pcb板及其连接器自动扫码装置的设计与编程
【】PCB板作为电子产品的重要组成部分，人们对它的需求也越来越大，而PCB有时需要与连接器配合，当PCB与连接器型号过多时，难免出现PCB与连接器型号匹配错误的问题。为了减少由于产线员工操作失误造成的型号不匹配或站位不对的现象，设计了PCB板及其连接器自动扫码装置。本课题研究的重点是如何才能避免PCB板与连接器型号不匹配或站位不对的现象。设计的自动扫码装置一共有三个部分，主要包括阻挡气缸、PCB板扫码枪和连接器扫码枪。电气控制方面主要包含了气动控制和力士乐PLC设计，机械方面主要是对几个辅助零件的机加工处理。在整个装置之中，还加入了控制面板，这将实时监控整个系统的状态，更好的控制系统。
目录
引言 1
一、PCB板及其连接器扫码装置的总体设计 2
（一）扫码装置的总体结构设计 2
（二）扫码装置的执行机构 2
（三）扫码装置的控制系统 4
二、扫码装置的气动系统设计 6
（一）扫码装置的气动回路设计 6
（二）气动元件的选用 7
三、扫码装置的PLC控制系统设计 9
（一）PLC的I/O分配 9
（二）PLC的编程 9
四、扫码装置控制面板操作 17
（一）控制面板的通讯线连接 17
（二）扫码装置的界面组态画面 18
五、扫码枪的应用 21
（一）扫码枪品牌及选用 21
（二）扫码枪的应用及调试 21
总结 24
致谢 25
参考文献 26
引言
关于PCB板及其连接器自动扫码装置的设计，作为核心的扫码装置，在国内的发展已经很成熟了，比如超市收银用的手持式扫码枪，这就保证了在扫描PCB板和连接器上的二维码时，精确度得到了保证，结合机械和电气，利用PLC实现对整个装置的控制。
完成本课题需要运用到力士乐PLC编程，EPLAN软件绘画电路图，从而进行设备的设计与控制。
毕业设计是我们毕业之前最重要的一次尝试，不仅要综合利用自己学到的理论知识，还要结合具体实践操作，对我们来说是一个巨大的挑战，而在这个过程中，我们不仅能培养我们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
独立分析解决问题的能力，还为今后的学习发展奠定了基础。
一、PCB板及其连接器扫码装置的总体设计
（一）扫码装置的总体结构设计
PCB板及其连接器扫码装置主要有两个部分，检测部分和阻挡部分。扫码装置工作单元结构分布图如图11所示, 气缸用于阻挡，扫码枪用于检测，传感器感应发出控制信号。
图11 扫码装置工作单元结构分布图
（二）扫码装置的执行机构
1.PCB板及其连接器扫码装置的执行机构
这个装置的执行机构只有一个部分，也就是阻挡气缸。
这个阻挡气缸是整个机构中唯一有机械动作的部件，扫码判定完成后，就是通过这个气缸的动作来完成对夹具的控制，判定成功，气缸缩回，夹具可以成功通过，判定失败，气缸保持伸出状态，阻挡夹具通过。
阻挡部分的结构组成：
阻挡部分中气缸是用来阻挡和放行夹具的，PCB板在夹具上，阻挡部分结构组成如图12所示。
图12 阻挡部分结构组成示意图
2.扫码装置的运作过程
（1）阻挡部分的工作过程
在这个装置之中，阻挡部分的主要作用就是阻挡和放行夹具，并以此判定站位是否正确
每一种夹具对应一种或多种PCB板，夹具上有柱状突起，与PCB上的小孔对应，并以此固定PCB板。操作人员将夹具放到传送带上，并将PCB板放到夹具上指定的位置，然后插入连接器。
