CN106670292A - 板材拉伸件自动化生产线控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板材拉伸件自动化生产线控制系统，属于金属板材加工技术领域。其以配有板材拉伸模具的板材拉伸液压机为中心，采用气动吸盘机器人吸附板材原料至板材拉伸液压机处，拉伸作业完成后，采用气动夹钳机器人将拉伸件成品从板材拉伸液压机处夹送至成品传送带处；气动吸盘机器人、板材拉伸液压机和气动夹钳机器人三者的各个部件形成独立的三个从站模块，由PLC主站模块和工控机统一控制，构成整个板材拉伸件生产线的控制系统。该发明结构简单，工位配置及工作程序合理，实现了板材拉伸件送料、加工、转件的自动化，提高了板材拉伸件的生产效率，降低了生产成本和劳动强度，从而提升了企业在整个白色家电市场的竞争力。

Description

板材拉伸件自动化生产线控制系统
技术领域
本发明属于金属板材加工技术领域，具体是一种针对于白色家电的板材拉伸件自动化生产线控制系统。
背景技术
目前，在家电行业中，白色家电的板材拉伸件一直采用人工方法送料、加工、转件，成本高，加工效率低，已逐渐成为其生产线上的瓶颈，直接影响到家电企业的经济效益。随着自动化的水平不断提升，高效低耗理念已在所有优秀企业里不断深化，以往的板材拉伸件加工模式已经完全不能满足现代家电行业的生产需求。因此，开发一种针对白色家电的板材拉伸件自动化生产线控制系统具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对某种白色家电的板材拉伸件自动化生产线控制系统，实现板材拉伸件的自动化送料、加工、转件，以提高白色家电的生产效率，降低生产成本。
本发明的目的是通过以下方案实现的：以配有板材拉伸模具的板材拉伸液压机为中心，采用气动吸盘机器人吸附板材原料至板材拉伸液压机处，拉伸作业完成后，采用气动夹钳机器人将拉伸件成品从板材拉伸液压机处夹送至成品传送带处，气动吸盘机器人、板材拉伸液压机和气动夹钳机器人三者既相互独立控制又有机配合，三者的各个部件形成独立的三个从站模块，由PLC主站模块和工控机统一控制，构成整个板材拉伸件生产线的控制系统。
本发明板材拉伸件自动化生产线控制系统，包括工控机和PLC模块，其中，PLC模块包括气动吸盘机器人控制模块，板材拉伸液压机控制模块和气动夹钳机器人控制模块；
气动吸盘机器人控制模块用于控制气动吸盘机器人吸附板材原料至板材拉伸液压机处；包括从站模块Ⅰ和伺服驱动器组Ⅰ，从站模块Ⅰ包括各转轴关节保护限位开关Ⅰ，气动吸附压力传感器，激光测距传感器Ⅰ和气动电磁阀组Ⅰ；
板材拉伸液压机控制模块，用于控制设有板材拉伸模具的板材拉伸液压机自动加工板材拉伸件；由从站模块Ⅱ构成，包括移动横梁限位开关，移动横梁位移传感器，下顶出气缸传感器和液压电磁阀组；
气动夹钳机器人控制模块，用于控制气动夹钳机器人将板材拉伸成品从板材拉伸液压机处夹送至成品传送带处；包括从站模块Ⅲ和伺服驱动器组Ⅱ，从站模块Ⅲ包括各转轴关节保护限位开关Ⅱ，气动夹紧压力传感器，激光测距传感器Ⅱ和气动电磁阀组Ⅱ。
由于整个生产线为无人化操作，为了保证整个生产线的工作安全，防止工作人员进入生产线工作区域造成人身意外伤害，本发明在生产线外设置了安全墙体；上述控制系统还包括安全控制模块，当生产线出现故障时，以控制设备的停转；并且为保障板材拉伸液压机能够正常有序的工作，防止气动吸盘机器人和气动夹钳机器人在板材拉伸液压机正常工作时出现误动作将其手臂深入到板材拉伸液压机工作区中，特在板材拉伸液压机与气动吸盘机器人和气动夹钳机器人位置相对应的两侧设置了安全光幕Ⅰ和安全光幕Ⅱ。
