FMS系統(tǒng)的液壓換向機械手的PLC控制*

米國際，李祥陽

(1.陜西省泵類裝備研究中心，陜西 西安 710077；2.西安航空學院，陜西 西安 710077)

?

FMS系統(tǒng)的液壓換向機械手的PLC控制*

米國際1,2，李祥陽1,2

(1.陜西省泵類裝備研究中心，陜西 西安 710077；2.西安航空學院，陜西 西安 710077)

摘要：首先介紹了PLC在FMS系統(tǒng)中液壓換向機械手的應(yīng)用，其次闡述了液壓換向機械手的組成及控制流程。從PLC的控制原理角度，設(shè)計了液壓換向機械手控制流程圖、控制狀態(tài)表、PLC的I/O接口及其地址分配。經(jīng)試驗驗證，達到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：FMS；液壓換向機械手；PLC控制

目前，柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS)由主控計算機和相關(guān)軟件進行控制和管理，進行工件的加工及搬運，進而實現(xiàn)多品種、變批量和混流方式生產(chǎn)的自動化制造。工業(yè)上柔性制造系統(tǒng)的控制功能主要由可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)完成。本文的液壓換向機械手是FMS系統(tǒng)的一個單元，通過液壓換向回路實現(xiàn)對工件的蓋章操作，完成對托盤進件、出件后再經(jīng)90°旋轉(zhuǎn)換向送至下一單元[1-3]。

1液壓換向機械手的結(jié)構(gòu)組成

圖1　液壓換向機械手的結(jié)構(gòu)組成

液壓換向機械手由壓緊、前推和旋轉(zhuǎn)等3個雙作用液壓缸構(gòu)成。壓緊缸驅(qū)動四連桿機構(gòu)，實現(xiàn)刻章動作；前推缸驅(qū)動鏈條機構(gòu)，實現(xiàn)本單元對托盤的進件和出件操作；旋轉(zhuǎn)缸是由1個擺動缸帶動整體液壓單元進行90°換向[4-9]。其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，包括缸驅(qū)動四連桿機構(gòu)、大液壓缸、小液壓缸和鏈條傳送機構(gòu)。

2液壓換向機械手控制狀態(tài)表設(shè)計

初始狀態(tài)：液壓單元的鏈條傳動檢測復(fù)位、轉(zhuǎn)向檢測復(fù)位和刻章檢測復(fù)位狀態(tài)，液壓電磁斷路失電。系統(tǒng)運行期間：1)托盤進入發(fā)出檢測信號后，鏈條傳動至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，鏈條帶動托盤及工件進入本單元；2)鏈條傳動到位后，鏈條傳動至位，檢測微動開關(guān)發(fā)出信號，此時鏈條傳動至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時失電，鏈條傳動停止；3)托盤入位后，托盤至位檢測微動開關(guān)發(fā)出信號，刻章至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，對托盤上的工件進行刻章動作；4)刻章至位檢測微動開關(guān)有信號時，刻章至位，電磁閥失電停止動作，此時刻章復(fù)位，電磁閥得電，使刻章臂復(fù)位；5)刻章復(fù)位檢測有信號時，該電磁閥失電結(jié)束動作，此時轉(zhuǎn)向至位電磁閥得電，擺動液壓缸帶動液壓單元整體進行90°旋轉(zhuǎn)；6)當碰到轉(zhuǎn)向至位檢測的微動開關(guān)時，該電磁閥失電停止動作，此時鏈條傳動復(fù)位電磁閥得電，將工件送出；7)鏈條傳動復(fù)位檢測到有信號時，該電磁閥與液壓磁路斷路同時失電；8)當托盤送出檢測的光電開關(guān)發(fā)出檢測信號時，表示托盤已經(jīng)完全離開液壓單元，此時轉(zhuǎn)向復(fù)位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，使液壓單元復(fù)位；9)轉(zhuǎn)向復(fù)位檢測微動開關(guān)發(fā)出信號時，轉(zhuǎn)向復(fù)位，電磁閥與液壓磁路斷路同時失電，系統(tǒng)回復(fù)初始狀態(tài)。液壓換向機械手控制狀態(tài)表見表1。

表1　液壓換向機械手控制狀態(tài)表

3液壓換向機械手I/O編號分配表

液壓換向機械手I/O編號分配表見表2。

表2　液壓換向機械手I/O編號分配表

4液壓換向機械手程序流程圖

液壓換向機械手程序流程圖如圖2所示。

圖2　液壓換向機械手程序流程圖

5結(jié)語

本文設(shè)計的液壓換向機械手的PLC控制電路，可靠性高，抗干擾能力強。經(jīng)試驗驗證，完全達到了實際控制要求，其控制方式值得推廣應(yīng)用。

參考文獻

[1] 蔡曉霞. 基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)的研究[D]. 杭州：浙江工業(yè)大學，2010.

[2] 黃金梭,陳開強. 基于VB的工業(yè)機器人PLC控制系統(tǒng)[J]. 輕工機械，2010(3)：65-68.

[3] 游國棟. 基于PLC控制的3.3kV移動變電站測控系統(tǒng)的研究[D]. 太原：太原理工大學，2005.

[4] 杜書娟. 基于PLC的磁流變拋光機的控制研究[D]. 西安：西安工業(yè)大學，2008.

[5] 孟雷. 基于PLC的電梯模型控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控設(shè)計[D]. 蘇州：蘇州大學，2010.

[6] 靳一. 基于PLC的視覺識別裝配存儲系統(tǒng)設(shè)計[D]. 保定：河北大學，2013.

[7] 李子昀. 基于PLC的自動生產(chǎn)線實驗平臺的研究[D]. 長沙：中南大學，2010.

[8] 高凌云. 基于PLC的氣動自動生產(chǎn)線的研究[D]. 成都：西南石油大學，2011.

[9] 李德英. 基于PLC的液壓實驗臺監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與研制[D]. 長沙：中南大學 2010.

* 2013年度科技部創(chuàng)新基金項目(13C26216105730)

2015年陜西省自然基金項目(2014JM2-5069)

2014年技術(shù)轉(zhuǎn)移促進工程-產(chǎn)學研合作重大項目(CXY1424)

責任編輯鄭練

The PLC Control of Hydraulic Commutation Manipulator in FMS System

MI Guoji1,2, LI Xiangyang1,2

(1. Pump Equipment Engineering Research Center of Shaanxi Province, Xi’an 710077, China; 2. Xi’an Aeronautical College, Xi’an 710077, China)

Abstract：Firstly, introduce the PLC hydraulic system in FMS commutation robotic applications, then present the elaborate hydraulic commutation robot composition and control processes. From the perspective of PLC control principle, design the hydraulic commutation robot control flow, control state table, PLC’s I/O interface, and their address allocation. The experiment is done to achieve the desired effect.

Key words:FMS, hydraulic commutation manipulator, PLC control.

中圖分類號：TP 399

文獻標志碼:A

收稿日期：2015-11-03

作者簡介：米國際(1965-)，男，副教授，主要從事機電控制等方面的研究。