檢測(cè)機(jī)械手的PLC控制*

□ 張同懷

西安航空學(xué)院陜西省泵類(lèi)裝備工程研究中心 西安 710077

目前，柔性制造系統(tǒng) （Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS）由上位計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)管理軟件完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，即完成工件生產(chǎn)、搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品、批量和混合流動(dòng)方式的自動(dòng)化控制［1-3］。由PLC程序控制來(lái)完成該柔性制造系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行［4-10］，本文的檢測(cè)機(jī)械手是FMS系統(tǒng)中的一個(gè)重要單元，其主要承擔(dān)工件加工質(zhì)量的檢驗(yàn)。

1 檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)組成

檢測(cè)單元的主要功能是，運(yùn)用各類(lèi)檢測(cè)傳感裝置對(duì)裝配好的工件成品進(jìn)行全面檢測(cè) （上蓋、銷(xiāo)釘?shù)难b配情況，銷(xiāo)釘材質(zhì)以及有無(wú)標(biāo)簽等），并將檢測(cè)結(jié)果送至PLC進(jìn)行處理，以此作為后續(xù)站控制方式選擇的依據(jù)（如分揀站依據(jù)標(biāo)簽的有無(wú)；正、次品的判別；倉(cāng)庫(kù)站依據(jù)銷(xiāo)釘?shù)牟馁|(zhì)確定其庫(kù)位），其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

檢測(cè)單元由待檢工件、待檢工件上蓋、銷(xiāo)釘、多種傳感與檢測(cè)裝置（電感式傳感器、電容式傳感器、激光傳感器、色差傳感器等）、直線單元、工作指示燈等組成。為實(shí)現(xiàn)本單元的控制功能，配備了直流電機(jī)、電磁鐵等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檢測(cè)單元的檢測(cè)元件及控制機(jī)構(gòu)安裝示意圖如圖2所示。

2 檢測(cè)機(jī)械手控制流程圖

檢測(cè)機(jī)械手控制流程如圖3所示。

（1）初始狀態(tài)。傳送電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，電磁吸鐵豎起禁行，工作指示燈熄滅。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后本單元紅色指示燈發(fā)光，傳送電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳送帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，并始終保持運(yùn)行狀態(tài)（分單元運(yùn)行時(shí)可選用與PLC運(yùn)行/停止同狀態(tài)的特殊繼電器，保持傳送電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)）。

（2）系統(tǒng)運(yùn)行期間。①當(dāng)托盤(pán)帶工件進(jìn)入本站后，進(jìn)行 3 s延時(shí)，綠色指示燈發(fā)光、紅色指示燈熄滅，產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始；②產(chǎn)品檢測(cè)工作開(kāi)始 3 s后，電磁吸鐵吸合下落，放行托盤(pán)；③放行托盤(pán) 3 s后，電磁鐵釋放伸出，恢復(fù)禁行狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，紅色指示燈發(fā)光，綠色指示燈熄滅。

▲圖1 檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)組成

▲圖2 檢測(cè)單元檢測(cè)元件及控制機(jī)構(gòu)安裝示意

表1 檢測(cè)機(jī)械手工作狀態(tài)表

（3）系統(tǒng)規(guī)定。上蓋檢測(cè)：有上蓋為1，無(wú)上蓋為0；銷(xiāo)釘材質(zhì)檢測(cè)：金屬為1，非金屬為 0；色差檢測(cè)：貼簽為1，未貼簽為0；銷(xiāo)釘檢測(cè)：穿銷(xiāo)為1，未穿銷(xiāo)為0。

上述過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)見(jiàn)表1。

表2 檢測(cè)機(jī)械手單元對(duì)應(yīng)PLC的I/O編號(hào)分配表

▲圖3 檢測(cè)機(jī)械手控制流程圖

檢測(cè)機(jī)械手單元對(duì)應(yīng)PLC的I/O編號(hào)分配表見(jiàn)表2。

檢測(cè)機(jī)械手單元PLC控制接線圖如圖4所示。

▲圖4 穿銷(xiāo)機(jī)械手單元PLC控制接線圖

3 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)的檢測(cè)機(jī)械手PLC程序控制線路，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，完全達(dá)到了實(shí)際控制的要求，其控制方式值得廣泛推廣應(yīng)用。

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