成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （自动生产线设计）
目录
第一章 绪言 .................................................................................................................. 1 第一节 自动化生产线发展状况 .............................................................................. 1 第二节 PLC的应用及目前的研究现状 ................................................................... 2 第二章 硬件设备的说明 .............................................................................................. 4 第一节 电感式接近开关的设备说明 ...................................................................... 4 一、电感式传感器简单介绍 ................................................................................. 4 二、电感式接近开关传感器的基本工作方式 ..................................................... 4 第二节 电容式接近开关的设备说明 ...................................................................... 5 一、电容式传感器简单介绍 ................................................................................. 5 二、电容式接近开关传感器的使用 ..................................................................... 5 第三节 继电器的设备及微动开关的设备说明 ...................................................... 6 第四节 电磁阀的设备说明 ...................................................................................... 6 第三章 各单元控制系统的设计 .................................................................................. 9 第一节 PLC对下料单元的控制 ............................................................................... 9 一、下料单元控制要求 ......................................................................................... 9 二、下料单元控制流程图 ................................................................................... 10 第二节 PLC对加盖单元的控制 ............................................................................. 11 一、加盖单元控制要求 ....................................................................................... 11 二、加盖单元控制流程图 ................................................................................... 12 第三节 PLC对穿销单元的控制 ............................................................................. 13 一、穿销单元控制要求 ....................................................................................... 13 二、穿销单元控制流程图 ................................................................................... 14 第四节 PLC对检测单元的控制 ............................................................................. 15 一、检测单元控制要求 ....................................................................................... 15 二、检测单元控制流程图 ................................................................................... 15 第五节 PLC对分拣单元的控制 ............................................................................. 16 一、分拣单元控制要求 ....................................................................................... 16 二、分拣单元控制流程图 ................................................................................... 17 结束语 .......................................................................................................................... 18 谢辞 .............................................................................................................................. 19 参考文献 ...................................................................................................................... 20
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第一章 绪言
第一节 自动化生产线发展状况
