PLC在物料分拣方面的应用
2014-03-13 08:56阅读：
摘要：主要介绍了物料分拣机械手的工作原理。该系统把气动系统与传感器、电机相结合。其中阐述了PLC的I／O口的分配，以及利用PLC对机械手等的控制。
关键词：PLC
物料分拣
机械手
前言：随着工业的高速发展，机械手在工业生产中得到了广泛的应用，它可以搬动货物，分拣物品等，节省了大量的物力。气动系统由于结构简单，污染小，价格便宜逐渐被人们所重视。综合气动系统和步进电机的优点设计了气动机械手。机械手在PLC的控制下能完成预定功能。
一、系统的工作要求如下：
1、系统的原点位置：机械手处于在左边、上升、缩回和气动手指张开位置；提升机构在下降位置；皮带输送线停止；物料分拣气缸在后退位置；
2、系统处于停止状态而且处于原点位置时,按下启动按钮SB5,系统启动,运行指示灯HL1亮；
3、启动后，物料提升架上的物料检测光电传感器开始检测，如无料，则待料指示灯HL2闪亮，同时启动供料盘旋转，送料至物料提升位置。如供料盘运行
15秒后都没有物料到达物料提升架，报警器报警，当有工件到达提升架时，报警声停；
4、当提升架的光电传感器监测到工件后，就立刻将工件提升到位；此时机械手臂立刻伸出来取工件，当机械手将工件取走1S后，供料盘的提升架就自动下降复位待料；
5、机械手的动作为伸出、下降，短暂延时后用气爪将工件夹紧、气爪将工件夹紧1s后，就上升、缩回，转动至右限止位置，然后再伸出、下降，气爪在皮带传送机处于无工件传送和分拣的状态下放松，将工件放到传送带上位置B的下料孔；
6、机械手放下工件后立刻上升、缩回，转动至左则限位位置，继续进行工件传送；
7、当皮带传送机进料位置的光电传感器检测到工件后，拖动皮带传送机的交流电机立刻启动，以中速运转传送工件。当工件到达C位置时，电感开关检测工件的材料，若是金属件，拖动皮带的交流电机立刻停止，由C位置的推料气缸把物料推到第一个斜槽。如为非金属，拖动皮带的交流电机立刻转为低速运行，到达D位置时，拖动皮带的交流电机立刻停止，由D位置的推料气缸把物料推到第二个斜槽。C位置和D位置的推料气缸伸出到位后都需要马上缩回；
8、系统分为单周期和连续两种工作方式，由开关SA1进行切换，SA1打向左边为单周期，SA1打向右边为连续。单周期是指系统启动后系统只进行一个工件的传送和分拣，在一个工件分拣完成后，需再次按下启动按钮SB5，系统才能进行下一个周期的运行。连续是指系统启动后会连续不断的进行工件的传送和分拣；
9、系统在单周期运行状态下，点按一下停止按钮SB6，系统暂停在当前状态，运行指示灯HL1慢闪2秒一次，再按启动按钮SB5时，系统从当前状态继续运行。系统在连续运行状态下，点按一下停止按钮SB6，运行指示灯HL1快闪0.5秒一次，系统在完成当前工件的传送分拣工作后停止在原点位置,再次按下启动按钮SB5，系统又启动运行；
10、系统在任何状态下，当持续按下停止按钮SB6三秒钟，系统自动复位回到原点位置；
11、在对工件进行物料辨别、分拣过程，如供料盘连续提供的5个物料都是金属件和非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL4亮；如供料盘连续提供的5个物料都是2个金属件和1个非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL5亮；如供料盘连续提供的5个物料都是1个金属件和2个非金属件有规律交错排列的，则指示灯HL6亮；当连续三个工件都为金属件或非金属件时，则指示灯HL4、HL5和
HL6全亮。系统复位时统计结果清除。
12、生产线保护要求
（1）原点位置保护，系统启动前，必须确保系统在原点位置，此时，原点指示灯HL3发光。当有任何一个元件不在原点位置时，原点指示灯HL3闪烁（每2秒内烁1次），系统不能起动；
