河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 葉 旋 馮友強(qiáng)河源技師學(xué)院 葉 韜

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基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產(chǎn)線

河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 葉 旋 馮友強(qiáng)
河源技師學(xué)院 葉 韜

【摘要】近年來，企業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制的生產(chǎn)線的需求越來越強(qiáng)烈，自動(dòng)化控制技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。本文闡述了一種基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產(chǎn)線，工廠實(shí)地測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)生產(chǎn)柔性高，適用于各種不同尺寸的指甲油瓶的旋蓋作業(yè)，可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)提高效益。

【關(guān)鍵詞】PLC；指甲油；旋蓋；自動(dòng)化

0　引言

隨著我國人口紅利的逐步減少，企業(yè)的用工成本的不斷上升，企業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的需求也越來越大，而可編程邏輯控制器（PLC）具有功能性強(qiáng)、編程方便，可靠性高，體積小巧等優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛[1-2]。本文闡述了一種基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產(chǎn)線，采用PLC配合紅外傳感器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)旋蓋生產(chǎn)線的自動(dòng)控制。相對(duì)于當(dāng)前指甲油產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用的多工位轉(zhuǎn)盤式生產(chǎn)裝置，該生產(chǎn)線適用于多種尺寸和形狀的指甲油瓶的旋蓋作業(yè)，生產(chǎn)的柔性更高，靈活性更強(qiáng)。本文論述了該生產(chǎn)線的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制硬件及軟件設(shè)計(jì)，對(duì)該生產(chǎn)線的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，在交付企業(yè)使用的過程中，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1　生產(chǎn)線的機(jī)械結(jié)構(gòu)

旋蓋生產(chǎn)線的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示，該旋蓋生產(chǎn)線采用皮帶傳送機(jī)為傳輸機(jī)構(gòu)，皮帶上設(shè)置橫向距離和高度可調(diào)節(jié)的護(hù)欄，以滿足不同尺寸的瓶子的輸送作業(yè)；采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，可以精密地控制皮帶的啟停；采用紅外傳感器作為系統(tǒng)控制信號(hào)源，在控瓶器入口與出口，以及旋蓋機(jī)工位處分別設(shè)置紅外傳感器1、2和3，以檢測瓶子的位置；采用另外一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓形轉(zhuǎn)盤作為控瓶器，以分離緊密排放的瓶子，逐個(gè)地將瓶子輸送至旋蓋工位，且瓶子嵌入控瓶器的缺口的寬度是可調(diào)節(jié)的，如圖1所示，這樣可以傳送不同尺寸的瓶子；采用氣缸作為瓶子旋蓋作業(yè)的夾緊裝置。其工作原理為，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)皮帶前進(jìn)，當(dāng)指甲油瓶到達(dá)控瓶器入口時(shí)，紅外傳感器1檢測到信號(hào)，PLC控制皮帶停止，同時(shí)控制控瓶器轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)瓶子繼續(xù)前進(jìn)至控瓶器出口，紅外傳感器2檢測到信號(hào)，PLC控制皮帶啟動(dòng)，同時(shí)控制控瓶器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶帶動(dòng)一個(gè)指甲油瓶至旋蓋工位，紅外傳感器3檢測到信號(hào)，PLC控制皮帶停止，同時(shí)控制氣缸夾緊指甲油瓶，旋蓋機(jī)工作1至2秒后復(fù)位，PLC控制控制控瓶器轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)下一個(gè)瓶子的旋蓋作業(yè)。

圖1　旋蓋生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)示意圖

2　生產(chǎn)線的硬件構(gòu)成

旋蓋生產(chǎn)線的控制硬件采用三菱FX3G-24M型號(hào)的PLC作為控制中樞，IO口分配如下，X1旋蓋機(jī)復(fù)位；X2右夾緊氣缸復(fù)位；X3右夾緊氣缸伸出，X4左夾緊氣缸復(fù)位；X5左夾緊氣缸伸出；X10停止按鈕；X11啟動(dòng)按鈕；X12控瓶器出口紅外檢測信號(hào)；X13控瓶器入口紅外檢測信號(hào)；Y0控瓶器電機(jī)脈沖輸出；Y1皮帶電機(jī)脈沖輸出；Y3皮帶電機(jī)釋放；Y4皮帶電機(jī)方向信號(hào)；Y5控瓶器電機(jī)釋放；Y6控瓶器電機(jī)方向信號(hào)；Y10氣缸電磁閥啟動(dòng)。采用威綸通TK6070iP1型號(hào)的觸摸屏作為控制輸入裝置，采用雷塞DM860驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)雷塞86HS45步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)皮帶，采用雷塞DM422驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)雷塞42HS03步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)控瓶器，采用滬工E3F1-3DN2型號(hào)NPN常閉型紅外傳感器檢測瓶子的位置，采用AIRTAC的TN10X60S型號(hào)的氣缸。

3　生產(chǎn)線的系統(tǒng)軟件

采用三菱PLC梯形圖語言進(jìn)行編程，系統(tǒng)通電后，處于待機(jī)狀態(tài)，PLC在接收到觸摸屏的啟動(dòng)信號(hào)之后，控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶向前運(yùn)動(dòng)。通過紅外傳感器檢測瓶子的位置，PLC根據(jù)紅外傳感器的信號(hào)控制傳送帶、控瓶器和氣缸。軟件程序指令為，0 LD M8002，1 OR X010，2 ZRST S0 S28，7 ZRST M0 M2，12 ZRST Y000 Y010，17 LD X011，18 SET S0，20 LDP M0，22 ANI M2，23 MOVP K300 D0，28 LDP M2，30 ANI M0，31 MOVP K200 D0，36 LD M0，37 OR M2，38 OUT Y004，39 DPLSV D0 Y001 Y004，52 LD M1，53 OUT Y006，54 DPLSY K800 K1600 Y000，67 STL S0，68 OUT T0 K5，71 LD T0，72 SET S20，74 STL S20，75 SET M0，76 OUT T5 K5，79 LD X013，80 AND T5，81 AND X003，82 ANI X014，83 SET S21，85 STL S21，86 OUT T1 K5，89 AND T1，90 RST M0，91 SET M1，92 AND M8029，93 OUT T2 K5，96 LD T2，97 AND X012，98 SET S22，100 STL S22，101 RST M1，102 SET M2，103 MPS ，104 AND X014，105 RST M2，106 SET Y010，107 MPP ，108 AND X002，109 AND X005，110 OUT T3 K10，113 LD T3，114 SET S23，116 STL S23，117 RST Y010，118 LD X003，119 OUT S20，121 RET ，122 END 。

4　結(jié)語

本文從指甲油產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求出發(fā)，研制了一條新型的適用于多種尺寸的指甲油瓶的旋蓋工作的生產(chǎn)線。該系統(tǒng)采用PLC作為控制中樞，實(shí)現(xiàn)了對(duì)指甲油瓶旋蓋作業(yè)的全自動(dòng)控制，結(jié)合指甲油自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線和指甲油瓶自動(dòng)加毛刷生產(chǎn)線，即可以實(shí)現(xiàn)指甲油全工序自動(dòng)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]段波,李波,江云等.基于PLC的工廠生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的開發(fā)[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2010(6):1569-1572.

[2]鄧紅.工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)流水線中的PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,1996(1):48-50.