该部分的工作原理是：工作人员将连接器料盘放置在传感器2的上方，传感器2检测到信号并将信号发送给PLC控制扫码枪1扫码，之后工作人员将夹具放置到传送带上之后，将PCB板放到夹具上的指定位置，然后插入与PCB板型号一致的连接器，再将承载PCB板的夹具移动到传感器1的位置，设备正式开始工作，扫码枪2读取夹具上PCB板的二维码，PLC通过网线将这些信息传送到服务器，服务器反馈型号信息与站位信息是否正确，若不正确，则发出报警信息，并且气缸不缩回，若正确，则PLC控制气缸缩回，然后工作人员将夹具移至下一站位，，中途经过传感器3，传感器3感应到夹具后，PLC控制气缸伸出，由于传感器3与气缸之间的长度大于夹具的宽度，如图13间距示意图所示，所以不用担心气缸伸出损坏夹具或出现安全问题。
图13 间距示意图
在气缸上，装有两个电感式传感器4、5，检测气缸此时的状态，在检测到气缸缩回并且传感器1有信号，传感器3无信号时，手动状态下不可以让气缸伸出，以此保护操作者的安全。
（2）测试部分的工作过程
检测部分分布在整个设备中，有两大类。
第一类：传感器
传感器在此装置中分为两种，分别是电感式传感器和光电式传感器。
光电式传感器有一个，作用是检测连接器料盘的存在，在检测到信号后，这个传感器会输出信号，从而控制扫码枪1扫码。
电感式传感器有四个，其中两个安装在气缸上，能够实时监测气缸的状态，并将这些信息输送到控制面板上，另外两个传感器的作用是检测夹具，这也是为什么用电感式传感器的原因，因为电感式传感器只能够检测金属，使用电感式传感器能够有效的避免误感应现象的发生。
第二类：扫码枪
扫码枪1作用是读取连接器料盘上的二维码并将信息输送到PLC。
扫码枪2作用是读取PCB板上的二维码并将信息输送到PLC。
（三）扫码装置的控制系统
此装置的控制系统用的是控制面板加力士乐PLC控制，控制面板上分为按钮和触屏界面，可以直接对系统进行控制，并且能够直观的观察此装置各个部位所处的状态，出现问题便于维修和处理。
1.按钮
扫码装置控制面板上的按钮如图14所示。
图14 扫码装置控制按钮
此控制面板主要有三个按钮，分别是控制上气的按钮SB1（常开按钮），控制断气的按钮SB2（常开按钮），急停按钮SB3(常闭按钮），另外，急停按钮断开的电路只是控制电路的那一部分，主电路只能通过电气柜上的急停断开。
2.触屏界面
目录
引言 1
一、PCB板及其连接器扫码装置的总体设计 2
（一）扫码装置的总体结构设计 2
（二）扫码装置的执行机构 2
（三）扫码装置的控制系统 4
二、扫码装置的气动系统设计 6
（一）扫码装置的气动回路设计 6
（二）气动元件的选用 7
三、扫码装置的PLC控制系统设计 9
（一）PLC的I/O分配 9
（二）PLC的编程 9
四、扫码装置控制面板操作 17
（一）控制面板的通讯线连接 17
（二）扫码装置的界面组态画面 18
五、扫码枪的应用 21
（一）扫码枪品牌及选用 21
（二）扫码枪的应用及调试 21
总结 24
致谢 25
参考文献 26
引言
关于PCB板及其连接器自动扫码装置的设计，作为核心的扫码装置，在国内的发展已经很成熟了，比如超市收银用的手持式扫码枪，这就保证了在扫描PCB板和连接器上的二维码时，精确度得到了保证，结合机械和电气，利用PLC实现对整个装置的控制。
完成本课题需要运用到力士乐PLC编程，EPLAN软件绘画电路图，从而进行设备的设计与控制。
毕业设计是我们毕业之前最重要的一次尝试，不仅要综合利用自己学到的理论知识，还要结合具体实践操作，对我们来说是一个巨大的挑战，而在这个过程中，我们不仅能培养我们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
独立分析解决问题的能力，还为今后的学习发展奠定了基础。
一、PCB板及其连接器扫码装置的总体设计
