（ 3．3）
一．系统说明 ㈠ 系统组成
这是一个由以下主要部件组成的工件传送、检测与分拣系统，见下图。
450
300
2 3
150
左限止位置
右限止位置 N
D
E
F
4
P
5
6
7
1
Ⅰ
Ⅱ
A
B C G 单位： mm
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
N—— 供料盘 ；
M — 气动机械手；
P— 皮带传送机位；
位置Ⅰ — 供料架，安装有光电传感器 1； 位置Ⅱ —皮
5、 6、 7）； A、 B 、 C直带传送机下料孔，安装光电传感器
4；位置Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ — 安装有电感式接近开关或光纤传感器（ 线 气缸； D 、 E、 F 为出料斜槽；机械手各气缸与 A 、 B、 C 直线气缸均装有磁性开关；机械手左、右限位有电感式接近开关 2、 3。
系统示意图
系统主要部件的组成： 1． 供料部件：
由供料盘和供料架组成。 供料盘由直流电动机拖动， 供料架有光电传感器 作工件到位检测用。
2． 夹运工件的气动机械手：
由气爪、负责气爪前后移动与上下移动的直线气缸和负责气爪左右摆动的旋 转气缸组成。气爪装有夹紧识别磁性开关，直线气缸两端安装有磁性开关，机 械手支架的两端也装有气缸左右摆动限止的电容式接近开关。
1
1
3． 进行工件传送分拣的皮带传送机
在皮带传送机安装有 1 个光电传感器（漫反射式）、1 个电感式接近开关和 2
个光纤传感器（可作色差判别） ；分别安装在位置Ⅱ、位置Ⅲ、位置Ⅳ和位置Ⅴ
作检测工件用。直线气缸 A、B、C 都装有磁性开关，对应位置装有出料斜槽
D、
E、F。工件可在皮带传送机上接受检测、加工和分拣。
皮带传送机由三相交流电动机（带减速箱）拖动，交流电动机转速由变频器
（三菱 E500）控制。要求传送带加、减速时间少于
1s。 4． 其它器件
控制气缸的电磁阀共 7 个（单线圈电磁阀 3 个，双线圈电磁阀 4 个）；
气动二联件 1 个；指示灯 1 组[HL1（黄）、HL2（绿）、HL3（红）、HL4（黄）、
HL5（绿）、HL6（红） ] ；按钮 1 组[SB1～SB3（带自锁）；SB4～SB6（点动式） ] ；
开关 1 组（ SA1～SA2）；蜂鸣器 1 个；三相交流电源控制板 1 块；接线排 1 组。
PLC（FX2N—— 48MR）1 个；变频器（ E—500）1 个。
5．器件工作电压：
PLC（FX2N—— 48MR）工作电压： AC 220V；
变频器输入电压：三相、 AC 380V
三相交流电动机电源电压： AC 380V；
光电传感器、接近开关、光纤传感器工作电压：
DC 24V。
指示灯、蜂鸣器工作电压： 24V
6．传送带带速度为中速
变频器输出频率： 35Hz。
㈡ 系统工作目标：
系统能自动完成金属工件的传送与分拣与包装任务。
任务要求是： 供料盘送
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出金属工件，并推出至位置Ⅰ的供料架，由机械手气爪夹持送至皮带传送机位
置Ⅱ的下料孔。单数的金属工件（系统启动时第
1 个工件计起）由传送带送到
位置Ⅲ分拣、双数的金属工件由传送带送到位置Ⅳ分拣；在位置Ⅲ分拣的金属
工件每 2 个打包一次，在位置Ⅳ分拣的金属工件每
3 个打包一次。若传送的工
C 推出分拣
件中偶然混入非金属工件，则会被传送带直接送到位置Ⅴ，由气缸 到出料斜槽 F。
㈢ 系统控制要求：
1．通电后，系统应处于待机状态。系统待机状态为：
⑴供料盘停止转动。
⑵机械手无夹持工件，并停止在左限位的最高位置。
⑶传送带停止运行，分拣气缸（ A、B、C）活塞杆全部退回复位） 。
2．系统处于待机状态后，系统才能启动。由按钮
SB5控制系统启动。当系
统启动后，指示灯 HL2发光（运行过程中保持）；供料架立即进行工件检测，当 供料架无工件时，供料盘应立刻转动，直至供料架的光电传感器检测到工件才
停止。只有当供料架有工件时，传送带才启动中速运行（每次系统重新送电启
动，传送带都必须要在供料架检测到工件后才启动。但启动后传送带的运行则
不受此限制）。
3．当供料架的光电传感器检测到工件后， 气动机械手的手臂就伸出、 下降，
用气爪将工件夹紧（夹紧 1s），然后上升、缩回，转动至右限止位置，再伸出，
下降，气爪放松，通过位置Ⅱ的下料孔将工件放到皮带传送机的传送带上。
4．金属工件在位置Ⅱ下料后，单数的金属工件（系统启动时第
1 个工件计
起）由传送带送到位置Ⅲ由气缸 A 推出分拣到出料斜槽 D、双数的金属工件由传
3
送带送到位置Ⅳ气缸 B 推出分拣到出料斜槽 F；
5．在位置Ⅲ分拣的金属工件每
