摘要：随着科学技术的不断发展和人们对于工业生产水平要求的不断提高，为了满足人们对于工业生产技术水平的要求，柔性生产系统应运而生。柔性生产线具有高自动化的特点，可以极大地节省劳动力成本、提高生产效率，因此，柔性生产系统受到人们的广泛欢迎，其发展前景也是一片光明。

本次的课题研究的是基于柔性生产线分类单元的PLC控制系统进行设计。课题中的分类单元货台，在等待位置接收到安装搬运单元送入的工件后，根据工件特性进行分类，然后将工件搬运到相应仓库位置推入仓库，最后返回到等待位置。本课题是以PLC为核心，利用西门子S7-200PLC来控制伺服放大器，进而控制伺服电机，通过伺服电机来带动XY轴的滚珠丝杠运动，从而带动气缸进行上下左右的运动，在气缸前端放置有等待储仓的产品，等到气缸运动到指定位置后，气缸推杆将产品推入仓库，完成储仓工作。同时该套设备有一块触摸屏，可以实时监控设备运行状况。该套设备实现的主要功能就是分类与储藏，根据产品的颜色不同，将产品输入不同的仓库储存起来。

对于本课题的研究，首先我们分析了柔性生产线的工作机理，规划其运动轨迹为直线型运动，并对电机模型进行MATLAB的仿真，然后进行实验的验证，发现整个系统可以完成分类储仓的功能，最后进行了方案的完善与改进。 

关键词：柔性生产线、分类单元、MATLAB仿真

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1柔性生产系统的研究现状和发展趋势-1

1.2分类单元技术的发展现状和趋势-5

1.3课题的研究价值和内容-5

1.3.1课题的研究价值-5

1.3.2课题研究的主要内容-6

第二章 硬件系统的设计方案-7

2.1柔性生产线的总体设计方案-7

2.1.1柔性生产线的总体结构-7

2.1.2柔性生产线的通讯方案设计-8

2.2分类单元的设计方案-10

2.2.1分类单元的功能要求-10

2.2.2分类单元的硬件结构设计-10

2.2.3分类单元的气动结构设计-15

2.2.4分类单元的运动学分析-15

2.3分类单元控制系统的设计方案-16

2.3.1控制系统的硬件结构-16

2.3.2控制系统的主要器件选型-17

2.3.3控制系统的总体原理图-18

2.3.4触摸屏与PLC的通讯设计-19

第三章 分类单元的软件设计-22

3.1分类单元的软件流程-22

3.2分类单元的PLC程序设计-24

3.2.1 PLC程序变量的映射-24

3.2.2伺服电机的驱动程序设计-24

3.2.3分类机构回原点程序的设计-26

3.2.4产品运输程序的设计-26

3.2.5输送入仓程序设计-27

3.3触摸屏的软件设计-28

第四章 分类单元伺服电机的仿真-32

4.1 MATLAB概述-32

4.2基于MATLAB的仿真设计-32

4.2.1 Simulink的简述-32

4.2.2 PI控制算法-33

4.2.3数学模型的建立-33

4.2.4 Simulink的仿真模型分析-35

第五章 系统调试-39

5.1硬件系统的调试-39

5.1.1分类机构的调试-39

5.1.2入仓机构的调试-40

5.1.3传感器的调试-40

5.2系统的运行调试-41

5.2.1仓库坐标的测量-41

5.2.2系统的运行结果-41

第六章 分析与总结-44

6.1分类单元的经济性、安全性、社会和环境影响的分析-44

6.1.1经济性分析-44

6.1.2安全性分析-44

6.1.3社会和环境影响分析-44

6.2课题设计的总结-44

参考文献-47

致 谢-48

附录一-49

附录二-50