南通纺织职业技术学院毕业设计（论文） 模拟生产系统搬运站的设计
1.3 MPS的基本功能
MPS设备给学员提供了一个开放式的学习环境，虽然各个组成单元的结构已经固定，但是，设备的各个执行机构按照什么样的动作顺序执行、各个单元之间如何配合、最终使MPS模拟一个什么样的生产加工控制过程、MPS作为一条自动生产流水线具有怎么样的操作运行模式等，可以根据自己的理解，运用所学理论知识，设计出PLC控制程序，使MPS设备实现一个最符合实际的自动控制过程。
MPS系统中每个单元都具有最基本的功能，我们可在这些基本功能的基础上进行流程编排设计和发挥。
基本描述：
联网后的各站运动可能会相互影响，为使系统安全、可靠运行，每一站与前后各站需要交换信息，而各站只有进行正常工作程序后，才能相互通讯，交换信息。每一站要开始工作运行，需前站给出信号，只有第一站（上料检测站）是通过“开始”按钮，启动工作的。这是因为第一站没有上站了。
1）、MPS系统的基本组成单元： 上料检测站
搬运站（如图1-2所示） 加工站 安装站 安装搬运站 分类站
2）、搬运站单元功能简介：该单元是一个六个关节
图1-2 搬运站单元 的机械手，它可以用来完成抓取动作，将工件从上站搬至下一站。
PLC 主机：三菱 FX2N 系列
扩展模块：485、PPI、MPI、Profibus网络
组成模块：伸出及提升模块、旋转模块、气动夹爪组件。
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2 搬运站单元的控制硬件
2.1 可编程控制器（PLC）
2.1.1 PLC的概况及特点
可编程序控制器（PLC）是现代工业自动化领域中的一门先进控制技术，它已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，其应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。PLC具有可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、远程通信联网、易于与计算机接口、模拟量控制、高速计数及位控等一系列优异性能。
1）整体式（箱体式）
整体式PLC的基本组成框图如图2-1所示。
图2-1 整体式PLC结构图
一般而言，处理的I/O点数愈多，则控制关系愈复杂，用户要求的程序存储器容量愈加大、PLC指令及其他功能也愈加多、指令执行的速度也愈加快。按PLC的I/O点数可将PLC分为以下三类：小型PLC、中型PLC、大型PLC。
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2)PLC的特点：
抗干扰能力强，可靠性高；编程方便；使用方便；维护方便；设计、施工调试周期短；易于实现机电一体化。 2.1.2 PLC结构及基本配置
一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。
2.1.3 PLC的应用领域
最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用领域不断扩大，主要用于开关量控制；用于模拟量控制；用于数字量控制；用于数据采集；用于进行监控；用于联网、通讯。
事实上，PLC已广泛应用于工业生产的各个领域。从行业看，冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等，几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它，一些非工业过程，如楼宇自动化、电梯控制也用到它。农业的大棚环境参数调控，水利灌溉也用到它。
PLC能有上述几个范围广泛的应用，是PLC自身特点决定的，也是PLC技术不断完善的结果。
2.2 传感器
2.2.1 传感器的组成
人是靠视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉这些感觉器官来接受外界信息的，而一台光机电一体化的自动设备在运行中也有大量的信息需要准确地被“感受”，以使设备能按照设计要求实现自动化控制，自动化设备用于“感受”信息的装置就是传感器。传感器是实现自动化的关键技术之一。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件、转换元件和转换电路及辅助电源部分组成。
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a、敏感元件，是传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
b、转换元件，是传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适用于传输或测量的电信号的部分。
c、转换电路，是将转换元件输出的电参量转换成电压、电流或频率量的电路。
d、辅助电源，是用于提供传感器正常工作能源的电源。 传感器的组成如图2-2所示
图2-2 传感器的组成
2.2.2电感式接近开关简介
a、电感式接近开关的基本工作原理
电感式传感器为信号发生器，它被用于在加工机械，机器人，生产线 以及传送带系统中检测和功能相关 的动作,并将检测结果转换成电信号。它是以非接触的方式工作的。当有金属物体接近规定的感应距离时，传感器会发出一个电信号。电感式接近开关就是利用电涡流效应制造的传感器。
（1）高频振荡型电感式接近开关
它以高频振荡器（LC振荡器）中的电感线圈作为检测元件，利用被测金属物体接近电感线圈时产生的涡流效应，引起振荡器振幅或频率的变化，由传感器的信号调理电路将该变化转换成开关量输出，从而达到检测的目的。
（2）差动线圈型电感式接近开关
它有两个电感线圈，由其中一个电感线圈作为检测线圈，另一个电感线圈作为比较线圈；由于被测金属物体接近检测线圈时会产生涡流效应，从而引起检测线圈中磁通的变化，检测线圈的磁通与比较线圈的磁通进行比较，然后利用比较后的磁通差，经由传感器的信号调理电路将该磁通差转换成电的开关量输出，从而达到检测的目的。
b、本文旋转气缸使用直流电感式接近开关
接近开关通用符号如图2-3所示，电感式接近开关如图2-4所示。
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c、电感式传感器在自动检测中的应用
由于电感式传感只能对金属起作用，在自动控制的应用可以应用在上例中进行检测白色的金属或红色的塑料，又可以应用在流水生产线上检测金属工件是否到位。当工件到位后自动输出一个开关量信号。用以控制计数器计数或下一个加工步骤等。
d、其他直线气缸使用磁感应式接近开关
当有磁性物质靠近时在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，使两个引脚所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开，在实际运用中，通常使用永久磁铁在控制这两根金属片的接通与否，所以又被称为“磁感应式接近开关”。
图2-3 接近开关通用符号 图2-4 电感式接近开关图形符号 3 机械手
3.1机械手的简介
3.1.1机械手的概念
机械手是一种能模拟人的手臂的动作的部分动作，按预定的程序轨迹及其他要求，实现抓取，搬运工件或操作工具的自动化装置。在我国由于大多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机器人称做操作机械手。机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手：它作为整机的附属部分，动作简单，工作对象单一，具有固定（有时可调）程序，使用大批量的自动生产。如自动生产线上的上料机械手，自动换刀机械手，装配焊接机械手
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