YUY-235光機(jī)電一體化設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作

1、概述
料自動(dòng)分揀系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化中對(duì)控制程度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性要求較高的一種控制系統(tǒng)，涉及到物料的加工、分揀及物料的組合包裝。該系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用變頻器和PLC 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以較好的滿足生產(chǎn)過(guò)程中的復(fù)雜要求。
2、加工設(shè)備
2.1加工設(shè)備構(gòu)成
加工設(shè)備將零件用機(jī)械手搬運(yùn)到加工傳送帶上，通過(guò)傳送帶傳送到各加工位置進(jìn)行加工、分揀的設(shè)備。該加工設(shè)備由上料機(jī)構(gòu)、上料檢測(cè)機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)等部件組成，各部件和一些主要元件的名稱、安裝位置如圖1 所示。

圖1 加工設(shè)備示意圖
2.2加工設(shè)備的動(dòng)作和控制要求
(1) 接通電源后，若設(shè)備不在初始位置則自動(dòng)復(fù)位; 若設(shè)備在初始位置，按啟動(dòng)按扭后，PLC 啟動(dòng)送料電機(jī)驅(qū)動(dòng)放料盤旋轉(zhuǎn)，物料由送料槽滑到物料提升位置，物料檢測(cè)光電傳感器開始檢測(cè); 如果送料電機(jī)運(yùn)行5s 后，物料檢測(cè)光電傳感器仍未檢測(cè)到物料，則說(shuō)明送料機(jī)中無(wú)物料，這時(shí)會(huì)停機(jī)并發(fā)出報(bào)警; 當(dāng)物料檢測(cè)光電傳感器檢測(cè)到有物料，將給PLC 發(fā)出信號(hào)，由PLC 驅(qū)動(dòng)上料單向電磁閥上料。
(2) 在毛坯放置臺(tái)的光電傳感器檢測(cè)到有毛坯時(shí)，氣動(dòng)機(jī)械手懸臂伸出－ 手臂下降－ 氣爪將工件夾緊; 夾緊2s 后，手臂上升－ 懸臂縮回－ 轉(zhuǎn)動(dòng)至右側(cè)極限位置－ 然后懸臂伸出－ 手臂下降－ 氣爪放松，通過(guò)進(jìn)料孔將工件放到皮帶輸送機(jī)的傳送帶上; 機(jī)械手放下夾持的工件2s 后，手臂上升－ 懸臂縮回－ 轉(zhuǎn)動(dòng)至左側(cè)極限位置停止。
(3) 當(dāng)皮帶輸送機(jī)進(jìn)料孔位置的漫射型光電傳感器檢測(cè)到工件后，指示燈HL1 熄滅，拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)以20Hz 的頻率起動(dòng)，皮帶輸送機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)傳送毛坯。當(dāng)毛坯運(yùn)行到工作位置1 時(shí)，皮帶輸送機(jī)停止4s，進(jìn)行*道工序的加工。
(4) 完成毛坯加工，拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)以15Hz 的頻率起動(dòng)，皮帶輸送機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)傳送被加工過(guò)的工件到工作位置2 時(shí)，停止2s，進(jìn)行第二道工序的加工。完成后，拖動(dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)以20Hz 的頻率起動(dòng)，皮帶輸送機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)傳送工件返回工作位置1，停止3s，進(jìn)行第三道工序的加工，使工件變?yōu)槌善贰?/span>
(5) 工件變?yōu)槌善泛?，拖?dòng)皮帶輸送機(jī)的交流電動(dòng)機(jī)以20Hz 的頻率起動(dòng)，皮帶輸送機(jī)中速運(yùn)轉(zhuǎn)傳送成品到工作位置2 停止，由氣缸B 的活塞桿伸出－將成品推入出料斜槽2 － 氣缸B 的活塞桿縮回。
(6) 氣缸B 的活塞桿縮回后，指示燈HL1 亮，表示設(shè)備可再次進(jìn)行將毛坯加工為成品的工序。設(shè)定一批代加工物料為30 個(gè)，全部加工完成后機(jī)器自動(dòng)停止，若總?cè)蝿?wù)沒有完成則自動(dòng)重復(fù)運(yùn)行。
3 控制系統(tǒng)
3.1 控制系統(tǒng)的硬件配置
(1) 變頻器選擇YUY－235的負(fù)載類型屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其功率為0.35kW，電流0.3A，由于負(fù)載屬于直接起動(dòng)，三相異步電動(dòng)機(jī)直接用工頻起動(dòng)時(shí)起動(dòng)
電流為其額定電流的5～7 倍，對(duì)于電動(dòng)機(jī)功率小于10kW 的電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算，選取變頻器為西門子MM420，額定功率0.75kW。
(2) PLC 選擇根據(jù)控制信號(hào)數(shù)量分析，輸入輸出共計(jì)32 點(diǎn)，所以選取PLC 為三菱FX2N － 48MR。
(3) 系統(tǒng)控制框圖根據(jù)系統(tǒng)配置情況，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制框圖如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)控制框圖
3.2 系統(tǒng)控制流程圖
根據(jù)本任務(wù)的功能要求，編制系統(tǒng)控制流程如圖3所示

圖3 系統(tǒng)控制流程圖
3、所示
3.3 PLC 輸入/ 輸出分配表
根據(jù)系統(tǒng)配置情況，列出PLC 輸入/ 輸出分配表如表1。

3． 4 程序設(shè)計(jì)
(1) 料盤送料程序，如圖4 所示。電機(jī)運(yùn)行的條件是物料檢測(cè)光電開關(guān)沒有檢測(cè)到物料且料臺(tái)在下位，料臺(tái)上行的條件是物料檢測(cè)光電開關(guān)檢測(cè)到物料，蜂鳴器報(bào)警是在無(wú)料且延時(shí)5s 后。

圖4 料盤送料程序
(2)機(jī)械手搬運(yùn)程序，如圖5 所示。因?yàn)闄C(jī)械手搬運(yùn)物料的動(dòng)作過(guò)程是按步運(yùn)行，所以采用步進(jìn)指令較為簡(jiǎn)便。

圖5 機(jī)械手搬運(yùn)程序
(3) 物料加工和打包程序，如圖6 所示。這部分動(dòng)作過(guò)程仍然是順序運(yùn)行，當(dāng)中變頻器速度變化部分可以用MOV 指令編寫，程序比較簡(jiǎn)潔流暢。

圖6 物料加工和打包程序
(4) 數(shù)據(jù)處理程序，如圖7 所示。設(shè)定一批代加工物料為30 個(gè)，全部加工完成后機(jī)器自動(dòng)停止，若總?cè)蝿?wù)沒有完成則自動(dòng)重復(fù)運(yùn)行。在機(jī)器實(shí)際運(yùn)行時(shí)，為了防止突然斷電數(shù)據(jù)丟失，數(shù)據(jù)處理要采用斷電保持型的計(jì)數(shù)器C200。

圖7 數(shù)據(jù)處理程序

YUY-235 型光機(jī)電一體化設(shè)備，通過(guò)應(yīng)用變頻器和PLC 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件可靠、程序穩(wěn)定整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。經(jīng)一段時(shí)間的實(shí)踐表明,YUY-235 型光機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定可滿足生產(chǎn)需要。