CN101508181B

CN101508181B - 全自动排纸机

Info

Publication number: CN101508181B
Application number: CN2009100256411A
Authority: CN
Inventors: 黄木清; 王瑛; 许阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: CN101508181A

Abstract

本发明全自动排纸机涉及的是一种应用在粉末压制成型车间生产流水线上，用于代替人工排纸的自动化设备，适用于粉末压制成型产品在排列时产品之间需要加纸条或其它材质的隔条生产线和产品包装线上。包括吸盘前后运动汽缸，吸盘升降运动汽缸，吸盘汽缸，真空吸盘，夹紧汽缸，爪子，机械手旋转运动汽缸，机械手进退运动汽缸，机械手升降运动汽缸，减震器，安装板，换纸旋转汽缸，换纸快装纸盒I、换纸快装纸盒II，铝型材支架，高度调节脚座，电磁阀，位置检测传感器，负压压力传感器，可编程控制器PLC，HMI显示屏、报警指示器和开关按钮。可编程控制器PLC、电磁阀安装在电控箱内部；HMI显示屏、报警指示器，位置检测传感器安装在汽缸上。

Description

全自动排纸机

技术领域

本发明全自动排纸机涉及的是一种应用在粉末压制成型车间生产流水线上，用于代替人工排纸的自动化设备。它适用于粉末压制成型产品在排列时产品之间需要加纸条或其它材质的隔条的生产线和产品包装线上。

背景技术

目前有很多粉末压制成型产品在生产过程和包装过程中都没有在产品之间加隔纸条以保护产品，防止在烧结时粘在一起，防止在传送运输过程中相互摩擦损坏产品。有的有加隔纸条，是通过人工加的，这样每台成型设备都要一个专门的操作人员，成本高，效率低。

发明内容

本发明针对上述不足之处提供一种全自动排纸机，是一种简单、实用、高效、可靠的全自动排纸机，使粉末成型车间的自动化程度、生产效益提高，产品的质量保证，安全性能更趋完善。

全自动排纸机及其控制方法是由以下方案实现：

全自动排纸机包括吸盘前后运动汽缸、吸盘升降运动汽缸、吸盘汽缸、真空吸盘、夹紧汽缸、爪子、机械手旋转运动汽缸、机械手进退运动汽缸、机械手升降运动汽缸、减震器、安装板、换纸旋转汽缸、换纸快装纸盒I、换纸快装纸盒II、铝型材支架、高度调节脚座、电磁阀、位置检测传感器、负压压力传感器、可编程控制器PLC、HMI显示屏、报警指示器和开关按钮。

可编程控制器PLC、电磁阀安装在电控箱内部；HMI显示屏、报警指示器、负压压力传感器安装在电控箱面板上；位置检测传感器安装在汽缸上；真空吸盘安装在吸盘汽缸上，两个吸盘汽缸平行安装在连杆上；吸盘升降运动汽缸垂直安装在连杆上，连杆安装在吸盘前后运动汽缸上；吸盘前后运动汽缸安装在L型支架上，L型支架安装在机械手安装板上；机械手进退运动汽缸活塞杆与连杆保持平行；爪子安装在夹紧汽缸上，两个夹紧汽缸平行安装在旋转轴上；旋转轴与机械手旋转运动汽缸相连与机械手进退运动汽缸活塞杆平行；机械手旋转运动汽缸安装在机械手进退汽缸活塞杆上；机械手进退运动汽缸安装在支撑板上；支撑板安装在机械手升降汽缸上；机械手升降运动汽缸安装在安装板上，同时升降汽缸加减震器来提高汽缸的稳定性能和使用寿命；换纸快装纸盒I和换纸快装纸盒II安装在换纸旋转汽缸上且互相平行；换纸旋转汽缸安装在L型安装板上；L型安装板固定在铝型材支架侧面；安装板固定在铝型材支架上，铝型材支架四个脚装有高度调节脚座。