2 个打包一次，在位置Ⅳ分拣的金属工件每
3 个打包一次。打包时间都是
3s，
HL3 发光，禁止下料。机
6．金属工件打包期间，传送带停止运行。指示灯
械手夹持工件后在位置Ⅱ（传送带下料孔）上方等待，直到工件打包完成后再 恢复下料。
完成打包后，传送带恢复运行，同时指示灯
HL3熄灭，系统继续运行。
7．若传送的工件中偶然混入非金属工件，则会被传送带直接送到位置Ⅴ， 由气缸 C推出分拣到出料斜槽 F。当位置Ⅴ的传感器检测到非金属工件时， 蜂鸣
器会鸣叫 1s 作提示。
8．若传送的工件中连续混入二个非金属工件，蜂鸣器则会发出短促叫声。
提示工作人员检查进料情况。此时，机械手应暂停运行。若暂停时正在传送工
件，应保持对工件的夹持。若机械手暂停时间超过
3s，传送带也停止运行，指
示灯 HL2和 HL3会同时作出闪烁（每秒闪烁 1 次）。只有在工作人员按下按钮 SB4，
蜂鸣器才会停止鸣叫，机械手在暂停状态上继续工件的夹持与传送；传送带也
恢复正常运行状态，指示灯 HL3熄灭， HL2恢复运行指示。
9．机械手每次放下夹持的工件 1s 后就上升、 缩回，转回到左限止位置， 继
续夹持传送工件。
10．每个工件被分拣后，气缸的活塞杆都应立刻复位。
11．按钮 SB6控制系统正常停机。 按下停止按钮 SB6后，系统进入停机状态。
运行指示灯 HL2变为闪烁（每秒闪烁 1 次）；此时，机械手若无夹持工件，就立
刻回到待机状态停止；若正夹持工件，就会继续将工件送到传送带上再回到待
机状态停止。而传送带上的工件若已全部完成分拣，就立刻停止运行，若还有
4
工件未完成分拣，则继续完成工件的传送分拣后立刻停止。
系统完成停止运行，回到待机状态后，指示灯
HL2熄灭，指示灯 HL1闪烁。 系统再次运行需再按 SB5启动。
㈣ 系统的保护要求：
1、考虑到机械手在夹送工件过程中可能会出现停电情况，因此，要求机械
手气爪在无电时应处于夹紧状态。
2．系统应有停电保持能力，在遇到突然停电时，系统应承能保持状态，当
重新送电后，系统应能在停电状态上继续运行。
二、系统工作任务及要求
任务 1：根据系统示意图及以下要求完成传送带上各传感器的安装与调试请按系统示意图的尺寸进行传感器与接近开关的安装，并根据控制要求完
成传感器的调试。
任务 2：根据工作要求，画出电气原理图。正确完成电路的连接。
（1）电气原理图应画在《工件传送分拣设备电气控制原理图》的图纸上。（2）电路连接应符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽，导线与
接线端子连接处应套编号管并有相应的编号。
（3）元件、器件的金属外壳，应可靠接地。
（4）电气原理图的绘制， 图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。
使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称。
任务 3：按工件传送分拣系统的工作要求画出气动系统图， 并完成系统的气路连接。
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要求：
⑴气缸、电磁阀的使用应符合下表要求；
序号 1 2 3 4 5
工作台上的气缸 机械手气爪 机械手前后运动气缸 机械手上下运动气缸 机械手摆动气缸 位置Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的分拣气缸
控制气缸的电磁阀 双线圈电磁阀 双线圈电磁阀 双线圈电磁阀 双线圈电磁阀 单线圈电磁阀 ⑵气动系统图的绘制，图形符号的使用应符合中华人民共和国国家标准。
使用非中华人民共和国国家标准的图形符号时，应说明参照的标准名称。
⑶气动系统图应画在《工件传送分拣设备气动系统图》的图纸上。⑷不得使用漏气的气管和管路附件；气管与管接头的连接应牢固、可靠。任务 3：根据系统的工作要求编写 PLC控制程序和设置变频器参数。要求：
（1）在使用计算机编写程序时，应随时保存已编写好的程序。保存的文件名为工位号。
（2）编写程序可用基本指令，也可以使用步进指令或功能指令。
（3）变频器应按工作要求并尽可能提高设备生产率设置参数。
任务 4：系统通电调试与试运行。
要求：
（1）机械部件、传感器等元件的安装位置及其 PLC的控制程序应相互配合，协调动作，保证分拣的准确。
（2）机械部件、传感器等元件的安装位置及其 PLC的控制程序应保证皮带输送机启动和停止的位置和时间的准确。
（3）调节气路中的流量调节阀，使气缸活塞杆伸出和缩回的速度适中。
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