（一）扫码装置的总体结构设计
PCB板及其连接器扫码装置主要有两个部分，检测部分和阻挡部分。扫码装置工作单元结构分布图如图11所示, 气缸用于阻挡，扫码枪用于检测，传感器感应发出控制信号。
图11 扫码装置工作单元结构分布图
（二）扫码装置的执行机构
1.PCB板及其连接器扫码装置的执行机构
这个装置的执行机构只有一个部分，也就是阻挡气缸。
这个阻挡气缸是整个机构中唯一有机械动作的部件，扫码判定完成后，就是通过这个气缸的动作来完成对夹具的控制，判定成功，气缸缩回，夹具可以成功通过，判定失败，气缸保持伸出状态，阻挡夹具通过。
阻挡部分的结构组成：
阻挡部分中气缸是用来阻挡和放行夹具的，PCB板在夹具上，阻挡部分结构组成如图12所示。
图12 阻挡部分结构组成示意图
2.扫码装置的运作过程
（1）阻挡部分的工作过程
在这个装置之中，阻挡部分的主要作用就是阻挡和放行夹具，并以此判定站位是否正确
每一种夹具对应一种或多种PCB板，夹具上有柱状突起，与PCB上的小孔对应，并以此固定PCB板。操作人员将夹具放到传送带上，并将PCB板放到夹具上指定的位置，然后插入连接器。
该部分的工作原理是：工作人员将连接器料盘放置在传感器2的上方，传感器2检测到信号并将信号发送给PLC控制扫码枪1扫码，之后工作人员将夹具放置到传送带上之后，将PCB板放到夹具上的指定位置，然后插入与PCB板型号一致的连接器，再将承载PCB板的夹具移动到传感器1的位置，设备正式开始工作，扫码枪2读取夹具上PCB板的二维码，PLC通过网线将这些信息传送到服务器，服务器反馈型号信息与站位信息是否正确，若不正确，则发出报警信息，并且气缸不缩回，若正确，则PLC控制气缸缩回，然后工作人员将夹具移至下一站位，，中途经过传感器3，传感器3感应到夹具后，PLC控制气缸伸出，由于传感器3与气缸之间的长度大于夹具的宽度，如图13间距示意图所示，所以不用担心气缸伸出损坏夹具或出现安全问题。
图13 间距示意图
在气缸上，装有两个电感式传感器4、5，检测气缸此时的状态，在检测到气缸缩回并且传感器1有信号，传感器3无信号时，手动状态下不可以让气缸伸出，以此保护操作者的安全。
（2）测试部分的工作过程
检测部分分布在整个设备中，有两大类。
第一类：传感器
传感器在此装置中分为两种，分别是电感式传感器和光电式传感器。
光电式传感器有一个，作用是检测连接器料盘的存在，在检测到信号后，这个传感器会输出信号，从而控制扫码枪1扫码。
电感式传感器有四个，其中两个安装在气缸上，能够实时监测气缸的状态，并将这些信息输送到控制面板上，另外两个传感器的作用是检测夹具，这也是为什么用电感式传感器的原因，因为电感式传感器只能够检测金属，使用电感式传感器能够有效的避免误感应现象的发生。
第二类：扫码枪
扫码枪1作用是读取连接器料盘上的二维码并将信息输送到PLC。
扫码枪2作用是读取PCB板上的二维码并将信息输送到PLC。
（三）扫码装置的控制系统
此装置的控制系统用的是控制面板加力士乐PLC控制，控制面板上分为按钮和触屏界面，可以直接对系统进行控制，并且能够直观的观察此装置各个部位所处的状态，出现问题便于维修和处理。
1.按钮
扫码装置控制面板上的按钮如图14所示。
图14 扫码装置控制按钮
此控制面板主要有三个按钮，分别是控制上气的按钮SB1（常开按钮），控制断气的按钮SB2（常开按钮），急停按钮SB3(常闭按钮），另外，急停按钮断开的电路只是控制电路的那一部分，主电路只能通过电气柜上的急停断开。
2.触屏界面
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