柔性制造系统加盖机械手的PLC控制分析

时间:2022-09-23 02:29:26

柔性制造系统加盖机械手的PLC控制分析

【摘要】PLC控制是柔性制造系统加盖机械手自动控制实现的关键部分,在柔性制造系统加盖机械手工作运行中起着非常重要的作用。本文将在对于柔性制造系统加盖机械手的结构组成分析基础上,进行柔性制造系统加盖机械手的控制流程、接线方式以及控制设计等分析研究,以提高柔性制造系统加盖机械手的PLC控制水平。

【关键词】柔性;制造系统;加盖机械手;PLC控制;控制流程;接线方式

在柔性制造系统中,加盖机械手主要是通过PLC控制程序实现自动控制和工作运行的,因此,PLC控制是柔性制造系统加盖机械手的重要组成部分,有着非常关键的作用和影响。此外,在柔性制造系统中,加盖机械手的工作运行主要是通过直流电机带动蜗轮蜗杆动作,然后在减速电机作用下,驱动摆臂将上盖装配到工件主体中,以完成装配后工件随着托盘向下一站传送运行的工作任务。下文将在对于柔性制造系统加盖机械手的结构组成分析基础上,对其PLC控制流程以及控制接线方式、PLC控制的设计实现等进行分析论述,以提高柔性制造系统加盖机械手自动控制水平。

一、柔性制造系统加盖机械手的结构组成分析

1、柔性制造系统加盖机械手结构分析

在柔性制造系统中,加盖机械手的作用功能主要体现在通过交流电动机带动加盖机械手中的蜗轮蜗杆,然后在减速电机的作用下驱动摆臂,以实现将上盖装配到工件主体中,并在完成装配工作后使工件随着托盘向下一站传送,以完成加盖机械手在柔性制造系统中的工作任务。根据加盖机械手的这一作用功能,可以知道加盖机械手的主要结构组成包括蜗轮蜗杆减速机构以及传送电机、料槽、摆臂、工作指示灯、直线单元。

2、柔性制造系统加盖机械手控制单元结构分析

在柔性制造系统中,加盖机械手的控制部分是实现加盖机械手自动控制的关键部分,而加盖机械手的自动控制是通过PLC控制程序实现的。通常情况下,加盖机械手控制部分的硬件结构主要包括检测元件以及执行机构、控制元件等,其中,检测元件是加盖机械手控制结构中的传感器部分,它的输出是PLC控制的输入信号,而加盖机械手的机械动作则是由执行结构完成实现的。在实际工作运行中,为了实现加盖机械手控制部分的控制功能,需要在控制结构部分进行各种必需的检测和传感装置的安装设置,通常包括电感式传感器和电容式传感器、微动开关等,此外,还需要进行直流电机以及电磁铁等执行机构和继电器等控制元件的安装设置,如下图1所示,即为加盖机械手控制单元的安装结构示意图。

在上图所示的加盖机械手控制单元安装结构中,S1表示的是托盘检测单元,S2表示的是上盖检测单元,SQ1表示的是取件限位部分,SQ2表示的是放件限位部分,M1表示的是传送电机,M2表示的是加盖电机,KM1表示的是电机取件继电器,KM2表示的是电机放件继电器,YM表示的是直流电磁吸铁,HL1表示的是红色指示灯,HL2表示的是绿色指示灯。

二、柔性制造系统加盖机械手PLC控制流程

在柔性制造系统中,加盖机械手控制单元在系统启动运行后,控制单元的指示灯将处于开启状态,然后由直线电动机驱动传送带进行动作运转,并且在系统运行停止前始终保持运行状态。其次,在加盖机械手控制系统运行期间,如果托盘加载工作主体到达定位口时,电感式传感器在进行托盘检测后发出检测信号,这时绿色指示灯就会启动,同时红色指示灯熄灭,然后再由电容式传感器进行上盖检测后启动主摆臂进行加盖动作执行。此外,加盖机械手控制系统运行期间,PLC控制程序通过两个继电器进行电机正反转控制,同时带动减速机电机促使摆臂进行动作运行,由主摆臂从料槽中取出上盖,并完成加盖动作。最后,加盖机械手控制系统运行期间,摆臂在返回后限位开关发出信号后,摆臂结束返回动作,同时上盖传感器会发出检测信号确认后启动下一步运行动作,并在下一步动作完成后,恢复限位状态,同时绿色指示灯熄灭,红色指示灯亮起,控制单元回归到预备工作的状态。

三、柔性制造系统加盖机械手控制单元软件设计分析

根据上文对于柔性制造系统加盖机械手控制单元的结构组成以及控制流程的分析,可以看出柔性制造系统加盖机械手的动作运行主要是通过PLC控制程序的自动控制完成实现的,因此,在进行柔性制造系统加盖机械手控制单元软件设计中,主要就是进行PLC控制程序的设计实现,对于这一控制单元与程序可以采用西门子S7-200PLC进行设计,以完成对于柔性制造系统加盖机械手的动作运行控制,该控制程序的具体控制流程如上图3所示。

在完成对于加盖机械手控制单元PLC控制程序的设计后,进行加盖机械手控制单元控制运行调试时,可以通过开关进行机械手信号状态模拟的方式,按照相关的顺序动作进行控制模拟输入,并对于输入接口板的指示灯状态以及输出接口板的继电器动作结果进行监控,在控制功能与加盖机械手的控制要求达到一致的情况下,进行机械手输入以及输出控制线缆的连接,其具体连接方式如下图2所示。

此外,在进行加盖机械手PLC控制程序设计过程中,值得注意的是应将交流电动机的正转以及反转动作进行互锁,避免控制程序运行过程中发生短路故障。

四、结束语

总之,在柔性制造系统中,加盖机械手控制单元作为其动作运行控制实现的重要部分,有着非常重要的作用和影响。进行柔性制造系统加盖机械手PLC控制的分析,有利于保证加盖机械手控制单元的控制动作合理稳定,对于加盖机械手的动作任务完成实现都有积极作用。

参考文献

[1]张志会,熊瑞平,冯烨,袁中凡.一种基于PLC控制的五个自由度气动配料机械手[J].液压与气动,2010(2).

[2]陈水金,胡国清,张冬至.基于气动机械手的螺杆柔性自动化装配及其PLC控制[J].液压与气动,2011(10).

作者简介

金燕,女 ,1981年4月出生,南通工贸技师学院,讲师

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