感器检测到进料槽有物体时，上料传感器输出信号给PLC，PLC控制输送带继续运转，同时控制上料气动阀进行上料，每次上料时间间隔可以根据实际情况进行调整。第一个物料传感器为电感传感器，当检测出物料为铁质物料时，反馈信号送PLC，由PLC控制气动阀动作选出该物料；第二个物料传感器为电容传感器，当检测出物料为铝质物料时，反馈信号送PLC,PLC控制气动阀动作选出该物料；第三个物料传感器为颜色传感器，当检测出物料的颜色为待检测颜色时，PLC控制气动阀动作选出该物料；最后还有一个备用的传感器，是用来检测并推下漏拣的物料。本课题由于采用PLC作为控制系统，它存在输入输出响应的滞后现象。滞后现象是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关
物 料 自 动 分 拣 系 统 集 成 成员：张玉兵、李炜、刘敏、郭星星、王鹏祥班级：自动化21091 指导老师：吴老师、芮老师
成员任务分配 张玉兵：了解各站I/O信号构成和编写PLC程序 李炜：了解各站I/O信号的构成 郭星星：检测器件的好坏 刘敏：绘制电路图和设定触摸屏 王鹏祥：调整各器件的位置 大家共同了解了触摸屏、气动技术、电控系统、PLC编程在工程中的应用有了基本的认识。 摘要 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 一、实训描述： 物料分拣系统就是把不同的工件或其他货物分别开来，同类的归为一类，已经成为生产的重要环节。 把分拣机构制作成中空的圆柱体（其他形状也可以，根据实际情况而定。），将物料从圆柱体的上端放入，在下落到底端时传感器对物料进行检测，根据检测的结果判断将物料推入到那个物料通道，根据判断结果执行器将物料推入相应的通道中，完成物料的分拣。如图 1所示。 图 1、自动物料分拣机的分拣过程图
搬运分拣机器人比赛方案 比赛简介 比赛目的 设计一个基于8位单片机或ARM控制的小型机器人，在比赛场地里移动，将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定分值的高低。它模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。 比赛内容及任务 比赛任务为：在规定时间内，机器人分类搬运完毕物料,并回到出发点。 比赛分组：比赛采用统一的比赛任务，但规定使用不同的控制平台，具体规则附后。 项目1 规定项目比赛 机器人从出发区出发，到达物料储存区后，分拣其赛前抽签决定好的任务，即从5个预知颜色料块（黄、白、红、黑、蓝）选3种颜色料块的已知6种组合（任务）中，选其中1个作为比赛任务（其料块均要求摆放在场地图的A、C、E位置，B、D位置不放置物料，场地图参见比赛规则一：比赛场地)，再按照设计好的控制策略控制机器人动作，以便将三个料块快速准确地搬运到对应的三个颜色中心区域内，最后回到出发区。 项目2 技术挑战赛 比赛要求基本同项目1，不同之处在于： 参赛队需要从5个预知颜色料块（黄、白、红、黑、蓝）选4种颜色料块的已知6种组合（任务）中，选其中1个作为比赛任务（其料块均要求摆放在场地图的A、B、D、E位置，C位置不放置物料)，再按照设计好的控制策略控制机器人动作，以便将四个料块快速准确地搬运到对应的四个颜色中心区域内，并最后回到出发区。
比赛规则 规则一 比赛场地 场地的材质为木质，场地表面最大承重能力100kg ，各参赛队可自行制作，或者直接在采用比较平整的地面即可。场地表面的材料为亚光PVC 膜，各种颜色和线条用计算机彩色喷绘的形式产生。参赛队可以从技术委员会指定的厂家购买场地表面材料。 场地的照明要求：赛场的照度为600Lux 到1200Lux 之间，场地上各区域的照度应柔和均匀，各区域照度差不超过300Lux.实际的比赛场地四角会架设各2座20W 、色温4000~6000K 的节能灯，光源高度为2米。 A B C D E
物流自动分拣系统设计 摘要：物流自动分拣系统是先进配送中心所必需的设施条件之一，自动分拣装置是提高物流配送效率的一项关健因素。只有在自动分拣系统中合理地选用分拣装置才能保证整个系统的安全高效运行。本文首先对自动分拣系统做了简单地介绍，然后提出了系统设计的一般方法，最后通过实例对自动分拣系统进行了分析和探讨。 关键字：自动分拣系统；分拣装置；设计方法；自动分拣系统设计 1.自动分拣系统概述 自动分拣系统是二次大战后在美国、日本等发达国家的物流中心、配送中心或流通中心所必需的设施条件之一。