本發(fā)明涉及一種基于PLC的制袋機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

塑料包裝袋具有輕便，易于攜帶，用途廣泛的特點(diǎn)，給人們的生活提供了極大的方便。由于需求量非常大，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率的要求較高。近年來(lái)卻面臨種種問(wèn)題的困擾，嚴(yán)重影響了企業(yè)的效益和發(fā)展。其生產(chǎn)設(shè)備多為七八十年代的老舊工藝設(shè)備，多為人工操作或采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，生產(chǎn)效率低、故障率較高。因生產(chǎn)工藝陳舊、機(jī)械設(shè)備老化、生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)能不足，嚴(yán)重影響了訂單生產(chǎn)任務(wù)的交付。同時(shí)，舊設(shè)備功能單一，不能靈活調(diào)整生產(chǎn)工藝，不適應(yīng)企業(yè)新的發(fā)展需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于PLC的制袋機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)，系統(tǒng)消除了原機(jī)械設(shè)備效率低、定位精度低、自動(dòng)化水平低、浪費(fèi)材料、人工成本高等缺點(diǎn)。使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能適用、動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠性高，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)采用單臺(tái)機(jī)組獨(dú)立控制的形式，每臺(tái)PLC控制一臺(tái)制袋機(jī)組，并配置人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制單元的控制和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了日后設(shè)置生產(chǎn)車(chē)間監(jiān)控系統(tǒng)的需求，獨(dú)立控制單元可以通過(guò)加裝通訊模塊與監(jiān)控中心上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控。

所述控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的處理集中為數(shù)字量的處理和控制，估算系統(tǒng)需要處理的開(kāi)關(guān)型輸人輸出量點(diǎn)數(shù)約為30余點(diǎn)。系統(tǒng)需要配置人機(jī)界面，需要占用一個(gè)RS-232通訊口，考慮到以后聯(lián)網(wǎng)需求，PLC主機(jī)單元應(yīng)配置兩個(gè)以上的通訊。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和系統(tǒng)控制信號(hào)的數(shù)量，選擇信捷XC3-48R/E型PLC作為控制主機(jī)，此機(jī)型配置20點(diǎn)繼電器輸出，28點(diǎn)NPN輸入，帶有2個(gè)通訊口，可以加裝BD通信擴(kuò)展板實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)人機(jī)界面的功能要求，選擇OV320A。此人機(jī)界面能與主控PLC實(shí)時(shí)通訊，顯示系統(tǒng)寄存器狀態(tài)和數(shù)值，具有豐富的功能鍵盤(pán)，和報(bào)警列表功能，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前報(bào)警信息，并且具有很高的性?xún)r(jià)比。

所述控制系統(tǒng)的動(dòng)作為典型的步進(jìn)動(dòng)作，可以采用順序功能圖語(yǔ)言(SFC)進(jìn)行控制程序。系統(tǒng)動(dòng)作流程包括復(fù)位流程、手動(dòng)控制流程和自動(dòng)控制工作流程。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，操作者可通過(guò)人機(jī)界面OP320A的起動(dòng)功能鍵或復(fù)位功能鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位過(guò)程中，機(jī)械手中速右移，至減速位置時(shí)張開(kāi)機(jī)械手爪，到達(dá)待機(jī)位置停止，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。操作者將系統(tǒng)工作模式選擇到手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)OP320A功能鍵控制機(jī)械手工作臺(tái)的左右移動(dòng)和機(jī)械手爪的張開(kāi)。

所述控制系統(tǒng)的人機(jī)界面選用的是OP320A，采用無(wú)錫信捷電氣公司的人機(jī)界面編輯軟件，進(jìn)行人機(jī)界面的編程。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了LOGO界面、操作主菜單界面、工作參數(shù)界面、工藝選擇界面等。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)消除了原機(jī)械設(shè)備效率低、定位精度低、自動(dòng)化水平低、浪費(fèi)材料、人工成本高等缺點(diǎn)。使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能適用、動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠性高，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)氣動(dòng)原理圖。

