无针加药接头（螺口）自动化组装设备设计控制部分(附件)
无针加药接头是医疗输液器上的1个部件，以往是工人手工完成装配，人工装配生产效率低，成本高，易受污染而且其质量取决与工人的技术程度。随着科技的进步，工业生产自动化设备被广泛的应用，替代人工制造生产。本课题根据无针加药接头的装配过程，设计PLC控制的自动化装配线。本文首先确定无针加药接头的装配流程，根据工艺流程，统计I/O点数。对PLC及其他元器件进行选型，画出硬件接线图并同时设计气动控制回路。完成硬件部分的设计之后，进行PLC程序的设计，选择合适的编程方法，本文主要采用顺序控制指令进行编程，所以需要绘制顺序控制原理图，通过原理图完成PLC编程。通过PLC控制能达到预期目标，完成对无针加药接头的自动化装配。关键词 自动化，装配，PLC，顺序控制目录
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 主要研究任务 1
2 课题总体控制方案 2
2.1 控制方案选择 2
2.2 整体控制系统结构 2
3 硬件系统的设计 3
3.1 系统元器件 3
3.2 I/O点数统计 5
3.3 PLC型号选择 7
3.4 I/0地址分配 8
3.5 硬件接线图 11
4 PLC程序的设计 11
4.1 工艺流程 11
4.2 系统顺序功能图 13
4.3 程序设计 14
5 调试 19
5.1离线调试 19
5.2在线调试 19
结 论 21
致 谢 22
参考文献 23
附件1：系统顺序控制功能图 24
1 绪论
1.1 概述
无针加药接头是医疗行业的重要器械之一，其设计初衷是为了减少病人的痛苦，因其高效方便而被广泛使用。无针输液接头的使用避免了针头反复穿刺，减少刺伤；带有正压系统，避免血液回流造成堵塞，与留置针配合使用；在临床上操作简单，使用方便；全封闭输液，减少了感染的机会。无针加药接头共分为三个部分，公接头，母接头和胶塞。现阶段我国无针输液接头
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1 绪论
1.1 概述
无针加药接头是医疗行业的重要器械之一，其设计初衷是为了减少病人的痛苦，因其高效方便而被广泛使用。无针输液接头的使用避免了针头反复穿刺，减少刺伤；带有正压系统，避免血液回流造成堵塞，与留置针配合使用；在临床上操作简单，使用方便；全封闭输液，减少了感染的机会。无针加药接头共分为三个部分，公接头，母接头和胶塞。现阶段我国无针输液接头的使用率非常低。随着我国居民生活水平的提高，以及居民安全意识的不断增强，预计2018年我国无针输液接头在静脉输液治疗中的使用率将达到50%。
无针加药接头自动化组装设备主要用途是进行无针加药的自动组装。替代原来的工人手工装配，实现生产自动化。
1.2 课题研究的意义
长久以来无针加药接头一直是由工人手工装配。人工装配生产效率低，成本高，易受污染而且其质量取决与工人的技术程度。随着科技的进步，工业生产自动化设备被广泛的应用，替代人工制造生产。自动化生产技术不仅能提高劳动生产率，减少经济投入，降低劳动强度，而且能改进生产技术，推动新技术的不断产生。因而由自动化装配逐步替代人工装配是社会发展的必然趋势。如今的中国劳动力价格已经越来越高，传统的人工制造正逐步被市场淘汰，自动化生产方式使其加工对象能够无需人工的情况下，实现连续性自动生产，并且能够提高生产速度，使生产效率和生产质量得到优化。
一个完整的无针加药接头的安装有4个部分，本次课题主要针对后面两个部分，即组装和焊接部分。组装部分又分为3个部分母接头安装，胶塞安装和公接头安装。随后进行焊接，最后将已经完成安装好的接头取下工作台，
1.3 主要研究任务
① 分析无针加药接头安装的工艺路线，拟订控制系统的总体方案。
② 硬件部分设计。包括统计I/O点，选择PLC机型，选择元器件，进行I/O地址分配，绘制PLC硬件接线图。
③ 软件部分设计。选择编程方法，编写控制程序。
2 课题总体控制方案
2.1 控制方案选择
无针加药接头的组装和焊接一共分为5步，见图2.1。
图2.1 装配流程
