CN105562650A - 基于plc控制的电机转子压铸自动化模具库 - Google Patents

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details

Abstract

本发明公开一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，包括底层转动结构和安装于底层传动结构上的模具库主结构；所述模具库主结构包括中心转轴和若干层模具放置腔室，中心转轴固定于底层传动结构上表面的中心位置，所述模具放置腔室沿着中心轴轴向位置设置，模具放置腔室中均放置有若干模具定位结构；所述底层传动结构的下表面配置有齿轮，该齿轮与步进电机相配合进而驱动中心转轴的转动，所述步进电机通过PLC控制器对步进电机的驱动脉冲进行控制。本发明的模具库利用PLC进行控制，有利于电机转子压铸工艺的全自动化，提高压铸工艺的生产效率和质量，降低人力成本。

Description

基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库
技术领域
本发明属于机电和压铸技术，具体涉及一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库。
背景技术
随着世界各种经济市场相互依存性的日益增强，压铸工业的发展也越来越国际化。建国60多年来，我国的压铸工业从无到有，压铸生产有了相当大的发展。随着汽车、摩托、家用电器和计算机等工业的不断发展，对压铸件的需求量也与日俱增，以生产优质、精密、大型压铸件的压铸工业得到高速的增长和发展。然而同国外铸造相比，我国铸造仍然存在很多不足，其中压铸工艺多为人工手动，自动化水平低就是其中之一。
21世纪的制造型企业，生产效率高低直接决定企业的发展前景，甚至生死存亡。生产效率的高低，决定了企业生产成本、资金周转、产品质量的高低，生产效率高的企业将具备较大的竞争优势；而那些生产效率高较低的企业将出现成本居高不下、生产周期大大延长、资金占用大、产品质量低等不足，这样的企业将陷于高成本、低产出的恶性循环中无法脱身，直至被淘汰出局。同时，随着我国经济的不断发展，人力成本也在不断攀升。因此电机压铸生产线实现全自动化势在必行。而在一家企业中不可能只生产单一型号的电机，因此要求一条生产线尽可能多的兼容多个型号电机转子的压铸。而不同型号的电机转子压铸的模具不同，在更换生产型号的时候，不免要更换压铸模具。目前，大部分都为人工更换，人力成本高，而且生产效率低，没有实现全自动化生产。发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，本发明将PLC技术应用到电机和压铸技术中，使得本发明具有模块化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网络技术和优越的性价比等功能，并利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能，即可实现PLC对步进电机的控制。
技术方案：本发明所述的一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，包括底层转动结构和安装于底层传动结构上的模具库主结构；所述模具库主结构包括中心转轴和若干层模具放置腔室，中心转轴固定于底层传动结构上表面的中心位置，所述模具放置腔室沿着中心轴轴向位置设置，模具放置腔室中均放置有若干模具定位结构；所述底层传动结构的下表面配置有齿轮，该齿轮与步进电机相配合进而驱动中心转轴的转动，所述步进电机通过PLC控制器对步进电机的驱动脉冲进行控制(以实现精确的角度控制，为机器人等结构准确的抓取模具进行换模提供方便)。
进一步的，所述底层传动结构呈圆盘形，所述模具库主结构整体呈圆柱体(其直径为1-1.5m，高度为1.5-2m)，所述中心转轴位于模具库主体结构的中心轴上，焊接在圆盘形底层传动结构上表面的中心区域，以便于传递模具库的转动。
进一步的，所述模具放置腔室共有五层，所述五层模具放置腔室依次为从上到下依次为上模放置腔室、左中模放置腔室、右中模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔室；每一层均有5～10个腔室且每个腔室中均安有模具定位结构，使得模具每次均能放置在同一位置，为模具的自动更换提供方便。
其中，每一层模具放置腔室圆面上的5-10个腔室均可用来放置5-10个不同型号的产品的模具；可根据生产的型号的多少，决定腔室的数量。
上述每个模具放置腔室的模具定位结构可根据产品型号的不同而不同，所述模具定位结构附近安装有压力传感器或者红外传感器等检测装置，以确定模具的有无以及模具放置的位置是否到位，使得机器人能准确定位模具的机械手夹持模柄，为下次的模具更换提供方便。
进一步的，所述上模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔内模具定位结构呈圆形凸台状；该模具定位结构的半径和模具的半径相等，模具定位结构的高度为1～2cm且其外部弧形定位结构要高于模具的机械手加持手柄到模具底部的高度为1～2cm，使得模具的机械手加持手柄放入弧形定位结构中间的凹槽中，以实现定位。
进一步的，所述左中模放置腔室和右中模放置腔室中的模具定位结构呈半圆形凸台状；该模具定位结构的高度为1～2cm，且半圆形定位凸台上的凹槽的尺寸和中模的下部凸台的尺寸一致，实现了定位，从而使得每次模具都能放置在相同的位置，避免了全自动化生产线上机器人自动更换模具时，因模具的机械手加持手柄位置不固定造成机器人难以对其进行定位的问题。
进一步的，所述底层传动结构和中心转轴的制备材质为45#钢，各个模具放置腔室以铝合金为制备材料且焊接于中心转轴。
有益效果：通过本发明中的模具定位结构，使得每个模具放置腔内的压铸模具的放置位置都是固定的，而且能够被机器人准确的定位并抓取，解决了电机转子生产全自动化的生产线中自动更换模具的问题。
另外，本发明中的模具放置腔室及其框架由铝合金制成，大大减小了重量，降低了驱动电极的功率；有助于实现了模具人工更换，不仅降低了了人力成本，而且提高了生产效率，有利于全自动化生产线的实施。
本发明采用PLC对驱动的步进电机进行控制，具有控制简单、运行稳定、开发周期短、性价比高等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中模具库主结构的示意图；
图3为本发明的PLC控制原理示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1和图2所示，本实施例的一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，包括圆盘形底层转动结构和安装于底层传动结构上的圆柱体模具库主结构；模具库主结构包括中心转轴和若干层模具放置腔室，中心转轴固定于底层传动结构上表面的中心位置(即位于模具库主体结构的中心轴上)，模具放置腔室沿着中心轴轴向位置设置，模具放置腔室中均放置有若干模具定位结构；底层传动结构的下表面配置有齿轮，该齿轮与步进电机相配合进而驱动中心转轴的转动，步进电机通过PLC控制器对步进电机的驱动脉冲进行控制。
模具放置腔室共有五层，五层模具放置腔室依次为从上到下依次为上模放置腔室、左中模放置腔室、右中模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔室；每一层均有5～10个腔室且每个腔室中均安有模具定位结构。上模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔内模具定位结构呈圆形凸台状；该模具定位结构的半径和模具的半径相等，模具定位结构的高度为1～2cm且其外部弧形定位结构要高于模具的机械手加持手柄到模具底部的高度为1～2cm。左中模放置腔室和右中模放置腔室中的模具定位结构呈半圆形凸台状；该模具定位结构的高度为1～2cm，且半圆形定位凸台上的凹槽的尺寸和中模的下部凸台的尺寸一致。
模具定位结构附近安装有压力传感器或者红外传感器等检测装置。
底层传动结构和中心转轴的制备材质为45#钢，各个模具放置腔室以铝合金为制备材料且焊接于中心转轴。
本发明的具体工作原理是：
如图3所示，本发明的硬件部分由控制面板、PLC控制器、电机驱动器、步进电机和模具库等组成。PLC控制器和控制面板采用上位连接的通信方式，触摸屏控制面板发出信息给PLC，PLC返回响应信息，以这样的会话方式顺序读出或者写入PLC的数据存储器和各种设定状态的信息。将控制面板的串行通信接口RS-232C/RS-422A/RS-485和PLC控制器的串行通信接口RS-232C/RS-422A/RS-485相连，将PLC控制器的支持高速脉冲输出的晶体管输出点和步进的脉冲信号端子连接，选普通点和步进的方向信号端子连接，COM端和公共端连接，完成了控制面板、PLC控制器和电机驱动器三者主要的电路连接。在电机转子生产线未生产时，模具库所处的位置称为零位。控制面板作为人机交互界面，当电机转子开始生产时，操作员在生产控制面板上输入电机转子的型号，通过与PLC控制器的通信，将这一信号传递到驱动模具库转动的PLC控制器中，PLC控制器对接收到的信息进行分析，根据电机转子的型号计算出模具库所需要转动的角度，然后控制器PLC控制器发出脉冲、方向信号，通过驱动器控制步进电机的运行，使得模具库转动的相应的位置；在生产结束时，依次按放入上模具、左中模、右中模、第一下模和第二下模的次序将压铸模具放回模具库，当每一个模具放回模具库时，安装于模具库本层上的压力传感器或者红外传感器等传感器检测装置对其进行监测，判断是否放置到位，并将此信息传送到模具库PLC控制器，若没有放置到位，PLC控制器通信给控制面板，控制面板将给机器人发送信号，对放置位置进行修正。当五个模具均已放置到时，模具库PLC控制器给驱动器发送信号控制步进电机，使模具库复位到零位。

