柔性制造系統(tǒng)加蓋機(jī)械手的PLC控制

曹海泉，陳萬強(qiáng)，李祥陽，郭文君

（西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077）

1 柔性制造系統(tǒng)的加蓋機(jī)械手

柔性制造系統(tǒng)的加蓋機(jī)械手，其主要功能是由交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)蝸輪蝸桿，經(jīng)過減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)擺臂將上蓋裝配至工件主體，完成裝配后工件隨托盤向下站傳送。其主體結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，主要包括蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、傳送電機(jī)、料槽、擺臂、直線單元、工作指示燈等。

2 加蓋機(jī)械手的控制部分的硬件組成

柔性制造系統(tǒng)的加蓋機(jī)械手的控制部分的硬件是由由檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件組成（見表1）。其中，檢測元件即傳感器部分，其輸出作為PLC的輸入信號(hào)；具體的機(jī)械動(dòng)作由執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成。

3 加蓋機(jī)械手的控制部分軟件設(shè)計(jì)

3.1 加蓋機(jī)械手的輸入輸出映像關(guān)系表

圖1 加蓋機(jī)械手的主體結(jié)構(gòu)圖

加蓋機(jī)械手是通過PLC控制程序來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的，可編程控制器采用西門子S7－200PLC，完成機(jī)械手的控制任務(wù)。系統(tǒng)的輸入輸出映像關(guān)系如表2所示。

表1 檢測元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制元件一覽表

類別 序號(hào) 編號(hào) 名稱 功能 安裝位置執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1 M1直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)直線單元傳送帶 直線單元上2 M2 直流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿減速電機(jī) 加蓋嵌板上3 M3 蝸輪蝸桿減速電機(jī) 降低直流電機(jī)轉(zhuǎn)速 加蓋嵌板上4 YM 直流電磁吸鐵 控制托盤位置 直線單元上5 HLHL1 紅色指示燈 顯示工作狀態(tài)HL2 綠色指示燈 晶粒示工作狀態(tài) 直線單元側(cè)6 HA1 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板7 HA2 蜂鳴器 事故報(bào)警 控制板控制元件 1 KM1繼電器 擺臂放件控制 加蓋嵌板上繼電器 擺臂事件控制 加蓋底板上2 KM2

表2 控制系統(tǒng)的輸入輸出映像關(guān)系表

3.2 加蓋機(jī)械手的PLC控制流程圖

加蓋機(jī)械手的PLC控制流程圖如圖2所示。

4 調(diào)試、驗(yàn)證

調(diào)試時(shí)，采用開關(guān)模擬機(jī)械手的信號(hào)狀態(tài)，按其順序動(dòng)作控制模擬輸入，監(jiān)控輸入接口板指示燈的狀態(tài)和輸出接口板的繼電器動(dòng)作結(jié)果，直至功能與機(jī)械手的控制要求一致時(shí)，再連接機(jī)械手輸入和輸出控制線纜。在控制程序的設(shè)計(jì)上，對交流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)進(jìn)行互鎖，以免短路發(fā)生。經(jīng)調(diào)試、驗(yàn)證：可編程控制器對機(jī)械手的控制的結(jié)果與事先預(yù)期一致，達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的目的，值得推廣。

圖2 加蓋機(jī)械手的PLC控制流程圖

［1］鄭瑜平.可編程控制器［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1995：45－48.

［2］趙明.工廠電氣控制設(shè)備［M］.2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：101－105.

［3］鐘約先.機(jī)械系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001：78－80.

［4］黃義源.機(jī)械設(shè)備電氣與數(shù)字控制［M］.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1996：202－203.

［5］李駿.論P(yáng)LC干擾及抗干擾措施［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010（9）：329－330.

［6］孫翠香.可編程序控制器（PLC）系統(tǒng)的接地［J］.科技資訊，2010（19）：143.

［7］王惟.提高PLC系統(tǒng)抗干擾和接地系統(tǒng)可靠性探討［J］.自動(dòng)化儀表，2010（8）：55－57.

［8］丁樹慶.PLC控制線繩干燥生產(chǎn)線［P］.中國專利：CN102789189A，2012－11－21.

［9］奚嘉隆.一種PLC順序功能模塊［P］.中國專利：CN201867622U，2011－06－15.