圖2是本發(fā)明的控制系統(tǒng)組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，控制系統(tǒng)采用單臺(tái)機(jī)組獨(dú)立控制的形式，每臺(tái)PLC控制一臺(tái)制袋機(jī)組，并配置人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制單元的控制和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了日后設(shè)置生產(chǎn)車(chē)間監(jiān)控系統(tǒng)的需求，獨(dú)立控制單元可以通過(guò)加裝通訊模塊與監(jiān)控中心上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控。

正常生產(chǎn)狀態(tài)下，制袋機(jī)依次完成上述動(dòng)作，不斷進(jìn)行循環(huán)。為實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作，制袋機(jī)系統(tǒng)配置了5只普通氣缸、1只液壓增力氣缸、1只氣動(dòng)手爪。普通氣缸為單作用氣缸，分別用于主壓板升降、廢料壓板升降、壓平擋板升降和折袋托板、壓板的升降；液壓增力氣缸用于成型沖刀沖切；氣動(dòng)手爪用于對(duì)待加工包裝袋的加緊和放松。

如圖2，控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的處理集中為數(shù)字量的處理和控制，估算系統(tǒng)需要處理的開(kāi)關(guān)型輸人輸出量點(diǎn)數(shù)約為30余點(diǎn)。系統(tǒng)需要配置人機(jī)界面，需要占用一個(gè)RS-232通訊口，考慮到以后聯(lián)網(wǎng)需求，PLC主機(jī)單元應(yīng)配置兩個(gè)以上的通訊。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和系統(tǒng)控制信號(hào)的數(shù)量，選擇信捷XC3-48R/E型PLC作為控制主機(jī)，此機(jī)型配置20點(diǎn)繼電器輸出，28點(diǎn)NPN輸入，帶有2個(gè)通訊口，可以加裝BD通信擴(kuò)展板實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)人機(jī)界面的功能要求，選擇OV320A。此人機(jī)界面能與主控PLC實(shí)時(shí)通訊，顯示系統(tǒng)寄存器狀態(tài)和數(shù)值，具有豐富的功能鍵盤(pán)，和報(bào)警列表功能，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前報(bào)警信息，并且具有很高的性?xún)r(jià)比。

控制系統(tǒng)的動(dòng)作為典型的步進(jìn)動(dòng)作，可以采用順序功能圖語(yǔ)言(SFC)進(jìn)行控制程序。系統(tǒng)動(dòng)作流程包括復(fù)位流程、手動(dòng)控制流程和自動(dòng)控制工作流程。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，操作者可通過(guò)人機(jī)界面OP320A的起動(dòng)功能鍵或復(fù)位功能鍵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位過(guò)程中，機(jī)械手中速右移，至減速位置時(shí)張開(kāi)機(jī)械手爪，到達(dá)待機(jī)位置停止，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。操作者將系統(tǒng)工作模式選擇到手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)OP320A功能鍵控制機(jī)械手工作臺(tái)的左右移動(dòng)和機(jī)械手爪的張開(kāi)。

控制系統(tǒng)在主工作流程中需要完成物料抓取、機(jī)械手工作臺(tái)左行、抹平擋板下降及復(fù)位、停機(jī)沖切、機(jī)械手工作臺(tái)左行、機(jī)械手折袋(該功能為可選)、機(jī)械手放料、機(jī)械手工作臺(tái)換向、高速右行、減速?gòu)堥_(kāi)、沖切轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)、成品袋傳送帶前移等動(dòng)作。

根據(jù)系統(tǒng)順序功能圖完成了PLC梯形圖程序的編寫(xiě)。梯形圖程序編寫(xiě)完成后，首先進(jìn)行了模擬調(diào)試，根據(jù)工藝要求，向控制PLC發(fā)送模擬動(dòng)作信號(hào)，在上位機(jī)界面下觀察各個(gè)狀態(tài)的輸出動(dòng)作。模擬調(diào)試正常后，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，期間發(fā)現(xiàn)了傳感器故障和錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的控制系統(tǒng)異常動(dòng)作，通過(guò)控制程序的改進(jìn)，解決了異常動(dòng)作的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期控制功能。