基于
PLC 的自动控制分捡系统的设计
摘要设计一套基于
PLC 控制的柔性生产线自动分捡系统,
该系统的功能是提取 从流水线传送带上送过来的
工件
,检测工件的类型,并进行分类,
最后将其推放 到对应的工件滑槽里。就其设计思想、工作原理、控制方案、
程序设计等要点 进行阐述。
关键词
PLC;柔性生产线;
分捡系统
随着社会对产品多样化、 低制造成本以及短制造周期等需求日趋迫切
,
柔性 制造系统
(FMS,Flexible
Manufacturing System)发展颇为迅速。FMS
是由加工 系统、 物料系统和计算机控制系统组成的
,并能根据
制造任务和生产品种变化而 迅速进行调整的自动化制造系统。本文设计的基于
PLC 控制的自动分捡系统, 根据
工件的颜色和材质在线检测
,快速分类,
提高分检效率。
1
系统组成与功能分析 本设计的工件分为三种
,第一种为
红色红色工件
,第二种为黑色塑料工件, 第三种为银色金属工件,
设计基于
PLC 控制的自动分捡系统结构原理如
图
1
所 示。 图
1
分检系统组成框图 气动提取部件主要是由提取工件的气动机械手、直线驱动单元、光电传感
器、 电磁接近传感器等组成。 当工件由流水线传送带将传送过来
,
光电传感器检 测到有工件后
,机械手将其抓住
实现提取动作
,
直线驱动单元带动机械手进行直 线运动实现运送动作
,将工件运送到检测单元。
检测与分检部件主要由分检动作执行元件、传送带、工件分类堆放滑槽和 各种检测传感器等组成。当气动提
取部件将工件传送到检测部件的传送带上
, 光电传感器检测到有工件,便启动传送带和第一个执行挡杆将工件挡住
检测位 置
,该位置安装两个传感器,即电感式传感器和漫反射传感器,
其中电感式传感 器检测工件是否为金属
,漫
反射传感器传感器检测工件是否为黑色
,
检测完毕判 断出工件为哪类工件时
,相应的执行元件带动挡杆旋转挡在相
应的工件分类位 置
,实现分类堆放,最后拨板复位,传送部分停止运动,完成分检,
如图
2
所示。 图
2 分检系统装
配图
2
控制系统硬件设计 分捡系统的控制框图如图
3 所示,
硬件主要由
S7-300
型
PLC
微机控制器与 各传感
器、电机的接口电路等组成。 图
3
分捡系统的控制框图
2.1PLC
控制系统的工作要求 要求
PLC 控制系统能够
→
→
控制工件的提取、检测与分检等动作。其工作流程 为。 流水线传送带上工件到位 气动提取部件 检测气动机械
→
→
→
→
→
手位置 检测气 动机械手状态 机械手下降抓取工件 机械手沿直线驱动单元移动 检测工件 送到分检传送带 机
→
→
→
→
→
→
械手下降松开 机械手上升 机械手返回 启动分检传送 带 检测工件类型 检测相应执行挡杆状态 相应执行挡
→
→
杆伸出 相应执行挡 杆缩回 检测工件分检到位。
2.2 核心器件
Simatic S7-300 是一种模块式的结构,
主要由机架、
CPU
模块、 信号模块、 功能模块、接口模块、
通信模块、电源模块和编程设备组成
,
各种模块安装在机 架上
,系统构成和扩展都十分方便。根据整个系统的要求,
控制模块选 用
:CPU-313C 2DP,I/O 模块选用:CP 342-2
。
2.3
传感器选用 传感器是一种具有检测某种变量
并把检测结果传送出去的功能器件
,
在本 系统中主要用来检测工件是否到位、工件类型和行程控制等。
3 控制系
统软件设计 由于自动分检系统的工作过程是顺序动作
,
所以控制程序采用步进顺控指 令编程。控制程序包括初始
化程序、复位程序和自动运行程序。自动运行方式 起动时系统必须处在原位
,
即提取部件、 分检部件均处原位。
系统起动后连续重 复运行
,
“ ”
直到按下 停 按钮或报警时
,
系统运行至原位后停机。
4
结束语 柔性生产线自动分捡系统采用的是并行控制、 模块化设计思想
,
无论是机械 装置
,还是控制系统设
计
,
都具有良好的可扩展性、高度的柔性和灵活性。其不 仅适用于少数品种物品的分检
,也可拓展到多种物品的分
检
;
不仅适用于成品的 分检
,
也适用于零部件的分散输送。 该系统已成功地运用于机电工程实验室柔性 生产线上。
结果表示性,能稳定,效果良好,
完全适用于
FMS
柔性生产线的工件自 动分检
,使柔性生产线的效率大幅度提高,
具有一定的推广应用价值。
参考文献
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