□ 張同懷

西安航空學(xué)院陜西省泵類裝備工程研究中心 西安 710077

目前，柔性制造系統(tǒng) （Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS）由上位計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)管理軟件完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，即完成工件生產(chǎn)、搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品、批量和混合流動(dòng)方式的自動(dòng)化控制［1-3］。由PLC程序控制來(lái)完成該柔性制造系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行［4-10］，本文的檢測(cè)機(jī)械手是FMS系統(tǒng)中的一個(gè)重要單元，其主要承擔(dān)工件加工質(zhì)量的檢驗(yàn)。

1 檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)組成

檢測(cè)單元的主要功能是，運(yùn)用各類檢測(cè)傳感裝置對(duì)裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測(cè) （上蓋、銷釘?shù)难b配情況，銷釘材質(zhì)以及有無(wú)標(biāo)簽等），并將檢測(cè)結(jié)果送至PLC進(jìn)行處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依據(jù)標(biāo)簽的有無(wú)；正、次品的判別；倉(cāng)庫(kù)站依據(jù)銷釘?shù)牟馁|(zhì)確定其庫(kù)位），其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

檢測(cè)單元由待檢工件、待檢工件上蓋、銷釘、多種傳感與檢測(cè)裝置（電感式傳感器、電容式傳感器、激光傳感器、色差傳感器等）、直線單元、工作指示燈等組成。為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檢測(cè)單元的檢測(cè)元件及控制機(jī)構(gòu)安裝示意圖如圖2所示。

2 檢測(cè)機(jī)械手控制流程圖

檢測(cè)機(jī)械手控制流程如圖3所示。

（1）初始狀態(tài)。傳送電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，電磁吸鐵豎起禁行，工作指示燈熄滅。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光，傳送電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，并始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器，保持傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行期間。①當(dāng)托盤帶工件進(jìn)入本站后，進(jìn)行 3 s延時(shí)，綠色指示燈發(fā)光、紅色指示燈熄滅，產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始；②產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始 3 s后，電磁吸鐵吸合下落，放行托盤；③放行托盤 3 s后，電磁鐵釋放伸出，恢復(fù)禁行狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，紅色指示燈發(fā)光，綠色指示燈熄滅。

▲圖1 檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)組成

▲圖2 檢測(cè)單元檢測(cè)元件及控制機(jī)構(gòu)安裝示意

表1 檢測(cè)機(jī)械手工作狀態(tài)表

（3）系統(tǒng)規(guī)定。上蓋檢測(cè)：有上蓋為1，無(wú)上蓋為0；銷釘材質(zhì)檢測(cè)：金屬為1，非金屬為 0；色差檢測(cè)：貼簽為1，未貼簽為0；銷釘檢測(cè)：穿銷為1，未穿銷為0。

上述過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)見(jiàn)表1。

表2 檢測(cè)機(jī)械手單元對(duì)應(yīng)PLC的I/O編號(hào)分配表

▲圖3 檢測(cè)機(jī)械手控制流程圖

檢測(cè)機(jī)械手單元對(duì)應(yīng)PLC的I/O編號(hào)分配表見(jiàn)表2。

檢測(cè)機(jī)械手單元PLC控制接線圖如圖4所示。

▲圖4 穿銷機(jī)械手單元PLC控制接線圖

3 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)的檢測(cè)機(jī)械手PLC程序控制線路，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，完全達(dá)到了實(shí)際控制的要求，其控制方式值得廣泛推廣應(yīng)用。

［1］王嘯東.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法解析［J］.自動(dòng)化與儀器儀表， 2011（1）：43-48.

［2］魯炳文，趙亮.PLC控制系統(tǒng)的干擾因素分析與抗干擾措施［J］.工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2011（3）：97-99.

［3］李建軍.PLC控制系統(tǒng)干擾因素分析及抗干擾措施［J］.甘肅科技，2011（18）：32-33.

［4］張麗梅.排除PLC現(xiàn)場(chǎng)干擾問(wèn)題的實(shí)踐 ［J］.山西焦煤科技， 2012（4）：39-41.

［5］趙漢雨，劉存祥，霍治軍.全自動(dòng)稱重式液體灌裝機(jī)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)電信息，2008（23）：26-27.

［6］付又香.我國(guó)食品包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析［J］.湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 2009（2）：72-73.

［7］胡曉宇. 用 PLC 控制步進(jìn)電機(jī) ［J］.電子制作，2008（11）：31-32.

［8］何敏鋒，王兆安，鄭明，等.PLC順序功能圖SFC編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 2008（3）：78-79.

［9］李安琪.PLC在印刷機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用 ［J］.電氣技術(shù)，2011（3）：63-64.

［10］曾榮，江征風(fēng)，李玉琳，等.一種藥液灌裝機(jī)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)［J］.化工自動(dòng)化及儀表，2010（6）：90-92.