尹世耀

摘?要：本文根據(jù)PLC的先進(jìn)性、穩(wěn)定可靠性、可操作性的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化改造。著眼于降低人員的勞動(dòng)量和對(duì)物料良品率的提高兩大方向進(jìn)行可行性分析，并分析了國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)于提升整體工業(yè)技術(shù)自動(dòng)化科技水平和競(jìng)爭(zhēng)力有著十分重要的意義。PLC將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為實(shí)現(xiàn)單機(jī)、車間、工廠自動(dòng)化的核心設(shè)備，其具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能由簡(jiǎn)單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過(guò)程控制，成為自動(dòng)化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱。

關(guān)鍵詞：可編程控制器;PLC?工業(yè)自動(dòng)化

前言

隨著消費(fèi)水平不斷提高，勞動(dòng)力的價(jià)格也在不斷上漲，如何科學(xué)、合理的使用勞動(dòng)力減少生產(chǎn)成本也是企業(yè)所面臨的重要問(wèn)題。充分把握這一巨大市場(chǎng)需求，自主創(chuàng)新研制出全自動(dòng)收料設(shè)備。

一直以來(lái)，可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著巨大作用，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用。PLC主要能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安個(gè)可靠和比較完善的解決方案，適合當(dāng)前自動(dòng)化工業(yè)企業(yè)的需要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域有了翻天覆地的變化，而PLC不斷地采用新技術(shù)以及增強(qiáng)系統(tǒng)的開放性，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

1.系統(tǒng)構(gòu)成

工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的首要目標(biāo)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程不可能進(jìn)行過(guò)多的人工干預(yù)，產(chǎn)品質(zhì)量的保證只能依賴在線質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備和儀器，監(jiān)視產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，為控制器提供準(zhǔn)確的測(cè)量值和檢測(cè)狀態(tài)。長(zhǎng)期以來(lái)PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。

1.1現(xiàn)有生產(chǎn)方式介紹

現(xiàn)狀：在切斷機(jī)的收料部分，采用人工收集的方法，當(dāng)物料在切斷機(jī)切斷部位被切斷后，從排出口排出，通過(guò)物料自重自由滑落至桌面，呈散亂狀態(tài)，然后由人工整理碼放整齊。

缺點(diǎn)：①在物料滑落過(guò)程中，增加了物料與桌面的摩擦，物料表面劃傷的概率大大增加，降低了良品率。②由人工手動(dòng)收集物料，增加了員工的勞動(dòng)量，同時(shí)物料收集的過(guò)程中，由于手動(dòng)收集的緣故，造成物料彎曲變形，從而不良品增加，良品率降低。

1.2機(jī)械動(dòng)作方案設(shè)計(jì)分析

現(xiàn)有切斷機(jī)的物料傳送工作機(jī)能是由兩臺(tái)三菱的伺服電機(jī)HF-SP7024和伺服控制器?MR-J3-700B4組成，其送進(jìn)速度200000mm/min，考慮到切斷設(shè)備的高速運(yùn)行，不影響其動(dòng)作節(jié)拍的前提下，設(shè)計(jì)方案仍然使用物料自重的控制方式。這樣既可以保證切斷機(jī)本體的高速運(yùn)行，同時(shí)在后部收集作業(yè)時(shí)也減少了物料傳送裝置，節(jié)約了設(shè)備成本。

由于物料在實(shí)際工作時(shí)，其傳輸速度特別高，所以必須考慮到生產(chǎn)設(shè)備及操作人員的安全。首先，在機(jī)械方面，采取了一系列的措施，在兩側(cè)設(shè)立了防護(hù)帶，以防操作人員誤入。其次，除在控制箱上設(shè)立急停按鈕外，還在機(jī)架的4個(gè)角安裝了急停按鈕，以便發(fā)生誤操作時(shí)緊急停車，在編寫軟件時(shí)，通過(guò)梯形網(wǎng)程序?qū)υO(shè)備參數(shù)進(jìn)行判斷，使其產(chǎn)生相應(yīng)的急停指令。

