分析自動化生產線顏色分揀站的PLC控制

分析自動化生產線顏色分揀站的PLC控制

 　　前言

　　我校自主研發的自動化生產線是一套基于PLC控制的教學系統,也是一套模塊化的生產實訓系統。它集電氣控制、PLC應用、傳感器、氣動等多種技術應用于一體,由自動上料、傳輸檢測、真空分揀、顏色分揀、位置調整、配件供給和裝配下料等七個工作站組成。顏色分揀站的功能是完成對自動上料站經由傳輸帶傳送過來的紅色非金屬工件的抓取動作。

　　1.系統的硬件設計

　　1.1動作過程

　　顏色分揀單元主體由氣爪和氣缸組成氣動機械手。其主要功能是與真空分揀站配合完成對自動上料模塊經由傳輸帶傳送過來的非金屬工件的抓取動作。在經過傳輸檢測模塊對工件的材質、顏色和規格等特征進行檢測后,若工件是紅色,真空分揀單元吸盤吸住工件并上升停留,經過顏色分揀站機械手的伸出、夾緊、擺轉和松開等一系列動作,將工件放回到本站的料盒中,再回歸原位。

　　1.2氣動回路設計

　　氣動控制回路由氣動機械手和輔助裝置組成。機械手在結構上由1個氣爪和2個直線氣缸組成,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。歸位狀態為:氣爪閉,平移缸退,擺缸0°。一個動作順序循環:氣爪開→平移缸進→氣爪閉→平移缸退→擺缸180°→平移缸進→氣爪開→平移缸退→氣爪閉→擺缸0°。機械手可實現手臂平移、擺轉、抓取和松放動作,由安裝在氣缸上的磁性接近開關來檢測極限工作位置。3個二位五通的雙電控電磁閥集中安裝在匯流板上,分別控制機械手的手臂進行平移、擺動、氣爪的夾緊和松開動作。

　　1.3 PLC控制

　　在顏色分揀單元中,檢測直線氣缸位置的磁性開關、檢測吸盤吸力的壓力繼電器、工作口物料檢測傳感器、完成傳輸檢測的傳感器、保證生產線連續動作的各種標志輸入和兩個控制按鈕,PLC共需16個輸入端子接收外界信號。電磁閥控制的輸出動作、故障信號和標志信號共需10個輸出端子。選用西門子S7-226主單元,其I/0接線原理如圖1所示。本單元在手動狀態時可獨立完成動作,在自動狀態時與真空分揀單元聯機。

　　圖1 PLC接線原理圖

　　2.系統的軟件設計

　　PLC梯形圖程序的設計方法有經驗法和順序控制法兩種。根據顏色分揀站氣動機械手的動作過程,采用順序控制法編寫的自動運行程序如圖2所示。

　　圖2 顏色分揀站自動運行程序

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