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分析自動化生產(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)實訓(xùn)系統(tǒng)。它集電氣控制、PLC應(yīng)用、傳感器、氣動等多種技術(shù)應(yīng)用于一體,由自動上料、傳輸檢測、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工作站組成。顏色分揀站的功能是完成對自動上料站經(jīng)由傳輸帶傳送過來的紅色非金屬工件的抓取動作。
1.系統(tǒng)的硬件設(shè)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(jīng)由傳輸帶傳送過來的非金屬工件的抓取動作。在經(jīng)過傳輸檢測模塊對工件的材質(zhì)、顏色和規(guī)格等特征進(jìn)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(jīng)過顏色分揀站機械手的伸出、夾緊、擺轉(zhuǎn)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(shè)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(jié)構(gòu)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(nèi)。歸位狀態(tài)為:氣爪閉,平移缸退,擺缸0°。一個動作順序循環(huán):氣爪開→平移缸進(jìn)→氣爪閉→平移缸退→擺缸180°→平移缸進(jìn)→氣爪開→平移缸退→氣爪閉→擺缸0°。機械手可實現(xiàn)手臂平移、擺轉(zhuǎn)、抓取和松放動作,由安裝在氣缸上的磁性接近開關(guān)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(jìn)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(guān)、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(chǎn)線連續(xù)動作的各種標(biāo)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(biāo)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(tài)時可獨立完成動作,在自動狀態(tài)時與真空分揀單元聯(lián)機。
圖1 PLC接線原理圖
2.系統(tǒng)的軟件設(shè)計
PLC梯形圖程序的設(shè)計方法有經(jīng)驗法和順序控制法兩種。根據(jù)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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