基于PLC控制的宠物笼自动化装配.pdf

自 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 1 1 基于P L C控制的宠物笼自动化装配 李善钦 中山市技师学院，广东中山 5 2 8 4 0 0 摘要 针对宠物笼系列产品的半成品装配的工序进行系统的自动化改造。在宠物笼制作生产这个行业，传统的半成品装配制作 工艺靠人工用铁锤敲打装配，或手工用平 口钳一个个装配，效率较低，通过P L C 控制机械模块用液压来进行装配，不仅提高了 效率 ，而且还节约了成本。 关键词宠物笼；装配； P L C ；液压 中图分类号T P 2 9 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 6 0 1 0 0 4 0 0 3 Au t o ma t i c As s e mb l y o f Pe t Ca g e Ba s e d o n P LC Co n t r o l LI S ha n ． qi n Z h o n g s h a n T e c h n i c i a n C o l l e g e ，Z h o n g s h a n 5 2 8 4 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i s a b o u t t h e a s s e mb l y o f t h e p r o d u c t i n t h e p e t c a g e s e r i e s o f t h e a u t o ma t i c t r a n s f o r ma t i o n o f t h e s y s t e m．I n t h e i n d u s t r y o f t h e p e t c a g e p r o d u c t i o n ，t h e t r a d i t i o n a l s e mi -f i n i s he d p r o du c t s a s s e mb l e d b y a r t i fic i a l h a mme r a s s e mb l y ，o r h an d ma d e a s s e mb l y wi t h a fl a t n o s e p l i e r s o n e b y o n e， the e ffi c i e nc y wh i c h o f i s l o w．Th r o u g h t h e P L C c o n t r o l me c h a n i c al mo d u l e b y h y d r a u l i c p r e s s u r e a s s e mb l y ， no t o n l y i mp r o v i n g t h e e f fi c i e n c y ， b u t als o s a v i n g t h e c o s t ． Ke y wo r d s p e t c a g e；a s s e mb l y；P LC；h y d r a u l i c 0引言 在宠物笼制作生产这个行业，半成品装配制 作中有大量的金属杆链接工作 ，目前的传统工艺 主要靠人工用铁锤敲打装配 ，或手工用平 口钳一 个个装配。这种装配完全依赖人工的技术水平 ， 与工人的操作水平有密切关系，不仅工作效率较 低而且还有可能出现工艺不规范的现象。这种情 况 ，已不能适应现代化生产的需要。因此采用 P L C 控制机械模块来进行装配 ，不仅提高了装配 效率，而且还节约了成本 ，同时，装配的工艺与 之前相比比较稳定，效果更好。 1 宠物笼装配原有情况 在宠物笼装配制作中，有大量的金属杆之间 链接的装配工作。这些金属杆的链接如果结合得 太紧，就不方便部分零配件的左右移动或者上下 活动；而如果结合得太松，那么很显然一方面会 收稿 日 期2 0 1 5 0 8 1 O 影响宠物笼的美观 ，另外一方面将会使生产的笼 子不牢固。目前这种装配工作一直使用人工手动 用铁锤敲打的方法进行操作。工人在装配过程中 既不能用力太大 ，也不能用力太小 ，所 以装配用 时 比较长 ，生产效率 比较低 ，而且成本较高。 2 宠物笼半成品的自动化设备原理 为了提高装配效率，节约装配成本 ，设计了 一 套采用P L C 控制液压系统带动机械模块进行 自 动化装配的设备 1 ，如图1 所示。该宠物笼半成品 的自动化设备主要由控制箱 、液压缸 、上下模 块、接近开关、电磁阀、油箱、油泵电机 、冷却 泵、冷却风扇等套件组成。加工宠物笼配件时 ， 只需将宠物笼底座与网片叠放好，放在机器台面 上 ，靠近机器 中间模块位置 ，置于上下模块之 间，模块左右各装有接近开关 ，机器检测到产品 到位 ，将在短时间内完成整理个产品装配过程。 