自动线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系，通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备,组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产，从而提高工作效率。降低生产成本、提高加工质量、快速更换产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志，它的发展趋势是提高可调性，扩大工艺范围，提高加工精度和自动化程度，同计算机结合实现整体自动化车间与自动化工厂。
自动生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的，它不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序，达到相应的工艺要求，生产出合格的产品，为了能够实现这个目标，可以采用自动输送和其他一些辅助装置，根据工艺顺序把不同的机械加工装置组成一个整体，各个部件之间的动作是通过气压系统和电气制动系统组合起来的，使它能够实现规定的程序而进行自动工作，这种自动工作的机械装置系统被我们称为自动生产线。
现在科学技术日新月异，在工业生产中自动化生产技术也使用得非常的普遍了，并且在电子和机械制造等领域已经研究并生产出许多各种类型的自动生产线，正是因为这些自动生产线的飞速发展和广泛使用，提高了我们的生产效率及产品的质量、改善了工作的条件、降低了能源的损耗、节约了材料等等，在各方各面都获得了显著的效果。
在各个不同的应用领域,不同种类的自动线的结构不同，大小也不同，功能也不同，它们基本都包含检测、机械本体、信息处理、输入、输出接口部分以及执行机构等五部分。
但是不论哪种自动生产线，在功能上都必须能实现控制、运转、驱动和检测等,并且控制功能是电子装置来完成的。自动生产线在生产中，所有传感器用来检测信号，控制装置再运算、变换、存储其检测信号，再通过其接口电路向执行机构给出指令来实现相应的工作。传感器检测生产线上位置、温度、压力、流量等信号，来让信息处理部件分析处理，驱动功能是液压缸电动机、电磁阀、气压阀、机械手等执行部件实现的。其机械部分是自动生产线的主体部分。
自动化生产线是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。狭义的生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不
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同工艺的加工。
图1-1 自动化生产线
该自动化模拟生产线，较好地解决了在学校期间，只接触到以单元实验或校外参观实习为主，一些大型的自动化控制站只能看不能操作，达不到理想的教学效果的这个实际接触问题。
在设计该模拟生产线时控制系统中包括5个从站点：下料单元、加盖单元、穿销单元、检测单元、分拣单元。该套控制系统，建立了以工业现场控制为对象的实物模拟仿真系统，可很好解决自动化及相关专业的在动手实践中所遇到的难题。
第二节 PLC的应用及目前的研究现状
1969世界第一台PLC在美国数据设备公司诞生。1975-1976年,德国、日本、美国等将微处理器作为控制器的中央处理单元应用到PLC中，并且去掉磁心存储器改用了集成电路的存储器，结合了微型计算机的技术与电控制器技术，从而实现了可编程控制器的规模集成化，使得处理器更能适用工业环境，更加的可靠，功能也更加强大，更加的灵活，成本却大大下降，从而使得PLC进入了实用阶段。
随着科技的不断进步，PLC的性能也飞速增强，其应用和研究现状主要在以下方面体现:
1.控制规模的扩大，控制大型机的规模越变越大，开关量高的达到了几万。 2.组成模块的增多，现在PLC己经新增了很多模块，如PDI控制、温度以及运动模块等等。
3.开放性和互操作性大大发展，在PLC的发展过程中，制造商为了垄断和扩大各自市场，都各自发展自己的标准，开放是发展的一个趋势，各厂商都意识到
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这一点，并形成了长时期的妥协与竞争，这一过程还将继续。
4.工作速度的提高可以对系统实现实时控制。
5.联网的能力增强，由于通信、信息及控制技术的大力发展，联网也得到了的发展，己经可以实现的远程控制。
正是由于这些性能、使得工业系统可以实现远程化、自动化、控制信息化及智能化。现在应用在不断前进,尤其在运动控制、模拟量控制及驱动控制上广泛使用，已经成为现在系统工作自动化中最有效的工具之一了。
此次设计共分为五个单元，其功能分别是：
1．下料单元：将前站送入本单元下料仓的工件主体，通过直流电机驱动间歇机构带动同步齿型带使之下落，工件主体下落至托盘后经传送带向下站运行。
2．加盖单元：通过直流电机带动蜗轮蜗杆，经减速电机驱动摆臂将上盖装配至工件主体，完成装配后工件随托盘向下站传送。
3．穿销单元：通过旋转推筒推送销钉的方法，完成工件主体与上盖的实体连接装配，完成装配后的工件随托盘向下站传送。
4．检测单元：运用各类检测传感装置对装配好的工件成品进行全面检测（包括上盖、销钉的装配情况，销钉材质、标签有无等），并将检测结果送至PLC进行处理，以此作为后续站控制方式选择的依据（如分拣站依标签有无判别正、次品；仓库站依销钉材质确定库位）。
5．分拣单元：根据检测单元的检测结果（标签有无），采用气动机械手对工件进行分类，合格产品随托盘进入下一站入库；不合格产品进入废品线，空托盘向下站传送。
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第二章 硬件设备的说明
第一节 电感式接近开关的设备说明
一、电感式传感器简单介绍
电感式传感器是利用电磁感应原理将被测非电量（如位移、压力、流量、振动等）转换成线圈自感系数L或互感系数M，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。
电感式传感器具有结构简单、工作可靠、测量精度高、零点稳定、输出功率较大等一系列优点，其主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约，传感器自身频率响应低，不适用于快速动态测量。这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用。
二、电感式接近开关传感器的基本工作方式
电感式接近开关传感器可以检测从传感器侧向水平接近的被测体，也可以检测从传感器迎面垂直接近的被测体。被测体接近传感器到传感器开关动作的距离为动作距离；不受温度和电压上下浮动影响的动作距离为实际的工作距离。传感器在工作中存在着动作距离与复位距离的差值，被称为动作带差。被测量体进入或退出检测有效范围时将出现动作上的时间延迟，称为相应时间。在传感器的应用中，应根据实际情况考虑这些参数对检测结果是否有影响。
电感式接近开关传感器，是一种利用涡流感知物体接近的器件。它的敏感元件为检测线圈，它是振荡电路的一个组成部分，在检测线圈的工作面上存在一个交变磁场。当金属物体接近检测线圈时，金属物体就会产生涡流而吸收振荡能量，使振荡减弱直至停振，振荡与停振这两种状态经检测电路转换成开关信号输出。
电感式接近开关传感器的电气指标：
1．工作电压：是指电感式接近开关传感器的供电电压范围，在此范围内可以保证电感式接近开关传感器安全工作。
2．工作电流：指电感式接近开关传感器连续工作时的最大负载电流。 电压降：是指在额定电流下开关导通时，在开关两端或输出端测量得到的电压。
3．空载电流（消耗电流）：是指在没有负载时，测量所得的电感式接近开关传感器自身所需的电流。
4．剩余电流（漏电流）：是指开关断开时，流过负载的电流。 5．极性保护：有防止输入电源电压极性误接的保护功能。
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