周平
(江西工程學(xué)院,江西新余338000)
基于PLC的自動擰螺釘機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計
周平
(江西工程學(xué)院,江西新余338000)
介紹了以西門子S7-200 PLC為核心的自動擰螺釘機(jī)控制系統(tǒng)。給出了自動擰螺釘機(jī)的氣動設(shè)計、伺服電機(jī)設(shè)計、PLC設(shè)計。該機(jī)具有很好的可擴(kuò)展性,應(yīng)用效果良好。
PLC;螺釘;伺服控制
螺釘是工業(yè)產(chǎn)品的一個零件,其規(guī)格多樣,傳統(tǒng)擰螺釘主要依靠人工,效率低,靈活性差,本文基于裝配模塊化、自動化的理念,介紹基于PLC的自動擰螺釘機(jī)設(shè)計。
自動擰螺釘機(jī)的主要工作過程概述如下:當(dāng)檢測到需進(jìn)行螺釘裝配的產(chǎn)品到位后,經(jīng)止動氣缸將其鎖緊,通過氣閥將螺釘從氣管中導(dǎo)入,裝配工作臺移動定位,升降氣缸帶動伺服電機(jī)向下運動到位后,伺服電機(jī)驅(qū)動螺刀將螺釘擰緊。其主要結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 擰螺釘機(jī)主要結(jié)構(gòu)圖
擰螺釘機(jī)工件夾緊、電機(jī)升降、螺釘導(dǎo)入主要由氣壓控制完成。托盤帶工件下行至本工位時,電感式傳感器檢測托盤,發(fā)出控制信號,由止動氣缸夾持工件,指示燈亮。啟動吸氣閥,導(dǎo)入螺釘。待裝配臺伺服定位后升降氣缸帶動伺服電機(jī)下降,電機(jī)轉(zhuǎn)動螺刀緊固螺釘。氣動原理如圖2所示。
采用伺服電動機(jī)驅(qū)動螺刀將螺釘擰緊,伺服電動機(jī)由伺服驅(qū)動器、電動機(jī)機(jī)體、編碼器等組成。
圖2 氣動原理圖
由計算得知擰螺絲的扭矩較小,選用松下電器的MQMA042A型伺服電機(jī)及與其配套的伺服放大器MQDA043A。該型伺服電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩1.3 N·m,最大轉(zhuǎn)矩3.82 N·m,矩頻特性能滿足系統(tǒng)要求。
伺服電機(jī)控制模式有三種:位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制。系統(tǒng)采用位置控制模式。其伺服控制器控制接線如圖3、4所示。
圖4 伺服電機(jī)控制接線圖
擰螺釘機(jī)控制PLC選用S7-200(CPU226),輸入端和輸出端接線圖如圖5、6所示。
圖5 PLC輸入端接線圖
圖6 PLC輸出端接線圖
擰螺釘單元主要完成對行程開關(guān)擰螺釘?shù)难b配,采用PLC控制,其控制流程如圖7所示。
圖7 自動擰螺釘機(jī)PLC程序流程圖
利用PLC對擰螺釘機(jī)進(jìn)行自動控制,系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單,可靠性大大提高,且節(jié)省了成本,使螺釘裝配的生產(chǎn)效率得到提高。
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Design of Automatic Screw Machine Based on PLC
ZHOU Ping
(Jiangxi College of Engineering,Xinyu338000,China)
The paper introduces the Siemens S7-200 PLC as the core of automatic screw machine control system.Then gives out the design of pneumatic,PLC and servo motor,this machine has a good scalability,the actual application effect is good.
PLC;screw;servo control
TP273
A文獻(xiàn)標(biāo)識碼:1009-9492(2015)12-0114-03
10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.032
周平,男,1970年生,山東文登人,碩士,副教授。研究領(lǐng)域:自動化及機(jī)電技術(shù)。
(編輯:向飛)
2015-06-26