该系统的作业过程可以简单描述如下：物流中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点等参数进行快速准确的分类，并将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等)；同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短的时间内从宠大的高层货架存储系统或其他指定地点中准确找到要出库的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。 2.自动分拣系统组成及特点 2.1自动分拣系统结构组成 如图1所示，自动分拣系统一般由上件装置、输送装置、分拣格口、控制系统组成。 1-输送装置2-上件装置3-控制系统4-分拣道口5-分类装置 图1 自动分拣系统结构组成 上件装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求去指示分类装置按商品品种、商品送达地点或货主的类别等方式对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可以通过人工输入、条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣格口。 分类装置的作用是根据上件装置发出的分拣指令，当具有相同分拣信号的商品经过装置时，该装车动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣格口或其他接口设备。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式、输送式和分支式几种，不同的装置对分拣货物的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。
目录 1.设计内容 (1) 2.开题报告 (2) 3.第一章 (3) 4.第二章 (4) 5.第三章 (5) 6.程序清单 (6) 7.心得体会 (7) 8.参考文献 (8) 1 学生题目之设计内容和要求 一、设计题目： 材料分拣装置的控制系统 二、设计目的： (1) 通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力； (2) 使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的； (3) 使学生掌握工业生产流水线中材料分拣的工作原理。 三、设备及技术数据 1、材料分拣转置工作过程 下面为材料分拣装置的结构示意图。其工作过程为：通电状态下，下料时，下料传感器动作，传感器运行，传送带运行，电感传感器检测到铁块材料时，气缸1动作将材料推下。电容传感器检测到铝块材料时，汽缸2 动作将材料推下。颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，汽缸3动作将推下。其他颜色非金属材料块被传送到SD位置时，汽缸4动作将材料推下。竖井式下料槽无料时，传送带运行一个程序自动停机。 2、技术数据 输入电压：AC200-240V 消耗功率：250W 环境温度范围：-5----40 四、设计要求 1、控制要求 (1) 分拣出金属与非金属 (2)分拣某一颜色块 (3)分拣金属中某一颜色块 (4)分拣非金属中某一颜色块
(5)分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块 分拣颜色为：红、黄、蓝；分拣铁、铝、塑料。 2、设计内容 (1)根据分拣装置工作过程设计功能图表 (2)设计电气控制原理图 (3)进行PLC选型及I/O分配 (4)设计PLC硬件系统 (5)设计控制程序 (6)按要求撰写毕业设计说明书 (7)绘制设计图样 五、参考文献 《PLC编程及应用》机械工业出版社 《工厂电气控制技术》清华大学出版社 《机电类专业毕业设计指南》机械工业出版社 《传感器原理及工程应用》西安科技电子大学出版社 《电子技术及应用》机械工业出版社
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/cf6508667.html, 带有视觉识别模块的分拣机器人 作者：李德民王诗宇王嘉乐 来源：《知识文库》2018年第05期 传统的机器人分拣操作一般采用示教或离线编程方式，当机器人所处的工作环境发生改变时机器人很难即时作出相应的调整，为了使机器人具有更加智能化的功能，以阿童木并联机器人和工业智能相机为基础，组成一套带有视觉模块的机器人分拣系统。这样的分拣系统结合了并联型机器人和视觉模块两个方面的优势，通过视觉模块智能的识别不同的对象，系统可以完成高速的分拣工作，显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了工作效率。