基于plc的自动控制分捡系统的设计

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1、基于PLC的自动控制分捡系统的设计摘要设计一套基于PLC控制的柔性生产线自动分捡系统,该系统的功能是提取从流水线传送带上送过来的工件,检测工件的类型,并进行分类,最后将其推放到对应的工件滑槽里。就其设计思想、工作原理、控制方案、程序设计等要点进行阐述。　　关键词PLC;柔性生产线;分捡系统　　随着社会对产品多样化、低制造成本以及短制造周期等需求日趋迫切,柔性制造系统(FMS,FlexibleManufacturingSystem)发展颇为迅速。FMS是由加工系统、物料系统和计算机控制系统组成的,并能

2、根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。本文设计的基于PLC控制的自动分捡系统,根据工件的颜色和材质在线检测,快速分类,提高分检效率。　　1系统组成与功能分析　　本设计的工件分为三种,第一种为红色红色工件,第二种为黑色塑料工件,第三种为银色金属工件,设计基于PLC控制的自动分捡系统结构原理如图1所示。　　图1分检系统组成框图　　气动提取部件主要是由提取工件的气动机械手、直线驱动单元、光电传感器、电磁接近传感器等组成。当工件由流水线传送带将传送过来,光电传感器检测到有工件后,机械手将

3、其抓住实现提取动作,直线驱动单元带动机械手进行直线运动实现运送动作,将工件运送到检测单元。　　检测与分检部件主要由分检动作执行元件、传送带、工件分类堆放滑槽和各种检测传感器等组成。当气动提取部件将工件传送到检测部件的传送带上,光电传感器检测到有工件,便启动传送带和第一个执行挡杆将工件挡住检测位置,该位置安装两个传感器,即电感式传感器和漫反射传感器,其中电感式传感器检测工件是否为金属,漫反射传感器传感器检测工件是否为黑色,检测完毕判断出工件为哪类工件时,相应的执行元件带动挡杆旋转挡在相应的工件分类位置

4、,实现分类堆放,最后拨板复位,传送部分停止运动,完成分检,如图2所示。　　图2分检系统装配图　　2控制系统硬件设计　　分捡系统的控制框图如图3所示,硬件主要由S7-300型PLC微机控制器与各传感器、电机的接口电路等组成。　　图3分捡系统的控制框图　　2.1PLC控制系统的工作要求　　要求PLC控制系统能够控制工件的提取、检测与分检等动作。其工作流程为。　　流水线传送带上工件到位→气动提取部件→检测气动机械手位置→检测气动机械手状态→机械手下降抓取工件→机械手沿直线驱动单元移动→检测工件送到分检传送

5、带→机械手下降松开→机械手上升→机械手返回→启动分检传送带→检测工件类型→检测相应执行挡杆状态→相应执行挡杆伸出→相应执行挡杆缩回→检测工件分检到位。　　2.2核心器件　　SimaticS7-300是一种模块式的结构,主要由机架、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块、通信模块、电源模块和编程设备组成,各种模块安装在机架上,系统构成和扩展都十分方便。根据整个系统的要求,控制模块选用:CPU-313C2DP,I/O模块选用:CP342-2。　　2.3传感器选用　　传感器是一种具有检测某种变量并把检测

6、结果传送出去的功能器件,在本系统中主要用来检测工件是否到位、工件类型和行程控制等。　　3控制系统软件设计　　由于自动分检系统的工作过程是顺序动作,所以控制程序采用步进顺控指令编程。控制程序包括初始化程序、复位程序和自动运行程序。自动运行方式起动时系统必须处在原位,即提取部件、分检部件均处原位。系统起动后连续重复运行,直到按下“停”按钮或报警时,系统运行至原位后停机。　　4结束语　　柔性生产线自动分捡系统采用的是并行控制、模块化设计思想,无论是机械装置,还是控制系统设计,都具有良好的可扩展性、高度的柔

7、性和灵活性。其不仅适用于少数品种物品的分检,也可拓展到多种物品的分检;不仅适用于成品的分检,也适用于零部件的分散输送。该系统已成功地运用于机电工程实验室柔性生产线上。结果表示性,能稳定,效果良好,完全适用于FMS柔性生产线的工件自动分检,使柔性生产线的效率大幅度提高,具有一定的推广应用价值。　　参考文献　　[1]李卫京.面向二十一世纪的柔性制造系统.机械工程与自动化,2004,3:83-86.　　[2]郭聚东,钱惠芬.柔性制造系统的优势及发展趋势.轻工机械,2004,4:4-5.　　[3]唐晓红.P

8、LC在微细圆棒料自动分检系统中的应用.煤矿机械,2006,27(2):273-274.　　[4]鲁远栋.PLC机电控制系统应用设计技术.北京:电子工业出版社,2006,4.