开关按钮与位置传感器与可编程控制器PLC的输入点相连，可编程控制器PLC通过读起开关按钮状态与传感器信号进行逻辑运算处理，生成输出信号控制程序进而控制与可编程控制器PLC输出点相连的电磁阀工作，实现汽缸动作的控制；HMI显示屏通过专用通讯电缆与可编程控制器PLC相连；报警指示器与可编程控制器PLC相连；可编程控制器PLC通过读起HMI的参数设置进行工作，同时通过HMI显示屏显示系统的工作状态，报警指示器用于指示系统出现异常；负压压力传感器与可编程控制器PLC输入点相连用于检测吸盘气压。

全自动排纸机的控制方式：

全自动排纸机的执行机构全都是汽缸，各个执行机构在运动时在空间和时间上有相互制约关系，因此全自动排纸机的安全性能与稳定性主要取决于软硬件的合理设计。本发明在执行机构的空间布局上充分利用平行关系(两个吸盘汽缸平行安装在连杆上；机械手进退汽缸活塞杆与连杆保持平行；两个夹紧汽缸平行安装在旋转轴上；旋转轴与机械手旋转运动汽缸相连与机械手进退运动汽缸活塞杆平行；换纸快装装置I和换纸快装装置II安装在换纸旋转汽缸上且互相平行)最大限度减少空间交叉制约，减少各执行机构相互碰撞的概率。在全自动排纸机的安全保障控制上采用“四维空间唯一顺控逻辑控制”，复位动作自动有序控制，故障和急停最高优先级控制，另全自动排纸机还配有自动和手动两种控制方式，具体控制方法如下：

四维空间唯一顺控逻辑控制：由于全自动排纸机配有9个执行机构(汽缸)共有14个位置检测传感器分布三维空间上，同时对两个关键执行机构：机械手进退运动汽缸和换纸旋转运动汽缸加时间检测，这样控制系统可以获得四维空间上的检测信号共16个，在理论上可以产生2¹⁶个信号组合加上开关信号输入检测编码VD0得到检测信号编码VD1。在软件上根据生产现场要求选取一组组合作为各个执行机构的唯一运行允许信号，反之出现其它任意一组信号组合全自动排纸机将紧急停止并且发出报警指示信号VD2。因此只要全自动排纸机任何一个执行部件或检测开关出现工作异常，全自动排纸机将停止运行并产生报警指示保证设备和生产的绝对安全。四维空间唯一顺控逻辑控制原理见附录图3。

故障和急停最高优先级控制，系统在软件控制上把各个故障和急停信号作为各个执行机构执行信号的牵制条件，并且把故障和急停设为最高中断优先级，以保证系统的响应速度和可靠性。

全自动排纸机手动控制，手动控制工作原理见附录图2。全自动排纸机的电气原理图见附录图4。在手动控制方式下每个执行机构都有一个对应的开关控制，同时每个执行机构的运行条件也是四维空间唯一顺控逻辑控制，保证了手动运行的安全。手动控制方式主要是为了方便设备的调试和检修。

全自动排纸机自动控制方式，自动控制方式工作流程图见附录图1。在自动控制方式下四维空间唯一顺控逻辑控制理念贯穿始终，在生产中起监控作用。

为了提高全自动排纸机的工作效率和人性化设计。全自动排纸机还具有复位动作自动有序控制功能，其工作流程与自动运行流程相反，每个执行机构的运行条件也是四维空间唯一顺控逻辑控制，保证了运行的安全。

本发明全自动排纸机设计合理，是一种简单、实用、高效、可靠的全自动排纸机，使粉末成型车间的自动化程度、生产效益提高，产品的质量保证，安全性能更趋完善。是一种应用在粉末压制成型车间生产流水线上，用于代替人工排纸的自动化设备。它适用于粉末压制成型产品在排列时产品之间需要加纸条或其它材质的隔条的生产线和产品包装线上。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明。