其中，上述安全控制模块为设置于生产线外围设备安全墙体安全门上的安全开关，生产线中设备正常运转时该安全门保持常闭状态，当生产线出现故障时，打开此安全门使安全开关中断，就可以使整个生产线停止运转，防止设备的进一步损伤。
本发明结构简单，工位配置及工作程序合理，实现了板材拉伸件送料、加工、转件的自动化，提高了白色家电板材拉伸件的生产效率，降低了生产成本和劳动强度，从而提升了企业在整个白色家电市场的竞争力。
附图说明
图1为本发明板材拉伸件自动化生产线的结构示意图。
图2为图1中自动化生产线的控制系统示意图。
附图标记：1、板材储存台；2、板材；3、气动吸盘机器人；4、板材拉伸液压机；5、板材拉伸模具；6、气动夹钳机器人； 7、板材拉伸成品；8、成品传送带；9、设备安全墙体；10、安全门；11、工控机；12、PLC模块；13、气动吸盘机器人控制模块：131、从站模块Ⅰ：1311、各转轴关节保护限位开关Ⅰ，1312、气动吸附压力传感器，1313、激光测距传感器Ⅰ，1314、气动电磁阀组Ⅰ，132、伺服驱动器组Ⅰ；14、板材拉伸液压机控制模块：141、从站模块Ⅱ：1411、移动横梁限位开关，1412、移动横梁位移传感器，1413、下顶出缸限位开关，1414、安全光幕Ⅰ，1415、安全光幕Ⅱ，1416、液压电磁阀组；15、气动夹钳机器人控制模块：151、从站模块Ⅲ：1511、各转轴关节保护限位开关Ⅱ，1512、气动夹紧压力传感器，1513、激光测距传感器Ⅱ，1514、气动电磁阀组Ⅱ，152、伺服驱动器组Ⅱ；16、安全控制模块：161、安全开关。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明中板材拉伸件自动化生产线以板材拉伸液压机4为中心，气动吸盘机器人3从板材储存台1吸取板材2后将其转移到板材拉伸液压机4的板材拉伸模具5内，加工完成后，气动夹钳机器人6从板材拉伸液压机4处将加工好的板材拉伸成品7转移到成品传送带8中而输送到指定位置。为设备的安全着想，整个生产线外围安装有设备安全墙体9，设备安全墙体9上设有安全门10。
如图2所示，本发明板材拉伸件自动化生产线控制系统包括工控机11和PLC模块12，其中，PLC模块12包括气动吸盘机器人控制模块13，板材拉伸液压机控制模块14、气动夹钳机器人控制模块15和安全控制模块16；气动吸盘机器人控制模块13用于控制气动吸盘机器人吸附板材2至板材拉伸液压机处4，包括从站模块Ⅰ131和伺服驱动器组Ⅰ132，从站模块Ⅰ131包括各转轴关节保护限位开关Ⅰ1311，气动吸附压力传感器1312，激光测距传感器Ⅰ1313和气动电磁阀组Ⅰ1314；板材拉伸液压机控制模块14用于控制设有板材拉伸模具5的板材拉伸液压机4自动加工板材拉伸件，由从站模块Ⅱ141构成，包括移动横梁限位开关1411，移动横梁位移传感器1412，下顶出气缸传感器1413，板材拉伸液压机4与气动吸盘机器人3和气动夹钳机器人6位置相对应的两侧设有的安全光幕Ⅰ1414和安全光幕Ⅱ1415，以及液压电磁阀组1416；气动夹钳机器人控制模块15用于控制气动夹钳机器人6将板材拉伸成品7从板材拉伸液压机4处夹送至成品传送带8处，包括从站模块Ⅲ151和伺服驱动器组Ⅱ152，从站模块Ⅲ151包括各转轴关节保护限位开关Ⅱ1511，气动夹紧压力传感器1512，激光测距传感器Ⅱ1513和气动电磁阀组Ⅱ1514；安全控制模块16为设于生产线外围设备安全墙体9安全门10上的安全开关161，当生产线出现故障时，用于控制设备的停转。