李善钦 基于P L C 控制 的宠物笼 自动化 装配 下压时，启动液压系统，电磁阀得电，上模块依 靠油缸的油压形成向下的压力，油缸带动活塞杆 下降，活塞杆推动上模块向下对下模块施力，在 上下模块的模具作用下，宠物笼配件的金属杆完 成链接 ，通过合理得设计上下模块的模具，可以 使金属杆的链接正好符合要求。同时两端装有限 位开关能防止上模块过度下降 ，避免损坏工作 台。并且机器工作台面可以上升，下降调节，模 块可以左右调节 ，适合宠物笼系列市场上现有的 常用各款尺寸的装配，机器还有计数功能，输人 目标生产数量 ，达到目标生产数量则报警停止装 配 ，生产过程非常方便。 图1 设备外观 3 设备的控制要求 根据不同尺寸的要求 ，总结出高效的宠物笼 半成品自动化装配应实现以下要求。 1 有手动和自 动两种控制方式。 手动方式可 以通过触摸屏操作油缸活塞杆上 升下降。 在 自动方式下 ，上模块上升到上 限位会延时 几秒钟，以便准备待装配半成品。 2 上模块下压时必须满足左右接近开关同 时检测到产品，否则不执行。 3 触摸屏有计数及目标值设定功能，且当 前计数值及设定值均能够断电保持。当前计数达 到设定值时就报警嘲 ，同时设备不能继续工作。 工业自动 4 设备的控制系统 根据以上控制要求 ，设计其控制系统如图2 所示 。 图2 宠物笼半成品装配控制系统简图 图2 简明反映了控制系统的组成与各元件的 控制流程 。 用触摸屏操作油缸活塞杆手动上升、下降功 能，同时显示工作计数，并输出报警提示。 P L C 接收到以上信号后 ，经计算 ，输出状态 指示灯 指示灯包括触摸屏上显示的以及电控箱 上的 、报警指示灯的控制信号，并对计数器发出 计数信号。 图3 电控箱面板图 灯 灯灯 一 不 一 一 不 指 指指 升 降警 上 下报 以上元器件除上限位、下限位、左右接近开 关、电磁阀、油缸和油泵电机外，其余均布置于 电控箱上 。 5 P L C控制程序 5 ． 1 启动要求 启动之前必须先设置 目标计数值 ，没有 目 标 计数值系统将不会工作。可以用MO V 指令将 目标 计数字储存于寄存器中，也可以直接使用触摸屏 将目标计数值手动输入P L C中p ] 。 设置好 目标计数值以后，必须等待左右限位 开关同时检测到产品到位 ，才能进行装配。且要 有足够的时间准备待装配产品，延时期间，即使 左右纤维开关 同时检测 到产 品到位也不 能进行装 配 。 速度设定 每次下压之后 ，都要有一段时间 的延时，以便使装配效果符合要求，同时在油缸 的活塞杆上升到上限位之后也要做一段时间的延 时，以便于准备待装配产品再次下压。部分程序 如图4 所示 。 5 ． 2 数据处理 在宠物笼装配中，每个待装配产品要正反两 面各压一次，才完成一个产品的装配，所以在程 序中要把记录的次数除以2 ，才是正确的产品个 数。而且当前计数值与 目标计数值必须要能够保 持 ，以便于第二天能够继续进行装配或者查看历 史数据 ，所以数据寄存器采用停电保持型，相关 程序如图5 所示 。 5 ． 3 报警处理 当目标数值等于当前数值时启动报警灯，同 时设置报警标志，禁止继续装配，此时可以通过 触摸屏来修改 目标数值 ，或者对目标值和当前值 进行清零。修改 目 标数值时，一定要大于当前值 才能再次启动设备进行装配 ，否则系统将持续报 警，相关程序如图6 所示。 6 结束语 采用P L C 控制的宠物笼能实现对不同规格不 同尺寸的产品进行装配，能实现对装配速度与装 配力度的准确控制，提高生产效率 ，增加企业效 X0 0 2 X0 0 3 M 1 0 Y0 0 0 M 3 TO J I J l I J， J J I ] r ] r _ y r 一 ．上 标志 计 辕 警下 时 下 压 信 号下 压 信 号上 暖 延 时 1 2 标志 M I I I 图4启动条件 X0 0 1 M 3 I I I J一 1。 r l 计数倍号计数报警 标志 Y0 0 0 I I 上升 D1 2 8 D1 3 0 目标数设当前计数 定 图5数据处理 Dl 3 0 当前计数 图6报警处理程序 报警 益，有非常广的应用前景。 若对该机器的宠物笼待装 配产 品送 料机构进行 自动化设 计改造 ，还能实现连续 自动装 配功能 ，将更大地提高生产效 率 ，增加效益 。 参考文献 [ 1 ]廖 常初． P L C 基础及应用 [ M]． 北京 机械 工业出版社 ，2 0 1 4 ． [ 2 ]梁耀光 ，余文然． 电工新技术教 程 [ M]． 北京 中国劳动社会 保 障出版社 ，2 0 0 7 ． [ 3 ]宋伯生． P L C编程理论、算法及 技巧 [ M]． 北京机械工业 出版 社 。2 0 0 5 ． 作者 简介 李 善钦 ，男 ，1 9 8 0 年 生 ，广东人 ，硕士 ，中级。研究领 域 自动化设备，工业控制等。已发 表论文5 篇。 编辑 阮毅