夾鉗系統(tǒng)的精確定位與自動運(yùn)行

李 鵬 黃文濤

(河南華東工控技術(shù)有限公司，河南 鄭州 454950）

1 介紹夾鉗裝置

本文所描述的夾鉗，是一種特殊的起重設(shè)備，具有手動、自動和檢修三種工作模式。夾鉗主要分為三個工作機(jī)構(gòu)，分別為夾鉗開閉、 夾具升降以及大車的左右平移。采用西門子S7-300 PLC 和TP177A 觸摸屏，ABB 公司的ACS800 變頻器，歐姆龍絕對值編碼器以及接近開關(guān)等設(shè)備的共同配合，使得夾鉗在多個工作實(shí)現(xiàn)精確定位和各個機(jī)構(gòu)的正常動作。

2 夾鉗的電氣系統(tǒng)的主要硬件配置

PLC:6ES73136CF030AB0

變頻器：ACS800-01-060-3+P901+D150

觸摸屏：6AV66470AC113AX0

絕對值編碼器：E6C3-AG5C 1024P/R

接近開關(guān)：E2E-X18ME1-Z 2M DC24V

3 夾鉗的參數(shù)設(shè)置

調(diào)整變頻器的參數(shù)，輸入電機(jī)銘牌參數(shù)，設(shè)置多段速功能等；正確連接絕對值編碼器與PLC 的連線；根據(jù)工藝要求，編寫PLC 的程序，并在程序內(nèi)驗(yàn)證編碼器的接線；在觸摸屏內(nèi)設(shè)置各個工位的精確位置，以及高位和低位的減速位置。

4 夾鉗的工作流程

4.1 夾鉗的檢修工作狀態(tài)

把狀態(tài)開關(guān)撥在檢修位置，夾鉗此時的操作就如同一臺普通的行車。夾鉗司機(jī)通過操作電氣操作臺上的主令來控制夾鉗的運(yùn)行。司機(jī)可以通過主令控制夾鉗的上升和下降，控制大車的左右移動，大車分為四個檔位。司機(jī)還可以通過電氣操作臺上的夾鉗開按鈕和夾鉗關(guān)按鈕來控制夾鉗的打開和關(guān)閉。

注意：夾鉗在檢修工作狀態(tài)時，缺少PLC 程序內(nèi)的各種保護(hù)，只有在夾鉗不能正常工作時才應(yīng)急使用。一般的正常工作，不使用這種模式。

4.2 夾鉗的手動工作狀態(tài)

把狀態(tài)開關(guān)撥在手動位置，夾鉗將以手動模式工作。

司機(jī)首先按下夾鉗打開按鈕，直至夾具打開指示燈亮，此時代表夾具已打開。再拉起主令，直至上限位燈亮，此時表示夾具已升起。然后按下相應(yīng)的工作位置的按鈕，如：按下6 號位按鈕，此時PLC 將根據(jù)絕對值編碼器所測量的位置與觸摸屏所設(shè)置的6 號位的精確脈沖做對比，自動在程序內(nèi)判斷夾鉗現(xiàn)在所處的位置是在6 號位的左右方向，進(jìn)而輸出相應(yīng)的指令，控制變頻器向左或者向右高速運(yùn)行。當(dāng)夾鉗運(yùn)行到6 號位附近——觸摸屏所設(shè)置的減速位置時，PLC 就不再輸出高速運(yùn)行命令，只輸出低速命令，此時變頻器緩緩向6 號位運(yùn)行。當(dāng)夾鉗運(yùn)行到6 號位正上方時，此時6 號位的接近開關(guān)就會點(diǎn)亮，將信號送入PLC，PLC 就會切斷變頻器的運(yùn)行命令，夾鉗就會停止運(yùn)行。同時，夾鉗的慣性能量通過制動電阻轉(zhuǎn)換成熱能釋放掉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾鉗的快速停止。在這個時候，夾鉗正好停止在6 號位的正上方。司機(jī)推下主令，直至下限位燈亮，此時夾具已降到最低位，然后再按下夾具閉合按鈕，夾具關(guān)閉，將鋼坯抓住。司機(jī)再拉起主令，直到上限位。這個時候，夾鉗已經(jīng)將鋼坯抓起。然后按下放料位按鈕，夾鉗就會自動運(yùn)行到放料工位，運(yùn)行方式同6 號位一樣。當(dāng)夾鉗停在放料工位的正上方時，司機(jī)再推下主令，將夾具放下，最后按下夾鉗打開按鈕，將夾具打開，把鋼坯放在放料工位上，操作方法同上。至此，完成一個完整的手動操作周期。

注意：夾鉗在手動工作狀態(tài)時，如果夾具上限位燈未亮，夾鉗不允許左右運(yùn)行，以免夾具撞到鋼坯或者工作人員；工位燈不亮，夾具不允許下降，以免將鋼坯放偏；夾具閉合燈和打開燈未亮?xí)r，夾具不允許上升或下降，以免夾具壓住鋼坯或者鋼坯未被抓緊而滑落。

4.3 夾鉗的自動工作狀態(tài)

把狀態(tài)開關(guān)撥在自動位置，夾鉗將以自動模式工作。

自動運(yùn)行的前提是夾具必須處在打開狀態(tài)。此時，司機(jī)按下某個工位按鈕，以8 號位為例，夾具將會依次完成以下步驟：夾具自動上升到上限位——大車自動運(yùn)行到8 號工位正上方并停止——夾具自動下降到下限位——夾具自動閉合，抱緊鋼坯——夾具自動上升到上限位——大車自動運(yùn)行到放料工位——夾具自動下降到下限位，將鋼坯放在放料工位上——夾具自動打開——夾具自動上升到上限位。至此，完成一個自動運(yùn)行周期。

注意：在自動工作狀態(tài)時的注意事項同手動狀態(tài)。

5 夾鉗運(yùn)用的優(yōu)勢

隨著社會的發(fā)展，企業(yè)對設(shè)備的工藝要求會越來越高，員工必須又快又好又安全地完成生產(chǎn)工作。誰能在激烈的市場競爭中提高生產(chǎn)效率，誰就能掌握主動權(quán)。運(yùn)用此套夾鉗系統(tǒng)，可以極大地提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人員的投入，節(jié)省操作員工的勞動強(qiáng)度，進(jìn)而起到節(jié)能降耗、節(jié)約成本的功效。

[1]ACS800 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序7.x.

[2]S7-300 系統(tǒng)手冊.

[3]Wincc Flexible 2008 手冊.