該設(shè)計(jì)方案利用物料在切斷機(jī)上是一顆接一顆的直線連續(xù)傳送原理，在切斷機(jī)的排出口增設(shè)一臺(tái)自動(dòng)收料設(shè)備，使直線傳送的物料在達(dá)到排出口后，靠自身重量和慣性落入收集槽，由于收集槽內(nèi)的狹小空間約束住物料，使其碼放整齊，同時(shí)收集槽內(nèi)下部的起托舉作用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，托舉住物料并按設(shè)定步長(zhǎng)值1.8mm，逐步下降。這樣就使物料與收集槽內(nèi)物料上表面保持同一高度避免了物料的表面損傷。當(dāng)收集槽內(nèi)的物料數(shù)量達(dá)到設(shè)定值后，托舉步進(jìn)電動(dòng)機(jī)快速下降至下限位置，這時(shí)物料推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，把碼放整齊的物料推出至軌道上。完成物料推出動(dòng)作循環(huán)后，托舉步進(jìn)電動(dòng)機(jī)上升至上限位置，為下一次的循環(huán)做準(zhǔn)備。

1.3收料機(jī)構(gòu)控制流程解

該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的上位機(jī)是KEYENCE的VT系列VT3-S10，所以利用切斷機(jī)設(shè)備的人機(jī)交互設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)收集的手動(dòng)控制畫面設(shè)計(jì)，這樣就大大節(jié)約了設(shè)備投資成本，?根據(jù)機(jī)械的動(dòng)作過(guò)程，我們首先畫出機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)作畫面，使人機(jī)交互畫面具有親和力，簡(jiǎn)單易學(xué)。

該自動(dòng)收料機(jī)一臺(tái)設(shè)備具備兩條線同時(shí)收集的功能，現(xiàn)在以一條線的動(dòng)作來(lái)說(shuō)明控制流程。

物料在切斷設(shè)備送進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下，有序落入收集槽，當(dāng)收集槽內(nèi)的物料數(shù)量達(dá)到設(shè)定值D1時(shí)，電動(dòng)缸上升信號(hào)YC2輸出，使固態(tài)繼電器得電導(dǎo)通，接料電動(dòng)缸上升至上限位置XAD，接料托盤氣缸返控制信號(hào)YC7條件滿足，導(dǎo)通固態(tài)繼電器SSRYC7，?接料托盤返回;這樣物料就會(huì)落在接料電動(dòng)缸的托盤上;電動(dòng)缸到達(dá)上限位置后，收集槽內(nèi)每下落一個(gè)物料，接料電動(dòng)缸也會(huì)隨之下降1.8mm，這樣保證了物料的下降高度，當(dāng)收集槽內(nèi)的物料數(shù)量達(dá)到設(shè)定值D2時(shí)，電動(dòng)缸快速下降至下限位XAC導(dǎo)通，同時(shí)在下降的過(guò)程中，接料保護(hù)傳感器XA3檢測(cè)到無(wú)物料時(shí)，XA3變?yōu)镺FF;接料托盤氣缸控制信號(hào)YC6導(dǎo)通，導(dǎo)通固態(tài)繼電器SSRYC6，接料氣缸帶動(dòng)接料托盤彈出接住物料;電動(dòng)缸下降至下限XAC導(dǎo)通后，推料板把物料推出接料槽，推出物料后推料板返）收料機(jī)部件選型：

由于同一種物料的厚度是一樣的，所以其下降的步距也是一樣的。該設(shè)計(jì)選擇了東方馬達(dá)的ELC系列的電動(dòng)缸，ELC系列是搭載了EZ-Drive的電動(dòng)缸?；钊麠U采用鋁質(zhì)材料，實(shí)現(xiàn)了小型化、輕量化的電動(dòng)缸。兼顧了高推力和低成本的電動(dòng)缸，可設(shè)定較高的加速，通過(guò)較高的加速度設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間定位，可以滿足該設(shè)計(jì)方案的快速下降動(dòng)作。

2.結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)收料機(jī)的應(yīng)用，即改善了勞動(dòng)條件，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，又可確保生產(chǎn)安全，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省輔助加工時(shí)間，降低產(chǎn)品成本。隨著生產(chǎn)線的制作、調(diào)試周期逐步縮短，回報(bào)周期短。

參考文獻(xiàn)：

[1]主編吳啟紅.《變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)實(shí)操指導(dǎo)書》?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.7

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