从图中可以看出，无针加药接头的组装过程是一个固定顺序。其中每一部分放入工作台和最后取下工作台都是由机械手完成的。其中机械手也是按照一定顺序完成的。能够实现这个要求和控制功能的方法很多，如继电器、PLC、单片机等。
继电器控制虽然价格低廉，可靠性差，修改不容易，维修不方便。而单片机稳定性不足，在工业控制方面表现欠佳。
相对于其他两种控制方法PLC有很大优势，也更符合现代化控制。
PLC控制有如下的优点：
使用方便，编程简单
功能强，性能价格比高
配套硬件齐全，便于扩展
可靠性高，抗干扰能力强
维修工作量小，维修方便
PLC体积小，能满足多种控制要求。且采用梯形图进行编程，用户的学习成本低。有些PLC带有顺序控制功能，在机械手的方面提供便利的控制方式。通过上述综合比较，继电器控制虽然价格最低，但是它修改不容易，维修不方便；单片机控制虽然能够满足要求，但抗干扰性差，不适合工业场景大规模，长时间自动化生产；PLC控制虽然价格稍贵但还克服了它们的不足且程序修改简单，灵活性好。所以，最终我选择了用PLC来控制。
2.2 整体控制系统结构
本课题通过PLC进行控制，PLC通过按钮及传感器所发出的信号控制机械手等。其整体控制系统结构如图2.2。
图2.2 整体控制系统结构
3 硬件系统的设计
3.1 系统元器件
3.1.1 电磁阀
电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。这里主要用来改变气体的运动方向从而改变气缸运动。
无针加药接头自动化组装设备一共采用13个气缸，需要13个电磁阀来控制。根据无针加药接头组装的工艺流程首先确定应使用二位五通电磁阀，用来进行换向，同时选择每一个机械手上面采用两个双电控电磁阀来控制机械手的前后及上下运动和一个单电控电磁阀来控制机械手的夹紧动作。
设备的主要气动执行元件为气缸和气动手指。通过电磁阀控制方向来控制气缸的运动方向。四个机械手和气动分度盘一共需要9个双电控电磁阀和4个单电控电磁阀。并且根据所选用的PLC输出电压确定所采用的电磁阀所需的标准电压值。根据电磁阀标准选用4V-1-10-06-B-DC24V和4V-1-20-06-B-DC24V两种型号的电磁阀。图中给出了一个机械手和气动分度盘的气动原理图，其余3个机械手的气动原理图类似。如图，前两个气缸连接双电控电磁阀，通过电磁阀得电失电来控制上下及前后运动。第三个是气动手指连接单电控电磁阀，电磁阀得电夹紧，失电放松。第四个气缸为气动分度盘控制气缸。气动原理图如图3.1。<
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 课题研究的意义 1
1.3 主要研究任务 1
2 课题总体控制方案 2
2.1 控制方案选择 2
2.2 整体控制系统结构 2
3 硬件系统的设计 3
3.1 系统元器件 3
3.2 I/O点数统计 5
3.3 PLC型号选择 7
3.4 I/0地址分配 8
3.5 硬件接线图 11
4 PLC程序的设计 11
4.1 工艺流程 11
4.2 系统顺序功能图 13
4.3 程序设计 14
5 调试 19
5.1离线调试 19
5.2在线调试 19
结 论 21
致 谢 22
参考文献 23
附件1：系统顺序控制功能图 24
1 绪论
1.1 概述
无针加药接头是医疗行业的重要器械之一，其设计初衷是为了减少病人的痛苦，因其高效方便而被广泛使用。无针输液接头的使用避免了针头反复穿刺，减少刺伤；带有正压系统，避免血液回流造成堵塞，与留置针配合使用；在临床上操作简单，使用方便；全封闭输液，减少了感染的机会。无针加药接头共分为三个部分，公接头，母接头和胶塞。现阶段我国无针输液接头
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
1 绪论
1.1 概述
无针加药接头是医疗行业的重要器械之一，其设计初衷是为了减少病人的痛苦，因其高效方便而被广泛使用。无针输液接头的使用避免了针头反复穿刺，减少刺伤；带有正压系统，避免血液回流造成堵塞，与留置针配合使用；在临床上操作简单，使用方便；全封闭输液，减少了感染的机会。无针加药接头共分为三个部分，公接头，母接头和胶塞。现阶段我国无针输液接头的使用率非常低。随着我国居民生活水平的提高，以及居民安全意识的不断增强，预计2018年我国无针输液接头在静脉输液治疗中的使用率将达到50%。
