基于PLC的自動(dòng)控制分撿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、基于plc的自動(dòng)控制分撿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要設(shè)計(jì)一套基于plc控制的柔性生產(chǎn)線自動(dòng)分撿系統(tǒng),該系統(tǒng)的功能是提取從流水線傳送帶上送過來的工件,檢測工件的類型,并進(jìn)行分類,最后將其推放到對(duì)應(yīng)的工件滑槽里。就其設(shè)計(jì)思想、工作原理、控制方案、程序設(shè)計(jì)等要點(diǎn)進(jìn)行闡述。 關(guān)鍵詞plc;柔性生產(chǎn)線;分撿系統(tǒng) 隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化、低制造成本以及短制造周期等需求日趨迫切,柔性制造系統(tǒng)(fms,flexible manufacturing system)發(fā)展頗為迅速。fms是由加工系統(tǒng)、物料系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的,并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的基于plc控制的自動(dòng)分撿系統(tǒng)

2、,根據(jù)工件的顏色和材質(zhì)在線檢測,快速分類,提高分檢效率。 1系統(tǒng)組成與功能分析 本設(shè)計(jì)的工件分為三種,第一種為紅色紅色工件,第二種為黑色塑料工件,第三種為銀色金屬工件,設(shè)計(jì)基于plc控制的自動(dòng)分撿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。 圖1分檢系統(tǒng)組成框圖 氣動(dòng)提取部件主要是由提取工件的氣動(dòng)機(jī)械手、直線驅(qū)動(dòng)單元、光電傳感器、電磁接近傳感器等組成。當(dāng)工件由流水線傳送帶將傳送過來,光電傳感器檢測到有工件后,機(jī)械手將其抓住實(shí)現(xiàn)提取動(dòng)作,直線驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)送動(dòng)作,將工件運(yùn)送到檢測單元。 檢測與分檢部件主要由分檢動(dòng)作執(zhí)行元件、傳送帶、工件分類堆放滑槽和各種檢測傳感器等組成。當(dāng)氣動(dòng)提取部件將工件傳

3、送到檢測部件的傳送帶上,光電傳感器檢測到有工件,便啟動(dòng)傳送帶和第一個(gè)執(zhí)行擋桿將工件擋住檢測位置,該位置安裝兩個(gè)傳感器,即電感式傳感器和漫反射傳感器,其中電感式傳感器檢測工件是否為金屬,漫反射傳感器傳感器檢測工件是否為黑色,檢測完畢判斷出工件為哪類工件時(shí),相應(yīng)的執(zhí)行元件帶動(dòng)擋桿旋轉(zhuǎn)擋在相應(yīng)的工件分類位置,實(shí)現(xiàn)分類堆放,最后撥板復(fù)位,傳送部分停止運(yùn)動(dòng),完成分檢,如圖2所示。 圖2分檢系統(tǒng)裝配圖 2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 分撿系統(tǒng)的控制框圖如圖3所示,硬件主要由s7-300 型plc 微機(jī)控制器與各傳感器、電機(jī)的接口電路等組成。 圖3分撿系統(tǒng)的控制框圖 2.1plc 控制系統(tǒng)的工作要求 要求plc 控制系

4、統(tǒng)能夠控制工件的提取、檢測與分檢等動(dòng)作。其工作流程為。 流水線傳送帶上工件到位氣動(dòng)提取部件檢測氣動(dòng)機(jī)械手位置檢測氣動(dòng)機(jī)械手狀態(tài)機(jī)械手下降抓取工件機(jī)械手沿直線驅(qū)動(dòng)單元移動(dòng)檢測工件送到分檢傳送帶機(jī)械手下降松開機(jī)械手上升機(jī)械手返回啟動(dòng)分檢傳送帶檢測工件類型檢測相應(yīng)執(zhí)行擋桿狀態(tài)相應(yīng)執(zhí)行擋桿伸出相應(yīng)執(zhí)行擋桿縮回檢測工件分檢到位。 2.2核心器件 simatic s7-300 是一種模塊式的結(jié)構(gòu), 主要由機(jī)架、cpu 模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信模塊、電源模塊和編程設(shè)備組成,各種模塊安裝在機(jī)架上,系統(tǒng)構(gòu)成和擴(kuò)展都十分方便。根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的要求,控制模塊選用:cpu-313c 2dp,i/o模塊選

5、用:cp 342-2。 2.3傳感器選用 傳感器是一種具有檢測某種變量并把檢測結(jié)果傳送出去的功能器件,在本系統(tǒng)中主要用來檢測工件是否到位、工件類型和行程控制等。 3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 由于自動(dòng)分檢系統(tǒng)的工作過程是順序動(dòng)作,所以控制程序采用步進(jìn)順控指令編程?？刂瞥绦虬ǔ跏蓟绦颉?fù)位程序和自動(dòng)運(yùn)行程序。自動(dòng)運(yùn)行方式起動(dòng)時(shí)系統(tǒng)必須處在原位,即提取部件、分檢部件均處原位。系統(tǒng)起動(dòng)后連續(xù)重復(fù)運(yùn)行,直到按下“停”按鈕或報(bào)警時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行至原位后停機(jī)。 4結(jié)束語 柔性生產(chǎn)線自動(dòng)分撿系統(tǒng)采用的是并行控制、模塊化設(shè)計(jì)思想,無論是機(jī)械裝置,還是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),都具有良好的可擴(kuò)展性、高度的柔性和靈活性。其不僅適用于少數(shù)品種物品的分檢,也可拓展到多種物品的分檢;不僅適用于成品的分檢,也適用于零部件的分散輸送。該系統(tǒng)已成功地運(yùn)用于機(jī)電工程實(shí)驗(yàn)室柔性生產(chǎn)線上。結(jié)果表示性,能穩(wěn)定,效果良好,完全適用于fms柔性生產(chǎn)線的工件自動(dòng)分檢,使柔性生產(chǎn)線的效率大幅度提高,具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。 參考文獻(xiàn) 1李衛(wèi)京.面向二十一世紀(jì)的柔性制造系統(tǒng).機(jī)械工程與自動(dòng)化,2004,3:83-86. 2郭聚東,錢惠芬.柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢.輕工機(jī)械,2004,4:4-5.