plc在微細圓棒料自動分檢系統中的應用
唐曉紅(華東交通大學機電學院,南昌330013)
摘要:介紹了plc對微細圓棒料自動分檢系統的控制,包括系統的工作過程分析、plc型號
選擇、i/o位址分配及控制程式編制。使用本自動分檢系統可大大提高工作效率和系統可靠性。
關鍵詞:plc自動分檢機械手
中圖號: tp39 文獻標識碼: a
application ofplcin micro-shaft automatic measuring syste
tang xiao-hong
(school of mechanical and electrical eng., east china traffic univ., nanchang 330013; china)
abstract:the control of micro-shaft automatic measuring system by plc is introduced, including analyzing
the control course, selectingtype ofplc, distributing i/oaddress and programmingfiles. this automatic mea-
suring system brings high work efficiency and reliability.
key words:plc; automatic measuring; manipulator
0 引言
微細圓棒料自動分檢系統是為某硬質合金廠而設計開發的,該廠生產 0.5~3.175 mm的微型鑽頭
(以下簡稱微鑽)系列產品,每增加0.05 mm為一種規格系列。為保證微鑽鑽頭的尺寸精度,在加工導
屑槽前必須對其直徑進行自動測量和分檢。由可程式設計序控制器(plc)控制的自動分檢系統工作原理如
圖1所示。
圖1 自動分檢系統的工作原理圖
fig.1 principle chart of automatic measuring system
plc控制系統的工作過程為:將某系列的圓棒料裝入料斗中,plc控制步進電機帶動一有圓凹槽
的分料輪,使工件按所設計的時間節拍送入料槽內,由此處的光電感測器檢測是否有工件,若有工件,則
由plc控制推料氣缸將料槽內的工件推至雷射檢測裝置的測量區域進行雷射掃瞄,掃瞄訊號經光電
轉換送微處理器處理、計算後,分3種訊號(超下公差、合格、超上公差)傳送至plc,plc據此控制機械
手將被測工件自動搬送至3個收料盒(ok、+ng，-ng)內。對於超下公差的工件留待改制成更小規格的微型鑽頭,對於超上公差的工件送入磨削工序再進行一次磨削。
1 plc控制系統的工作要求微細圓棒料自動分檢系統的控制要求如下:(1)要求plc控制系統能夠控制分料裝置、推料裝置、雷射檢測裝置以及機械手的動作。其工作流程為:
分料→工件推進→測量→機械手下降→機械手夾緊→機械手上公升→機械手右移→機械手下降→機械手鬆開→機械手上公升→機械手返回。
(2)當收料盒中的工件數量達到設定值之後蜂鳴器報警。
(3)當裝置出現故障時報警。
(4)控制系統能在手動和自動2種方式下工作。
2 plc型號選擇及i/o位址分配
選擇三菱公司的fx系列的微型plc。根據微細圓棒料自動分檢系統的控制要求,plc的輸入、輸出位址表如表1所示。根據表1可知,該檢測系統共有26個輸入訊號,12個輸出訊號,plc型號確定為fx2n-64mr。
3 plc控制系統軟體設計
由於微細圓棒料自動分檢系統的測量過程是順序動作,所以控制程式採用步進順控指令程式設計。控制程式包括初始化程式、手動操作程式、回原點程式和自動執行程式。自動執行方式起動時系統必須處在原位,即分料裝置、推料裝置均處原位,機械手處於上限、左限、放鬆狀態。
系統起動後連續重複執行,直到開關旋至「停」位置或報警時,系統執行至原位後停機。表1 plc的輸入、輸出位址表
tab.1 i/oaddress ofplc
輸入位址功能說明輸入位址功能說明輸出位址功能說明
x0光電感測器檢測有工件訊號 x15自動/手動選擇開關 y0分料(至分料電機)
x1推料裝置終位x16原位起動按鈕y1推料
x2機械手下限x17分料y2推料裝置返回
x3機械手上限x20推料y3測量(至雷射檢測裝置)
x4右限1(-nc料x21推料裝置返回y4機械手下降
x5右限2(ok料x22機械手下降y5機械手夾緊
x6右限3(+nc料x23機械手夾緊y6機械手上公升
x7機械手左限x24機械手上公升y7機械手右移(至步進電機)
x10推料裝置原位x25機械手右移y10機械手左移
x11檢驗超下差的訊號x26機械手鬆開y11回原點指示燈
x12檢驗合格的訊號x27機械手左移y12故障報警燈
x13檢驗超上差的訊號x30電源按鈕y13收料盒滿時蜂鳴器報警
x14起/停自動迴圈開關x31原點復位按鈕
控制系統中分料裝置由步進電機驅動分料輪按所設計的節拍單向運轉;推料裝置推料/返回、機械
手上公升/下降使用雙螺線管電磁閥;機械手夾緊使用單螺線管電磁閥;機械手右移/左移使用硬體環分
(三相六拍工作方式)的步進電機。由於篇幅所限,文中只給出自動執行程式如圖2所示(其它程式略)。
圖2 plc控制系統自動執行方式狀態轉移圖
fig.2 state chart in automatic mode ofplccontrol system
4 結語
採用本設計方案,可對某廠的微細圓棒料外徑實現測量和分類自動化、一體化控制,從而大大減輕工人的勞動強度,提高工作效率和系統可靠性。
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