无针加药接头自动化组装设备主要用途是进行无针加药的自动组装。替代原来的工人手工装配，实现生产自动化。
1.2 课题研究的意义
长久以来无针加药接头一直是由工人手工装配。人工装配生产效率低，成本高，易受污染而且其质量取决与工人的技术程度。随着科技的进步，工业生产自动化设备被广泛的应用，替代人工制造生产。自动化生产技术不仅能提高劳动生产率，减少经济投入，降低劳动强度，而且能改进生产技术，推动新技术的不断产生。因而由自动化装配逐步替代人工装配是社会发展的必然趋势。如今的中国劳动力价格已经越来越高，传统的人工制造正逐步被市场淘汰，自动化生产方式使其加工对象能够无需人工的情况下，实现连续性自动生产，并且能够提高生产速度，使生产效率和生产质量得到优化。
一个完整的无针加药接头的安装有4个部分，本次课题主要针对后面两个部分，即组装和焊接部分。组装部分又分为3个部分母接头安装，胶塞安装和公接头安装。随后进行焊接，最后将已经完成安装好的接头取下工作台，
1.3 主要研究任务
① 分析无针加药接头安装的工艺路线，拟订控制系统的总体方案。
② 硬件部分设计。包括统计I/O点，选择PLC机型，选择元器件，进行I/O地址分配，绘制PLC硬件接线图。
③ 软件部分设计。选择编程方法，编写控制程序。
2 课题总体控制方案
2.1 控制方案选择
无针加药接头的组装和焊接一共分为5步，见图2.1。
图2.1 装配流程
从图中可以看出，无针加药接头的组装过程是一个固定顺序。其中每一部分放入工作台和最后取下工作台都是由机械手完成的。其中机械手也是按照一定顺序完成的。能够实现这个要求和控制功能的方法很多，如继电器、PLC、单片机等。
继电器控制虽然价格低廉，可靠性差，修改不容易，维修不方便。而单片机稳定性不足，在工业控制方面表现欠佳。
相对于其他两种控制方法PLC有很大优势，也更符合现代化控制。
PLC控制有如下的优点：
使用方便，编程简单
功能强，性能价格比高
配套硬件齐全，便于扩展
可靠性高，抗干扰能力强
维修工作量小，维修方便
PLC体积小，能满足多种控制要求。且采用梯形图进行编程，用户的学习成本低。有些PLC带有顺序控制功能，在机械手的方面提供便利的控制方式。通过上述综合比较，继电器控制虽然价格最低，但是它修改不容易，维修不方便；单片机控制虽然能够满足要求，但抗干扰性差，不适合工业场景大规模，长时间自动化生产；PLC控制虽然价格稍贵但还克服了它们的不足且程序修改简单，灵活性好。所以，最终我选择了用PLC来控制。
2.2 整体控制系统结构
本课题通过PLC进行控制，PLC通过按钮及传感器所发出的信号控制机械手等。其整体控制系统结构如图2.2。
图2.2 整体控制系统结构
3 硬件系统的设计
3.1 系统元器件
3.1.1 电磁阀
电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。这里主要用来改变气体的运动方向从而改变气缸运动。
无针加药接头自动化组装设备一共采用13个气缸，需要13个电磁阀来控制。根据无针加药接头组装的工艺流程首先确定应使用二位五通电磁阀，用来进行换向，同时选择每一个机械手上面采用两个双电控电磁阀来控制机械手的前后及上下运动和一个单电控电磁阀来控制机械手的夹紧动作。
设备的主要气动执行元件为气缸和气动手指。通过电磁阀控制方向来控制气缸的运动方向。四个机械手和气动分度盘一共需要9个双电控电磁阀和4个单电控电磁阀。并且根据所选用的PLC输出电压确定所采用的电磁阀所需的标准电压值。根据电磁阀标准选用4V-1-10-06-B-DC24V和4V-1-20-06-B-DC24V两种型号的电磁阀。图中给出了一个机械手和气动分度盘的气动原理图，其余3个机械手的气动原理图类似。如图，前两个气缸连接双电控电磁阀，通过电磁阀得电失电来控制上下及前后运动。第三个是气动手指连接单电控电磁阀，电磁阀得电夹紧，失电放松。第四个气缸为气动分度盘控制气缸。气动原理图如图3.1。<
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