Claims (7)

1.一种基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：包括底层转动结构和安装于底层传动结构上的模具库主结构；
所述模具库主结构包括中心转轴和若干层模具放置腔室，中心转轴固定于底层传动结构上表面的中心位置，所述模具放置腔室沿着中心轴轴向位置设置，模具放置腔室中均放置有若干模具定位结构；
所述底层传动结构的下表面配置有齿轮，该齿轮与步进电机相配合进而驱动中心转轴的转动，所述步进电机通过PLC控制器对步进电机的驱动脉冲进行控制。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述底层传动结构呈圆盘形，所述模具库主结构整体呈圆柱体，所述中心转轴位于模具库主体结构的中心轴上。
3.根据权利要求1所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述模具放置腔室共有五层，所述五层模具放置腔室依次为从上到下依次为上模放置腔室、左中模放置腔室、右中模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔室；每一层均有5～10个腔室且每个腔室中均安有模具定位结构。
4.根据权利要求3所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述模具定位结构附近安装有压力传感器或红外传感器。
5.根据权利要求3所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述上模放置腔室、第一下模放置腔室和第二下模放置腔内模具定位结构呈圆形凸台状；该模具定位结构的半径和模具的半径相等，模具定位结构的高度为1～2cm且其外部弧形定位结构要高于模具的机械手加持手柄到模具底部的高度为1～2cm。
6.根据权利要求3所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述左中模放置腔室和右中模放置腔室中的模具定位结构呈半圆形凸台状；该模具定位结构的高度为1～2cm，且半圆形定位凸台上的凹槽的尺寸和中模的下部凸台的尺寸一致。
7.根据权利要求1所述的基于PLC控制的电机转子压铸自动化模具库，其特征在于：所述底层传动结构和中心转轴的制备材质为45#钢，各个模具放置腔室以铝合金为制备材料且焊接于中心转轴。
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