PLC控制的多点气动上料教学系统的设计

　　引言

　　近年来我国制造业、加工业迅速发展,企业对自动化应用人才需求量不断上升,对人才的质量要求也越来越高。可编程序控制器PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业自动化装置,与传统继电器控制系统相比, PLC是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的,只要编写程序以及少量的接线就可以完成控制要求,现已成为工业控制领域的主流控制设备。为了使相关专业的学生能尽快掌握这门先进技术,并达到一个较高的起点和水平,因此开发设计了PLC控制的多点气动上料教学系统,该系统涉及到可编程控制器PLC、变频器、步进电机、机械传动、传感器、气动控制等重要技术。

　　1　PLC控制的多点气动上料教学系统的基本构成及功能设计

　　整套系统主要包括机械部分、气动部分和电气部分。从构成模块上说包括PLC模块、传感器与检测模块、电机及控制模块、传送带模块、气动单元模块、电源模块等。

　　1. 1　机械部分

　　主要部分有机械手、转盘、上料装置等部分组成。其组成示意图如图1、图2所示。

　　图1工作说明:底座1固定不动,立柱6固定在底座1上;机械手气动手指2与机械手气动升降缸连在一起,通过气动手指驱动缸3驱动进行物件的夹持;机械手通过气动升降缸4驱动实现升降运动,机械手通过传动臂步进电机7和机械手左右移动传动带5驱动可实现左右移动。另外,机械手运动方向设有限位保护。机械手随传送带左右移动方向有左右限位行程开关,机械手升降运动方向有上下限位行程开关。因此图1所示机械手可以左右、上下直线运动,同时机械手的气动手指可进行物件的夹持。

　　图2工作说明:转盘13通过转盘步进电机2转动驱动旋转,旋转过程中,转盘检测传感器检测到转盘,转盘停止、转盘定位气缸定位;上料点1通过上料气缸12上料;上料点2通过上料气缸10和8上料;搬运车7随搬运车传送带6前进,搬运车检测传感器检测到搬运车、搬运车定位气缸定位,搬运车停止,等待机械手装运工件;搬运车传送带6通过伺服电机驱动,速度通过搬运车传送带变频器进行控制。另外,气缸上料点1方向设有前后限位行程开关,系统有3处还设有工件检测开关。因此图2所示转盘可以按要求自动旋转和定位停止;上料机构能够自动上料,并且为多点上料,两点的上料方式也不同, 这与工业实际系统较接近。

　　1. 2　气动部分

　　气动部分各执行元件的气路图如图3所示。各执行气缸都是通过电磁换向阀控制其方向运动。PLC程序控制时通过控制电磁铁的通、断电可控制各气缸的运动方向。