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。 随着我们国家生产需求的不断增加，机器人越来越多的参与到各行各业的生产过程中来。其中，对工件的分拣作业是当前生产过程中的一个重要环节，传统的机器人分拣，其动作和目标的摆放位置都需要根据程序预先严格的设定。一旦机器人所处的环境有所改变，很容易导致抓取错误。本文模拟工业生产中的分拣作业环境，引入视觉模块，用摄像机来模拟人类的视觉功能来对待测的对象进行识别分类，可以使分拣作业拥有更高的可靠性和灵活性，作业对象以及分拣工序可以随时随地的变换，也提高了工作的效率和机器人的智能化程度。 1机器人系统组成介绍 我们设计的机器人分拣系统主要由并联机器人、视觉模块、传送带装置以及分拣对象组成，结构如图1所示： 1.1并联机器人 相比于其他工业机器人，并联机器人占用较小的空间，其更具有高速度、高精度、灵活性等特点，更能适合苛刻的工业生产需求。我们在实验中采用的是阿童木4轴并联型机器人，如图2所示，它能够完成空间中X、Y、Z方向的移动及角度的转动。除了并联型机器人本体之外，机器人配套设施还包括机器人控制柜、控制编程器和驱动机器人各关节运动的伺服交流电机。机器人末端执行机构为气动吸盘，用于吸附传送带上的分拣对象，完成抓取动作。 1.2 视觉模块 视觉模块我们采用康奈视公司的In-Sight7000型智能相机，如图3所示。该视觉模块能够智能的识别出实验中不同种类的实验对象，以及采集各个实验对象的位置信息。 1.3网络交换机
《问答题参考答案》 1.实验台控制面板上，要注意哪些安全事项？ 断路器和熔断器的进线和出线端子有高压电，要避免触电。 挡料气缸和推料气缸处不要用手去抠工件，避免夹手。 2.材料分拣装置主要由哪两部分组成？ 答：落料机构和传送分拣机构。 3.材料分拣装置共含有哪几个传感器？ 上料光电传感器、电感传感器（铁）、电容传感器（铝）、颜色传感器（白） 4. 材料分拣装置共含有哪几个限位开关？ 挡料限位开关、顶料限位开关、铁推料限位开关、铝推料限位开关、白推料限位开关。5．材料分拣装置共含有哪几个输出信号？ 顶料电磁阀，挡料电磁阀，电机旋转，金属推出电磁阀，铝推出电磁阀，白色物料推出电磁阀，旋转磁铁。 6.电感传感器的原理？ 传感器自身产生电磁场，当导电物体接近时，电磁场发生变化，使传感器内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通断。被检测的物体必须是导电性能良好的金属物体。 7.电容传感器的原理？ 传感器的测量头和被测物体构成电容器的两个极板。当物体移近时，介电常数发生变化，以此识别有无物体接近，控制电路通断。 8.如果在下料过程中出现卡料，要如何操作？ （1）首先通过手动按钮，使挡料和顶料气缸动作。当工件落到传送带上以后，再按复位按钮，使传送带运行，运走工件。 （2）若上述方法无效，则将气压表旁边横向的蓝色阀门横移打开，这时可以手动操作顶料和挡料气缸，并配合复位按钮实现落料和传送。注意，如果蓝色阀门横移关闭以后，不可再直接用手操作气缸，以免受伤。 9. 电感传感器，原本只能检测铁工件，但是现在错把铝给推入料槽了。如何调整？ 首先不要盲目调整，先观察情况。应该将铁和铝反复放到传感器正下方，轻微调整传感器高度，观察传感器上的指示灯，调整后的结果是测铁时灯亮，测铝时灯不亮，最后固定传感器。
韶关学院 毕业设计 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 学生姓名：陈浩 学号：12101102015 系（院）：物理与机电工程学院自动化系 专业：自动化专业 班级：2012级2班 指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师 起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计 摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的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，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。 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 https://www.doczj.com/doc/cf6508667.html,ing 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