图1是全自动排纸机自动运行流程图。

图2是全自动排纸机手动运行流程图。

图3是全自动排纸机四维空间唯一顺控逻辑控制原理图。

图4是全自动排纸机电气原理图。

图5是全自动排纸机机械结构主视图。

图6是全自动排纸机机械结构俯视图。

图7是全自动排纸机机械结构左视图。

具体实施方式

参照附图1，自动控制方式工作流程图。当全自动排纸机开机自动运行初始化完成后，系统所先检测换纸快装装置纸夹里面是否有纸，没有则换纸旋转汽缸旋转180度，并发出加纸提示信号，若有且满足自动动作的条件，系统将按图1流程图的顺序自动远行。在自动控制方式下四维空间唯一顺控逻辑控制理念贯穿始终，在生产中起监控作用。

参照附图2，手动控制工作原理图。在手动控制方式下每个执行机构都有一个对应的开关控制，同时每个执行机构的运行条件也是要在满足不在空间和时间会产生碰撞，即四维空间唯一顺控逻辑控制，保证了手动运行的安全。手动控制方式主要是为了方便设备的调试和检修。

参照附图3，四维空间唯一顺控逻辑控制原理。由于全自动排纸机配有9个执行机构(汽缸)共有14个位置检测传感器分布三维空间上，同时对两个关键执行机构：机械手进退运动汽缸和换纸旋转运动汽缸加时间检测，这样控制系统可以获得四维空间上的检测信号共16个，在理论上可以产生2¹⁶个信号组合加上开关信号输入检测编码VD0得到检测信号编码VD1。在软件上根据生产现场要求选取一组组合作为各个执行机构的唯一运行允许信号，反之出现其它任意一组信号组合全自动排纸机将紧急停止并且发出报警指示信号VD2。因此只要全自动排纸机任何一个执行部件或检测开关出现工作异常，全自动排纸机将停止运行并产生报警指示保证设备和生产的绝对安全。

参照附图4，电气原理图。开关按钮与位置传感器与可编程控制器PLC的输入点相连，可编程控制器PLC通过读起开关按钮状态与传感器信号进行逻辑运算处理，生成输出信号控制程序进而控制与可编程控制器PLC输出点相连的电磁阀工作，实现汽缸动作的控制；HMI显示屏通过专用通讯电缆与可编程控制器PLC相连；报警指示器与PLC相连；可编程控制器PLC通过读起HMI的参数设置进行工作，同时通过HMI显示屏显示系统的工作状态，报警指示器用于指示系统出现异常；负压压力传感器与PLC输入点相连用于检测吸盘气压。

参照附图5、6、7，图中：1、吸盘前后运动汽缸，2、吸盘汽缸I，3、机械手进退运动汽缸，4、支撑板，5、安装板，6、机械手升降运动汽缸，7、高度调节脚座，8、吸盘升降运动汽缸，9、连杆，10、吸盘汽缸II，11、夹紧汽缸II，12、爪子，13、旋转轴，14、夹紧汽缸I，15、换纸快装纸盒I，16、换纸旋转汽缸，17、L型安装板，18、减震器，19、铝型材支架，20、真空吸盘，21、换纸快装纸盒II，22、L型支架，23、机械手旋转汽缸。

可编程控制器PLC、电磁阀安装在电控箱内部；HMI显示屏、报警指示器，负压压力传感器安装在电控箱面板上；位置检测传感器安装在汽缸上。

真空吸盘20安装在吸盘汽缸上，吸盘汽缸I 2与吸盘汽缸II 10平行安装在连杆9上；吸盘升降运动汽缸8垂直安装在连杆9上，连杆9安装在吸盘前后运动汽缸1上；吸盘前后运动汽缸1安装在L型支架22上，L型支架22安装在机械手安装板上；机械手进退运动汽缸活塞杆与连杆9保持平行；爪子12安装在夹紧汽缸14上，夹紧汽缸I 14与夹紧汽缸II 11平行安装在旋转轴13上；旋转轴13与机械手旋转运动汽缸23相连与机械手进退运动汽缸3活塞杆平行；机械手旋转运动汽缸23安装在机械手进退运动汽缸3活塞杆上；机械手进退运动汽缸23安装在支撑板4上；支撑板4安装在机械手升降运动汽缸上；机械手升降运动汽缸6安装在安装板5上，同时机械手升降运动汽缸6加减震器18来提高汽缸的稳定性能和使用寿命；换纸快装纸盒I 15和换纸快装纸盒II 21安装在换纸旋转汽缸16上且互相平行；换纸旋转汽缸16安装在L型安装板17上；L型安装板17固定在铝型材支架19侧面；安装板5固定在铝型材支架19上，铝型材支架19四个脚装有高度调节脚座7。

