loading1.1.4装配机械手
装配机械手是整个装配单元的核心。当装配机械手正下方的回转物料台料盘上有小圆柱零件，且装配台侧面的光纤传感器检测到装配台上有待装配工件的情况下，机械手从初始状态开始执行装配操作过程。装配机械手装置是一个三维运动的机构，它由水平方向移动和竖直方向移动的2个导向气紅和气动手指组成。 装配机械手的运行过程如下：
PLC驱动与竖直移动气紅相连的电磁换向阀动作，由竖直移动带导杆气紅驱动气动手指向下移动，到位后，气动手指驱动手爪夹紧物料，并将夹紧信号通过磁性开关传送给PLC，在PLC控制下，竖直移动气缸复位，被夹紧的物料随气动手指一并提起，离开当回转物料台的料盘，提升到最高位后，水平移动气缸在与之对应的换向阀的驱动下，活塞杆伸出，移动到气缸前端位置后，竖直移动气缸再次被驱动下移，移动到最下端位置，气动手指松开，经短暂延时，竖直移动气缸和水平移动气缸缩回，机械手恢复初始状态。在整个机械手动作过程中，除气动手指松开到位无传感器检测外，其余动作的到位信号检测均采用与气缸配套的磁性开关，将采集到的信号输入PLC，由PLC输出信号驱动电磁阀换向，使由气缸及气动手指组成的机械手按程序自动运行。如图1-4所示
图1-4装配机械手配件
1.1.5装配台料斗
输送单元运送来的待装配工件直接放置在装配台料斗中，由料斗定位孔与工件之间的较小的间隙配合实现定位，从而完成准确的装配动作和定位精度。装配台料斗与回转物料台组件共用支承板，如图1-4(a)所示。为了确定装配台料斗内是否放置了待装配工件，使用了光纤传感器进行检测。料斗的侧面开了一个M6的螺孔，光纤传感器的光纤头就固定在螺孔内，见图1-5(b)。
图1-5装配台料斗
1.1.6警示灯
本工作单元上安装有红、橙、绿三色警示灯，它是作为整个系统警示用的。警示灯有五根引出线，其中黄绿交叉线为”地线”；红色线：红色灯控制线；黄色线：橙色灯控制线、绿色线：绿色灯控制线；黑色线：信号灯公共控制线。如图1-6所示
图1-6警示灯及接线
1.2系统控制要求
本设计中系统对三种不同的物料（金属铝物料、白色纤维物料、黑色纤维物料）进行上料和装配，基于PLC的控制可实现系统的自动化和半自动化控制。
1、装配单元各气缸的初始位置为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态，料仓上已经有足够的小圆柱零件；装配机械手的升降气缸处于提升（缩回）状态，伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态。设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，且料仓上已经有足够的小圆柱零件；工件装配台上没有待装配工件。则“正常工作”指示灯HL1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1Hz频率闪烁。
2、若设备准备好，按下启动按钮，装配单元启动，“设备运行”指示灯HL2常亮。 如果回转台上的左料盘内没有小圆柱零件，就执行下料操作；如果左料盘内有零件，
而右料盘内没有零件，执行回转台回转操作。 3、如果回转台上的右料盘内有小圆柱零件且装配台上有待装配工件，执行装配，机械手抓取小圆柱零件，放入待装配工件中的操作。
4、完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。
5、若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构应立即停止供料，在装配条件满
足的情况下，装配单元在完成本次装配后停止工作。
6、在运行中发生“零件不足”报警时，指示灯HL3以1Hz的频率闪烁，HL1和 HL2灯常亮；在运行中发生“零件没有”报警时，指示灯HL3以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，HL2熄灭，HL1常亮。 （3）启动、停止、复位、警示
1、系统上电后，点动“复位”按钮后系统复位，将存放料台、皮带上的工件清空，点动“启动”按钮，警示绿灯亮，缺料时警示黄灯闪烁；放入工件后设备开始运行，尽量避免人为的干扰，以免影响设备正常运行。
2、按“停止”按钮，所有部件停止工作，警示红灯亮，缺料警示黄闪烁。 （4）突然断电的处理
突然断电，设备停止工作。电源恢复后，点动“复位”按钮，再点动“启动”按钮，系统按照工作流程工作。
第二章控制系统的硬件设计
2.1 系统的硬件结构
设计系统的硬件结构框图，如图2-1 所示。
下料传感器 PLC 传送带及下料气动阀 物料传感器 气动阀1 物料传感器 气动阀2 物料传感器 气动阀3 空 气 压 缩 机 物料传感器 气动阀4
图2-1系统的硬件结构框图 2.2 检测元件与执行装置的选择 设计一个好的实用的系统，先择好合适的器件是关键，为了既保系统能安全可靠稳定的工作又能做到最小的经济投入，对器件的选择不能太高也不能太低，要尽量做到合适。
2.2.1电感式传感器的选择
电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。电感式传感器具有以下特点： （1）结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。
（2）灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。
（3）线性度和重复性都比较好，在一定位移范围（几十微米至数毫米）内，传
感器非线性误差可达0.05%~0.1%。同时，这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是，它有频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。电感式接近开关属于有开关量输出的位置传感器，用来检测金属物体。它由LC 高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。 这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化。由此，
可识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。本系统选用M18X1X40 电感传感器。接线图如图2-2，原理图如图2-3。
图2-2M18X1X40DC二线常开式电感传感器接线图
图2-3电感传感器工作原理图
2.2.2电容式传感器的选择
电容传感器也属于具有开关量输出的位置传感器，是一种接近式开关．它的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是待测物体的本身．当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化．由此，便可控制开关的接通和关断．本装置中电容传感器是用于检测非金属物料。
图2-4电容式传感器