PLC控制的气动上下料机械手.pdf

! [ I · 罂 No．6(Setial No．78) Dec．1 99 PLC控制的气动上下料机械手 朱春波 哲 王祖温 摘要 目前在许多中小型汽车生产盘业 中，往往冲压成形这一工序还需』、工上下料 ，工』、劳动强度 大 ，生产效率低 本文叙述了一种由 PLC控制的气动上下料机械手 ，该设备的特点是结构精巧，占地面 剖、 鑫嚣慧 L．TM 州 f)Lc j 关键词可编程控制器(P c 丝苎 ! 三 五，?，J』，l、 二T L 、引 言 随着工业 自动化程度的提高，工业现场的 很多重体力劳动必梅由机器代替，这一方面可 以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提 高劳动生产率。例如，目前在我国的许多中小型 汽车生产行业中，往往冲压成形这一工序还需 人工上下料 ，既费时费力，又影响效率 为此我 们研制了一套上下料机械手模拟装置 ，以此为 基础，为进一步实用化做好充分准备。该机械手 除外形尺寸比实物小些以外，其结构、原理及功 能与实际的机械手是完全一致的。它的全部执 行元件均为气动件，控制器为可编程控制器。其 特点是结构精巧 ，占地面积小，动作简便 ，功能 全，可靠性高。 1 系统构成 系统的组成框图如图 1所示 ，整个系统分 为控制系统和执行系统两部分。 控制系统包括：1)可编程控制器 ，这里采用 匪 『 。 f显示板 l I手动控制盒 —一 L — — 拆 垛 机 [旦疆匹 [旦 圈 口 二亟] __=F再瓦耨亍『_] I下料输送机 口 圃 图 1 系统组成框 图 的是松下电工 FP1型 72点 PLC及一个 24点 I／0扩展单元；2)主控制柜；3)运行状 态显示 板；4)手动控制盒。 执行系统包括上料和下料两部分。而冲压 机为模拟现场的冲压设备。 上料部分包括；拆垛 机、上料输送机、上料 机械手 ； 下料部分包括：下料机械手、下料输送机、 码垛 机 。 图2为上料机械手的气动原理示意图。其 中的真空产生部分增加了 2个三位五通阀，用 来保证在断气 断电时吸盘能保持真空，从而大 大提高了系统的可靠性。 图 2 上料机械手气动原理示意圉 2 系统工作过程 系统主要工作过程如下 ： 1)拆垛机的手上带有 6个吸盘，将板材从 板材垛运送到上料输送机上 } 辞 ， Z ? 厂一．， ＼、、 封 密_薹 与 ＆ 动啪 气 压 液 ， ， 蓁 墨 铒 蠡 冷点 {； 维普资讯 液 压 气 动 与 密 封 1999年第 6期 2)上料输送机将板材归整到位 ，并运送到 上料机械手处； 3)上料机械手将板材抓起并送入压机； 4)压机进行冲压成形 5)下料机械手将成品抓起送上下料输送 机 ； 6)下料输送机将成品运到码垛机处； 7)码垛机将成品码垛。 其中，上料机械手和下料机械手是该系统 最成功之处 ，巧妙地解决了既能完成将很长的 板材送入压机，又不使用很长悬臂的矛盾。 系统工作状态分为调整状态和运行状态 在调整状态下 ，所有各部分的气缸均可以单独 由手动控制盒控制 ，主控制盒无效。这种状态主 要是 为了当改变板型、设备维修和 出现故障时 便于操作而设置的。 系统工作过程如下：系统启动进入运行后， 按照调定的节拍，各机械手同时进入工作状态， 某一机械手的动作条件满足后即开始动作，如 上料机械手的动作条件是：压机空且上料运输 机进料到位；上料运输机的动作条件是料已装 好。这样，各机械手几乎同时都在工作，系统的 一 [塑 嗣暖：F口——一 百甄 ～ I量主垫扶查!r— 一 塑至 塑垂 砸下『_r-—一 丽 雨 J 匝 砸 ]一 压两 匝 l 霜丽 ]一 西丽夏匿圈 一 l喜 鲁晷苹 L一 [ 谓萌弓 ] _一I死现象发生?～ L 翌曼— L 旺哥 ]一 唪面_停_蕊 效率很高。系统的停止方法有两种：一种是手动 停止 ，另一种是按预先设定的计数值减计数为 零停止。停止时，拆垛机不再给上料输送机上 料，其他各手将剩余工作做完即结束。 3 系统控制软件组成 3．1 控制软件组成 PLC的编程一般使用梯形图语言，这种语 言非常适合顺序动作的逻辑控制，它采用的是 扫描工作方式。从整体上讲 ，各个部分的先后顺 序不是很重要，重要的是每条语句的输入输出 条件必须严格 。 系统控制软件的组成如图 3所示，包括许 多部分，下面分别作简要说明： 1)初始化 。包括对系统的状态进行检测和 存储，设置标志位，以及为了简化程序而对许多 动作进行集成 。 2)启动过程。系统在启动前各手均在零位 (即停机位置)，启动时为了避免飞车，首先对各 主要气缸进行反 向充气 ，然后再进入初始位置。 3)手动控制。主要完成用手动控制盒进行 调整时所做的各种动作 。 4)全 自动动作过程 。完成系统