全自动排纸机部分元器件选配示例：可编程控制器PLC采用西门子S-200系列，HMI显示屏采用TD200系列，位置检测传感器采用汽缸选配磁环开关，吸盘前后运动汽缸1采用CKD汽缸STR2-Q系列，真空吸盘20采用CKD汽缸VSP-W系列，机械手进退运动汽缸3采用-SMC汽缸MGGM系列，机械手升降运动汽缸6采用CKD汽缸SSD系列，吸盘升降运动汽缸8采用CKD汽缸STR2-Q系列，夹紧汽缸I与夹紧汽缸II采用CKD汽缸MHC2系列，换纸旋转汽缸16采用CKD汽缸GRC-GRC-K系列。减震器18采用市售减震器。负压压力传感器采用市售压力传感器。换纸快装纸盒I和换纸快装纸盒II采用“U”形装纸盒。

Claims

1.一种全自动排纸机，其特征在于包括吸盘前后运动气缸，吸盘升降运动气缸，吸盘气缸，真空吸盘，夹紧气缸，爪子，机械手旋转运动气缸，机械手进退运动气缸，机械手升降运动气缸，减震器，机械手安装板，换纸快装纸盒Ⅰ、换纸快装纸盒Ⅱ，铝型材支架，高度调节脚座，电磁阀，位置检测传感器，负压压力传感器，可编程控制器PLC，HMI显示屏、报警指示器和开关按钮；

可编程控制器PLC、电磁阀安装在电控箱内部；HMI显示屏、报警指示器，负压压力传感器安装在电控箱面板上；位置检测传感器安装在气缸上；真空吸盘安装在吸盘气缸上，两个吸盘气缸平行安装在连杆上；吸盘升降运动气缸垂直安装在连杆上，连杆安装在吸盘前后运动气缸上；吸盘前后运动气缸安装在L型支架上，L型支架安装在机械手安装板上；机械手进退气缸活塞杆与连杆保持平行；爪子安装在夹紧气缸上，两个夹紧气缸平行安装在旋转轴上；旋转轴与机械手旋转气缸相连，旋转轴与机械手进退气缸活塞杆平行；机械手旋转气缸安装在机械手进退气缸活塞杆上；机械手进退气缸安装在支撑板上；支撑板安装在机械手升降气缸上；机械手升降气缸安装在机械手安装板上，同时升降气缸加减震器来提高气缸的稳定性能和使用寿命；换纸快装纸盒Ⅰ和换纸快装纸盒Ⅱ安装在换纸旋转气缸上且互相平行；换纸旋转气缸安装在L型安装板上；L型安装板固定在铝型材支架侧面；机械手安装板固定在铝型材支架上，铝型材支架四个脚装有高度调节脚座。

2.根据权利要求1所述的全自动排纸机，其特征在于所述的开关按钮与位置检测传感器与可编程控制器PLC的输入点相连，可编程控制器PLC通过读起开关按钮状态与传感器信号进行逻辑运算处理，生成输出信号控制程序进而控制与可编程控制器PLC输出点相连的电磁阀工作，实现气缸动作的控制；HMI显示屏通过专用通讯电缆与可编程控制器PLC相连；报警指示器与可编程控制器PLC相连；可编程控制器PLC通过读起HMI显示屏的参数设置进行工作，同时通过HMI显示屏显示系统的工作状态，报警指示器用于指示系统出现异常；负压压力传感器与可编程控制器PLC输入点相连用于检测吸盘气压。