上海育仰科教設備有限公司

PLC在機電一體化控制實訓臺中的應用

時間:2017-9-18 閱讀:1480
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一、引言
光機電氣一體化控制實訓系統(tǒng),系統(tǒng)由型材導軌式實訓臺;PLC模塊(FX2N-48MT晶體管輸出);變頻器(FR-E740三相輸入功率0.75kW)模塊;電源模塊1個(三相電源總開關帶漏電和短路保護);按鈕模塊(開關電源24V/6A 1只,急停按鈕1只);觸摸屏;模擬生產(chǎn)設備實訓模塊(包含上料機構井式工件庫1件,物料推出機構1件,光電傳感器2只,磁性開關2只,單桿氣缸1只,單控電磁閥1只,警示燈1只;皮帶輸送線(三相交流減速電機AC 380V,輸出轉(zhuǎn)速130r/min);搬運機械手(單桿氣缸1只、雙桿氣缸1只、氣動手爪1只、電感傳感器1只、磁性開關5只、行程開關2只、步進電機1只、步進驅(qū)動器1只、單控電磁閥2只、雙控電磁閥1只);分類倉儲物料有金屬(鋁)4個,尼龍黑、白色各4個);接線端子排、各種傳感器、警示燈和氣動電磁閥等組成;可根據(jù)任務書中要求完成程序設計調(diào)試及相應的動作要求。
二、摘錄任務書中難點部分要求
設備部件名稱和位置如圖1所示。

圖1 設備部件名稱和位置
1.動作流程
上料機構推料氣缸將零件(金屬零件、黑色尼龍零件和白色尼龍零件隨機提供)推到存放料臺;機械手將零件從存放料臺搬運至物料傳送機構并經(jīng)傳送帶入料口到輸送線上,只有當傳送帶上的零件被送入料槽后,機械手才可以從入料口放入下一個零件。上料機構料筒內(nèi)沒有零件時,黃色信號燈長亮,設備暫停,放入零件后自動啟動。
在輸送線上的零件由相應位置的推料或?qū)Я涎b置,經(jīng)出料槽分送到零件組裝機構進行組裝,相應位置的推料或?qū)Я涎b置將零件送入料槽后回原位。
2.零件分送要求
在位置A對應的出料槽分送到組裝機構的零件必須滿足是由*個是金屬零件,第二個白色尼龍零件,第三個是金屬零件排列成的套件。在位置B對應的出料槽分送到組裝機構的零件必須滿足是由1個白色尼龍零件和2個黑色尼龍零件組合成的套件。同時滿足位置A對應的出料槽和位置B對應的出料槽要求的零件,應優(yōu)先經(jīng)位置A對應的出料槽分送到組裝機構。
不滿足組合和排列關系的零件應導入位置C對應的出料槽。皮帶輸送線由位置A向位置C方向送零件時,三相交流異步電動機以35Hz的頻率帶動皮帶輸送機運行;皮帶輸送機由位置C向位置A方向送零件時,三相交流異步電動機以25Hz的頻率帶動皮帶輸送機運行。零件到達推出位置或被導入相應的料槽后,皮帶輸送機停止運行。依據(jù)動作流程分配的PLC對應I/O口見表1。


序號內(nèi)容輸入內(nèi)容輸出
1急停開關X000機械手步進電機啟動(PUL)Y000
2運行測試按鈕SB4X001機械手步進電機方向(DIR)Y001
3送料氣缸推出到位X002機械手步進電機使能(ENA)Y002
4送料氣缸縮回到位X003 Y003
5機械手步進電機原點X004綠色信號燈1HzY004
6機械手步進電機位置檢測X005綠色信號燈2HzY005
7臂伸縮氣缸伸出到位X006黃色信號燈常亮Y006
8臂伸縮氣缸縮回到位X007送料氣缸推出Y007
9前臂升降氣缸下降到位X010臂伸縮氣缸伸出Y010
10前臂升降氣缸縮回到位X011前臂升降氣缸下降Y011
11氣動機械手爪夾緊到位X012氣動手爪夾緊Y012
12推料氣缸推出到位X013氣動手爪放松Y013
13推料氣缸縮回到位X014電機正傳(A料槽向C料槽)Y014
14旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)到位X015電機反傳(C料槽向A料槽)Y015
15旋轉(zhuǎn)氣缸返回到位X016異步電機旋轉(zhuǎn)頻率35HzY016
16料筒有料檢測X017異步電機旋轉(zhuǎn)頻率35HzY017
17存放臺有料X020推料氣缸推出Y020
18輸送皮帶入料口有料X021旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)Y021
19金屬檢測傳感器X022  
20白色尼龍檢測傳感器X023  
21分料槽進料檢測傳感器X024  
22零件組裝工序啟動按鈕SB1X025  
23啟動組裝工序按鈕SB5X026  
24停止按鈕SB6X027  
表1 控制電路I/O分配表
3.程序設計思路
根據(jù)PLC編程規(guī)則對本動作流程采取簡單的順序設計,分析動作要求轉(zhuǎn)化內(nèi)容為:上料機構井式存料臺內(nèi)檢測開關檢測有料,且存放臺無料的情況下,送料氣缸推出;送料氣缸推出到
位檢測開關有信號停頓1s,送料氣缸縮回。存放臺物料到位后,機械手在原點信號到位,前臂升降氣缸縮回信號到位,臂伸縮氣缸縮回到位信號到位,機械手爪松開到位信號到位,臂伸縮氣缸伸出,前臂升降氣缸下降,待到位信號顯示正常,機械手進行抓取,抓取到位信號到位。前臂升降氣缸縮回,臂伸縮氣缸縮回;前臂、伸縮氣缸縮回到位信號到位。步進電機向右旋轉(zhuǎn)(步進電機旋轉(zhuǎn)角度依靠步進電機控制驅(qū)動器發(fā)出的脈沖數(shù)進行控制),步進電機旋轉(zhuǎn)到位信號到位,前臂、伸縮氣缸伸出、下降;檢測輸送皮帶入料口無料,機械手爪松開,前臂、伸縮氣缸縮回到位后,步進電機回歸原點,等待下次循環(huán)。
出料槽完成分選,首先要自動識別黑色尼龍、白色尼龍、金屬鋁塊3種物料,金屬鋁塊可用提供的金屬傳感器進行檢測,白色尼龍依靠光纖傳感器進行檢測,黑色尼龍只有靠排除法進行確認,即從皮帶入料槽檢測有料輸送帶開始運行到出料槽B的時間內(nèi),檢測不是金屬物料又不是白色物料即為黑色尼龍。這樣就可以依據(jù)內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、計時器、通過電機的正反轉(zhuǎn)進行控制,具體思路同上,考慮防止撞機等安全因素,完成上述要求的程序設計,從整體程序內(nèi)摘錄部分程序(圖2)。

圖2 部分程序
三、結(jié)束語
根據(jù)實際動作要求,起初編寫的程序存在較多漏洞,經(jīng)過多次在實驗臺上進行測試,所設計程序*可實現(xiàn)任務書的要求并達到zui終實驗要求。在編程調(diào)試程序時,實驗臺中涉及到氣缸控制,在線調(diào)試方法的靈活運用,步進電機、光電傳感器、光纖傳感器、光纖放大器、三相異步電機、三菱變頻調(diào)速器、三菱PLC主機的應用,代表了自動化設備的生產(chǎn)模式,可推廣至各個領域,特別是自動化生產(chǎn)線,在量產(chǎn)的今天不但可節(jié)省用工成本,而且可提高設備利用率,創(chuàng)造更*。
 

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