气动吸盘的分选装置设计(附件)
自动分选装置广泛应用于工件输送与装卸、切削（加工废料）排除等自动化分选生产线，能自动完成预定的各道工序及工艺过程，对产品进行筛选与分离。本次毕业设计通过组装实验室现有的气动工作台、各类型号气缸、气动阀及各种截面铝型材、电感式接近开关、磁性开关等材料，搭建出一个符合任务书要求的自动分选装置。该分选装置的作用是能够识别出不同材质的小球，并利用气动吸盘实现自动分拣。小球的输送通过轨道来实现，小球的速度由推送气缸运动的速度和轨道的坡度来决定，小球的材质识别由电感式接近开关来决定，小球的分拣由吸盘和推送气缸来实现。全部过程中气缸的运动均由PLC控制，由电感式接近开关和磁性开关释放信号，控制电磁阀线圈得电，完成基于气动吸盘的分选装置。关键字 分选装置，吸盘，气压传动，PLC
目 录
1 绪论1
1.1 设计的背景及意义1
1.2 国内外研究现状1
1.3 课题的目的和任务2
2 总体方案设计2
2.1 方案设计2
2.2 方案比较5
3 分选装置机械结构的设计和制作5
3.1 材料的选择5
3.1.1 材料的挑选要求5
3.1.2 材料的决定和尺寸要求6
3.2 分选装置的设计7
3.2.1 分选装置整体结构设计7
3.2.2 分选装置的的连接8
3.2.3 分选装置桌面的连接9
3.3 小球送料装置的设计12
3.4 小球轨道及检测装置的设计13
3.5 材质分拣装置的设计16
4 分选装置的气动部分设计19
4.1 整体方案设计19
4.2 气动原理图设计20
4.3 气动元件选择20
4.3.1 送料气缸选择21
4.3.2 推送气缸和连接吸盘气缸的选择21
4.3.3 三杆大行程气缸选择22
4.3.4 电磁阀和速度控制回路的选择23
4.3.5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
吸盘和真空发生器的选择24
5 PLC控制设计26
5.1 传感器选择26
5.1.1 磁性开关26
5.1.2 电感式接近开关27
5.2 西门子 S7200 CPU22628
5.2.1 输入端接线说明28
5.2.2 输出端接线说明28 5.2.3 DC24V电源说明29
5.3 分选装置的控制系统设计30
6 气动吸盘分选装置的环保评测36
结论37
致谢38
参考文献39 1 绪论
本次毕业设计制造的装置主要包括：机械装置部分、气压传动部分和PLC电气控制部分。
机械装置部分：通过各种类型的铝合金板材和其他配件搭建出适合小球传送的可靠地机械结构。
气压传动部分：通过空气压缩机将自然界中的空气进行压缩，通过管道传送给气缸，利用气缸的运动来实现能量的传递和信号的传输。
PLC电气控制部分：利用可编程控制器即PLC，结合电感式接近开关和磁性开关来实现信号的输入，通过控制电磁阀线圈的得电来实现气缸的运动顺序，从而达到小球的输送和分选的目的。该方法使用方便、可靠性高，普遍应用于现代工业生产。
1.1设计的背景、目的及意义
该课题是自制设备项目的一部分，并且前几届学生都做过类似的毕设课题，包括气动分选装置的设计和制造、基于气压传动的手爪、吸盘的的分选装置等。通过类似的气压传动原理和各种类型的气动零件来实现不同的运动，但是实现的动作简单，并且是通过手动控制电磁阀线圈的得失电来实现气缸的运动。自动技术发展至今运用的越来越广泛了，而达到自动分选的目的也是现在的发展潮流。因此在上一届装置的基础上，自行设计出一款基于气动原理的分选装置并且实现PLC控制从而达到自动分选的目的。对上一届的装置进行优化设计。
本次毕业设计要求利用多功能组合式气动分选装置提供的元件，设计组装出一种基于气动吸盘的分选装置，并能够对该分选装置进行部分改进和完善。该气动分选装置的设计和制造可以为学校的实验教学和课程设计提供借鉴和参考。方便学生对气压传动和PLC可编程控制器进一步了解和运用。
1.2国内外发展现状
现代的自动化流水线中的分选装置主要是利用液压系统、气压系统和电气控制系统将各个部分动作联系起来，使其按照规定的程序自动地进行工作。其中应用最为广泛的就是利用机械手来实现分选。工业机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统组成。执行机构是用来抓持工件的部件，根据被抓取物体的材料、尺寸、形状、重量和作业要求而配合有多种结构形式，如夹持型（手爪）和吸附型（吸盘）等。驱动机构主要由液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动，常见的主要还是液压和气压传动。在自动生产流水线中，通过在某一特定位置根据不同工件加装不同类型的传感器进行识别，然后利用PLC等控制设备指导机械手完成对指定的工件的分选。除了利用传感器识别的原理外，现代分选技术还有电力分选等。
随着科学技术的发展，针对不同的物料，例如铁丸、硬币、葡萄粒甚至花粉都有对应的自动分选装置。自动分选装置在日后的发展中主要主要表现为以下三个趋势：
连续、大批量的分选物料。通过自动化生产线能够连续、大批量地分选物料，并且自动分选装置不受环境、时间、人的状态等的限制，能够不断工作，在相同时间内分选出更多的物料。
极小的分选误差率。输入分选信息及其信息的输入方式是自动分选装置的分选误差率来源的主要因素，如果采用人工键盘或语音方式输入时，可使得误差率维持在3％以上；若采用条形码或者二维码进行扫描输入时，分选装置的识别误差几乎为零。因此，目前自动分选系统主要采用扫描条形码和二维码来识别货物。
基本实现无人化操作。自动分选装置设计制造的目的之一就是为了减少工人的使用，减轻工人的劳动强度，提高物料的分选效率的，降低企业的生产成本。因此自动分选系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。
