工業(yè)機(jī)械手PLC控制體系研究

時間:2022-09-09 02:51:38

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工業(yè)機(jī)械手PLC控制體系研究

1引言

筆者曾到廣東省佛山市某企業(yè)開展調(diào)研工作,該企業(yè)下屬的一個機(jī)械工廠,在對生產(chǎn)工件的搬運(yùn)過程中,還是采用傳統(tǒng)的人手操作,特別在對大型工件的取放操作時,效率更低,嚴(yán)重影響機(jī)加工生產(chǎn)。為此,該企業(yè)有關(guān)部門決定投入資金,采購一套工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng),并組織相關(guān)人員,根據(jù)自身實(shí)際,對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計,以滿足生產(chǎn)需要。本文主要介紹筆者如何采取措施,利用可編程序控制器(plc)對工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計以提高原設(shè)備的可靠性。

2工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)分析

在工業(yè)自動化生產(chǎn)中,無論是單機(jī)還是組合機(jī)床,以及自動化生產(chǎn)流水線,通常都要用機(jī)械手完成工件的取放。對機(jī)械手的控制主要是位置識別、運(yùn)動方向控制和物料是否存在的判別。如圖1所示的機(jī)械手,可完成把工件從A點(diǎn)搬到B點(diǎn)的工作。機(jī)械手的上升、下降、左移、右移、抓緊和放松都用雙線圈三位電磁閥氣缸完成。當(dāng)某個電磁閥通電時,就保持相對的動作,即使線圈再斷電仍然保持;直到相反方向的線圈通電,相對應(yīng)的動作才結(jié)束。設(shè)備上裝有上、下、左、右四個限位開關(guān),控制對應(yīng)工步的結(jié)束。

3機(jī)械手控制過程設(shè)計

機(jī)械手控制系統(tǒng)中需輸入PLC的信號有啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、左、右和上、下限行程開關(guān)、光電檢測開關(guān);需輸出分別控制左移和右移、上升和下降、抓緊和放松電磁閥的得電與失電。根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)及功能要求,選擇FX2N-48MR型PLC機(jī)。其外部接線圖如圖2所示。機(jī)械手具體的工作過程為:當(dāng)機(jī)械手處于原位時,按下啟動按鈕SB1,則Y4通電,機(jī)械手開始下降。當(dāng)下降到位,碰到下限開關(guān),X5的常開觸點(diǎn)閉合,則Y5得電,機(jī)械手夾緊工件;同時,定位器T0開始計時,延時10s后確保工件夾緊。定時時間到后,則Y3得電,機(jī)械手連同工件上升。上升到位時,碰到上限開關(guān),X4的常開觸點(diǎn)閉合,則Y2得電,機(jī)械手連同工件右移。右移到位時,碰到右限位開關(guān),X3的常開觸點(diǎn)閉合,則Y4得電,機(jī)械手連同工件下降。下降到位時,碰到下限位開關(guān),X2的常開觸點(diǎn)閉合,則Y6得電,機(jī)械手松開工件;同時,定時器T1開始計時,當(dāng)計時滿10s后,則Y3得電,機(jī)械手開始上升。當(dāng)上升到時,碰到左限位開關(guān),X2的常開觸點(diǎn)閉合,如果這時沒按下停止按鈕SB2,則回到M20,開始新的循環(huán)。如果按下了停止按鈕,則結(jié)束。其整個的順序功能圖如圖3所示。圖中M1用來實(shí)現(xiàn)在按下停止按鈕后,不馬上停止工作,而是在當(dāng)前工作周期結(jié)束后,才停止運(yùn)行。根據(jù)機(jī)械手的循序功能圖,采用使用啟保停電路的編程方式,可編寫出機(jī)械手的梯形圖程序如圖4所示。

4結(jié)論

從對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計后的使用結(jié)果表明,利用PLC對此類系統(tǒng)的電氣控制部分加以更新改造,以提高原設(shè)備的可靠性是可行的。大大降低了機(jī)床電氣故障率,減少了機(jī)床的停機(jī)時間;而且一旦PLC出現(xiàn)故障,借助PLC本身的自診斷程序可以快速地找到故障的部位與部件,更換后就可以恢復(fù)正常工作,給維修帶來了極大的方便,并有效地減少了維修費(fèi)用。通過對機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行更新改造設(shè)計后,為工廠節(jié)約了搬運(yùn)成本,進(jìn)一步發(fā)揮加工設(shè)備的功效和潛在價值,達(dá)到了提高生產(chǎn)效益的目的。