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分析自動(dòng)化生產(chǎn)線顏色分揀站的PLC控制
前言
我校自主研發(fā)的自動(dòng)化生產(chǎn)線是一套基于PLC控制的教學(xué)系統(tǒng),也是一套模塊化的生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。它集電氣控制、PLC應(yīng)用、傳感器、氣動(dòng)等多種技術(shù)應(yīng)用于一體,由自動(dòng)上料、傳輸檢測(cè)、真空分揀、顏色分揀、位置調(diào)整、配件供給和裝配下料等七個(gè)工作站組成。顏色分揀站的功能是完成對(duì)自動(dòng)上料站經(jīng)由傳輸帶傳送過(guò)來(lái)的紅色非金屬工件的抓取動(dòng)作。
1.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
1.1動(dòng)作過(guò)程
顏色分揀單元主體由氣爪和氣缸組成氣動(dòng)機(jī)械手。其主要功能是與真空分揀站配合完成對(duì)自動(dòng)上料模塊經(jīng)由傳輸帶傳送過(guò)來(lái)的非金屬工件的抓取動(dòng)作。在經(jīng)過(guò)傳輸檢測(cè)模塊對(duì)工件的材質(zhì)、顏色和規(guī)格等特征進(jìn)行檢測(cè)后,若工件是紅色,真空分揀單元吸盤吸住工件并上升停留,經(jīng)過(guò)顏色分揀站機(jī)械手的伸出、夾緊、擺轉(zhuǎn)和松開(kāi)等一系列動(dòng)作,將工件放回到本站的料盒中,再回歸原位。
1.2氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)
氣動(dòng)控制回路由氣動(dòng)機(jī)械手和輔助裝置組成。機(jī)械手在結(jié)構(gòu)上由1個(gè)氣爪和2個(gè)直線氣缸組成,抓取真空分揀站吸取的紅色非金屬工件,然后放到本站的工件盒內(nèi)。歸位狀態(tài)為:氣爪閉,平移缸退,擺缸0°。一個(gè)動(dòng)作順序循環(huán):氣爪開(kāi)→平移缸進(jìn)→氣爪閉→平移缸退→擺缸180°→平移缸進(jìn)→氣爪開(kāi)→平移缸退→氣爪閉→擺缸0°。機(jī)械手可實(shí)現(xiàn)手臂平移、擺轉(zhuǎn)、抓取和松放動(dòng)作,由安裝在氣缸上的磁性接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)極限工作位置。3個(gè)二位五通的雙電控電磁閥集中安裝在匯流板上,分別控制機(jī)械手的手臂進(jìn)行平移、擺動(dòng)、氣爪的夾緊和松開(kāi)動(dòng)作。
1.3 PLC控制
在顏色分揀單元中,檢測(cè)直線氣缸位置的磁性開(kāi)關(guān)、檢測(cè)吸盤吸力的壓力繼電器、工作口物料檢測(cè)傳感器、完成傳輸檢測(cè)的傳感器、保證生產(chǎn)線連續(xù)動(dòng)作的各種標(biāo)志輸入和兩個(gè)控制按鈕,PLC共需16個(gè)輸入端子接收外界信號(hào)。電磁閥控制的輸出動(dòng)作、故障信號(hào)和標(biāo)志信號(hào)共需10個(gè)輸出端子。選用西門子S7-226主單元,其I/0接線原理如圖1所示。本單元在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)可獨(dú)立完成動(dòng)作,在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)與真空分揀單元聯(lián)機(jī)。
圖1 PLC接線原理圖
2.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法有經(jīng)驗(yàn)法和順序控制法兩種。根據(jù)顏色分揀站氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程,采用順序控制法編寫的自動(dòng)運(yùn)行程序如圖2所示。
圖2 顏色分揀站自動(dòng)運(yùn)行程序
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