1.3课题的目的和任务
该课题是立项的自制设备项目的一个部分，本次毕业设计主要是利用液压与气压传动、机床电控与PLC编程控制等方面的知识进行分选装置的设计和组装。同时还要求所设计制做的机械装置的灵活性较好，以便于组装多种PLC控制和以气动元件为主要执行机构的自动分选装置。
目 录
1 绪论1
1.1 设计的背景及意义1
1.2 国内外研究现状1
1.3 课题的目的和任务2
2 总体方案设计2
2.1 方案设计2
2.2 方案比较5
3 分选装置机械结构的设计和制作5
3.1 材料的选择5
3.1.1 材料的挑选要求5
3.1.2 材料的决定和尺寸要求6
3.2 分选装置的设计7
3.2.1 分选装置整体结构设计7
3.2.2 分选装置的的连接8
3.2.3 分选装置桌面的连接9
3.3 小球送料装置的设计12
3.4 小球轨道及检测装置的设计13
3.5 材质分拣装置的设计16
4 分选装置的气动部分设计19
4.1 整体方案设计19
4.2 气动原理图设计20
4.3 气动元件选择20
4.3.1 送料气缸选择21
4.3.2 推送气缸和连接吸盘气缸的选择21
4.3.3 三杆大行程气缸选择22
4.3.4 电磁阀和速度控制回路的选择23
4.3.5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
吸盘和真空发生器的选择24
5 PLC控制设计26
5.1 传感器选择26
5.1.1 磁性开关26
5.1.2 电感式接近开关27
5.2 西门子 S7200 CPU22628
5.2.1 输入端接线说明28
5.2.2 输出端接线说明28 5.2.3 DC24V电源说明29
5.3 分选装置的控制系统设计30
6 气动吸盘分选装置的环保评测36
结论37
致谢38
参考文献39 1 绪论
本次毕业设计制造的装置主要包括：机械装置部分、气压传动部分和PLC电气控制部分。
机械装置部分：通过各种类型的铝合金板材和其他配件搭建出适合小球传送的可靠地机械结构。
气压传动部分：通过空气压缩机将自然界中的空气进行压缩，通过管道传送给气缸，利用气缸的运动来实现能量的传递和信号的传输。
PLC电气控制部分：利用可编程控制器即PLC，结合电感式接近开关和磁性开关来实现信号的输入，通过控制电磁阀线圈的得电来实现气缸的运动顺序，从而达到小球的输送和分选的目的。该方法使用方便、可靠性高，普遍应用于现代工业生产。
1.1设计的背景、目的及意义
该课题是自制设备项目的一部分，并且前几届学生都做过类似的毕设课题，包括气动分选装置的设计和制造、基于气压传动的手爪、吸盘的的分选装置等。通过类似的气压传动原理和各种类型的气动零件来实现不同的运动，但是实现的动作简单，并且是通过手动控制电磁阀线圈的得失电来实现气缸的运动。自动技术发展至今运用的越来越广泛了，而达到自动分选的目的也是现在的发展潮流。因此在上一届装置的基础上，自行设计出一款基于气动原理的分选装置并且实现PLC控制从而达到自动分选的目的。对上一届的装置进行优化设计。
本次毕业设计要求利用多功能组合式气动分选装置提供的元件，设计组装出一种基于气动吸盘的分选装置，并能够对该分选装置进行部分改进和完善。该气动分选装置的设计和制造可以为学校的实验教学和课程设计提供借鉴和参考。方便学生对气压传动和PLC可编程控制器进一步了解和运用。
1.2国内外发展现状
现代的自动化流水线中的分选装置主要是利用液压系统、气压系统和电气控制系统将各个部分动作联系起来，使其按照规定的程序自动地进行工作。其中应用最为广泛的就是利用机械手来实现分选。工业机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统组成。执行机构是用来抓持工件的部件，根据被抓取物体的材料、尺寸、形状、重量和作业要求而配合有多种结构形式，如夹持型（手爪）和吸附型（吸盘）等。驱动机构主要由液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动，常见的主要还是液压和气压传动。在自动生产流水线中，通过在某一特定位置根据不同工件加装不同类型的传感器进行识别，然后利用PLC等控制设备指导机械手完成对指定的工件的分选。除了利用传感器识别的原理外，现代分选技术还有电力分选等。
随着科学技术的发展，针对不同的物料，例如铁丸、硬币、葡萄粒甚至花粉都有对应的自动分选装置。自动分选装置在日后的发展中主要主要表现为以下三个趋势：
连续、大批量的分选物料。通过自动化生产线能够连续、大批量地分选物料，并且自动分选装置不受环境、时间、人的状态等的限制，能够不断工作，在相同时间内分选出更多的物料。
极小的分选误差率。输入分选信息及其信息的输入方式是自动分选装置的分选误差率来源的主要因素，如果采用人工键盘或语音方式输入时，可使得误差率维持在3％以上；若采用条形码或者二维码进行扫描输入时，分选装置的识别误差几乎为零。因此，目前自动分选系统主要采用扫描条形码和二维码来识别货物。
基本实现无人化操作。自动分选装置设计制造的目的之一就是为了减少工人的使用，减轻工人的劳动强度，提高物料的分选效率的，降低企业的生产成本。因此自动分选系统能最大限度地减少人员的使用，基本做到无人化。
1.3课题的目的和任务
该课题是立项的自制设备项目的一个部分，本次毕业设计主要是利用液压与气压传动、机床电控与PLC编程控制等方面的知识进行分选装置的设计和组装。同时还要求所设计制做的机械装置的灵活性较好，以便于组装多种PLC控制和以气动元件为主要执行机构的自动分选装置。
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