（2）紧急停止保护，系统设置急停按钮。按下急停按钮后，系统运行全部停止。急停按钮恢复正常状态时，系统应在复位到原点后才能重新启动；
二、I/O点的分配
1、PLC的选型
PLC采用三菱FX2N—48MR型；变频器采用三菱E-500型。
2、PLC输入点和输出点分配
INPUT
|
OUTPUT
|
编号
|
名称
|
元件
|
编号
|
名称
|
元件
|
X0
|
料到位
|
S1
|
Y0
|
皮带正向传送
|
变频器ＳＴＦ端
|
X1
|
提升上位
|
S2
|
Y1
|
皮带反向传送
|
变频器ＳＴR端
|
X2
|
提升下位
|
S3
|
Y2
|
皮带低速
|
变频器ＲＬ端
|
X3
|
夹住到位
|
S4
|
Y3
|
皮带中速
|
变频器ＲＭ端
|
X4
|
下降到位
|
S5
|
Y4
|
转盘输料
|
转盘电机M1
|
X5
|
上升到位
|
S6
|
Y5
|
提升上升
|
YA3+
|
X6
|
伸出到位
|
S7
|
Y6
|
提升下降
|
YA3-
|
X7
|
缩回到位
|
S8
|
Y7
|
手指夹紧
|
YA4+
|
X10
|
转右到位
|
S9
|
Y10
|
手指松开
|
YA4-
|
X11
|
转左到位
|
S10
|
Y11
|
机械手下降
|
YA1
|
X12
|
落料检测
|
S11
|
Y12
|
机械手伸出
|
YA2
|
X13
|
电感开关
|
S12
|
Y13
|
机械手转右
|
YA5+
|
X14
|
电容开关
|
S13
|
Y14
|
机械手转左
|
YA5-
|
X15
|
Ｃ位置推到位
|
S14
|
Y15
|
Ｃ位置推出
|
YA6+
|
X16
|
Ｃ位置退到位
|
S15
|
Y16
|
Ｃ位置退回
|
YA6-
|
X17
|
Ｄ位置推到位
|
S16
|
Y17
|
Ｄ位置推出
|
YA7+
|
X20
|
Ｄ位置退到位
|
S17
|
Y20
|
Ｄ位置退回
|
YA7-
|
X21
|
启动
|
SB5
|
Y21
|
报警
|
B
|
X22
|
停止
|
SB6
|
Y22
|
运行指示
|
指示灯HL1
|
X23
|
紧急停止
|
紧急停止开关
|
Y23
|
待料指示
|
指示灯HL2
|
X24
|
单步/连续选择
|
SA1
|
Y24
|
原位指示
|
指示灯HL3
|
X25
|
不使用
|
|
Y25
|
统计结果1指示
|
指示灯HL4
|
X26
|
|
|
Y26
|
统计结果2指示
|
指示灯HL5
|
X27
|
|
|
Y27
|
统计结果3指示
|
指示灯HL6
|
三、电气设计原理图
四、功能流程图
图
三
图 四
自动运行流程图：
五、梯形图
1、初始化电路
2、复位功能
3、自动运行初始化
4、供料机构电路
5、机械手
6、分拣机构
7、指示灯
六、联机调试
按启动按钮，让生产线自动运行，观察控制功能是否符合生产要求。观察机械手的动作是否到位，可有适当的延时；各步动作的连续性，是否满足功能工艺要求。
结束语：本文中控制的机械手可以安全有效地完成搬运和物料分拣工作，具有安全系数高，工作时间长，生产效率高，易保养等优点，在工业生产中具有广泛的作用。
致谢：在撰写本文的过程中,有幸得到广东顺德·梁銶琚中学韩亚兰、梁秋霞等老师的
精心指导,在此表示衷心的感谢！
参考文献：
1、张明达等编著《电力拖动自动控制系统》
北京：机械工业出版社，2000
2、钟肇新、范建东编著《可编程控制器原理及应用》广州：华南理工大学出版社，2003
3、吴明亮、蔡夕忠主编《可编程控制器实训教程》
北京：化学工业出版社，2005
4、梁耀光、余文烋主编 《电工新技术教程》 北京：中国劳动社会保障出版社，
2007
5、广东省职业技能鉴定指导中心编《技师论文撰写与答辩》
广州：广东经济出版社，
2001