使用本发明的生产线控制系统进行板材拉伸加工时，通过工控机11向PLC模块12发出开始加工指令，PLC模块12开始检测安全开关161是否有未关门信号发出，若发出则需要关上安全门10，同时，安全光幕I1414和安全光幕Ⅱ1415检测板材拉伸液压机4的工作区中是否存在气动吸盘机器人3或者气动夹钳机器人6手臂，若有则在安全门10关上的前提下，气动吸盘机器人3回到板材储存台1区，气动夹钳机器人6回到成品传送带8区。当以上条件都满足的情况下，生产线正式开始板材拉伸加工作业。
气动吸盘机器人3通过激光测距传感器Ⅰ1313测试到能吸取板材2后，气动电磁阀组Ⅰ1314开始工作，驱动气动吸盘机器人3的手臂从板材储存台1吸取板材2；当气动吸附压力传感器1312检测到压力信号时，气动吸盘机器人3手臂上升，伺服驱动器组Ⅰ132驱动吸盘旋转转移到板材拉伸液压机4的板材拉伸模具5内，气动吸盘机器人3气动电磁阀组Ⅰ1314驱动手臂下降并释放板材2，气动吸附压力传感器1312检测到压力信号为零时，气动吸盘机器人3气动电磁阀组Ⅰ1314驱动手臂上升，并且伺服驱动器组Ⅰ132驱动转盘旋转转移到板材储存台1待料，同时，板材拉伸液压机4开始工作，通过移动横梁限位开关1411、移动横梁位移传感器1412、下顶出气缸传感器1413来控制液压电磁阀组1416的工况变化完成板材拉伸；板材2拉伸结束后气动夹钳机器人6的伺服驱动器组Ⅱ152驱动其吸盘旋转转移到板材拉伸液压机4的板材拉伸模具5内，气动夹钳机器人6气动电磁阀组Ⅰ1514驱动手臂下降，气动夹紧压力传感器1512检测到压力信号时，气动夹钳机器人6的气动电磁阀组Ⅱ1514驱动手臂上升，并且伺服驱动器组Ⅱ152驱动吸盘旋转将板材拉伸成品7从板材拉伸液压机4处夹送至成品传送带8处，气动夹钳机器人6的气动电磁阀组Ⅱ1514驱动手臂下降并将板材拉伸成品7释放至传送带8上，气动夹钳压力传感器1512检测到压力信号为零时，板材拉伸成品7已送至传送带8处，一个循环完成。与此同时，吸盘机器人3开始吸取板材2，重复上述动作进行下一块板材的拉伸操作。

Claims (4)

1.板材拉伸件自动化生产线控制系统，包括工控机（11）和PLC模块（12），其特征在于，PLC模块（12）包括气动吸盘机器人控制模块（13），板材拉伸液压机控制模块（14）和气动夹钳机器人控制模块（15）；
气动吸盘机器人控制模块（13）用于控制气动吸盘机器人吸附板材（2）至板材拉伸液压机处（4）；包括从站模块Ⅰ（131）和伺服驱动器组Ⅰ（132），从站模块Ⅰ（131）包括各转轴关节保护限位开关Ⅰ（1311），气动吸附压力传感器（1312），激光测距传感器Ⅰ（1313）和气动电磁阀组Ⅰ（1314）；
板材拉伸液压机控制模块（14），用于控制设有板材拉伸模具（5）的板材拉伸液压机（4）自动加工板材拉伸件；由从站模块Ⅱ（141）构成，包括移动横梁限位开关（1411），移动横梁位移传感器（1412），下顶出气缸传感器（1413）和液压电磁阀组（1416）；
气动夹钳机器人控制模块（15），用于控制气动夹钳机器人将板材拉伸成品（7）从板材拉伸液压机（4）处夹送至成品传送带（8）处；包括从站模块Ⅲ（151）和伺服驱动器组Ⅱ（152），从站模块Ⅲ（151）包括各转轴关节保护限位开关Ⅱ（1511），气动夹紧压力传感器（1512），激光测距传感器Ⅱ（1513）和气动电磁阀组Ⅱ（1514）。
2.根据权利要求1所述的板材拉伸件自动化生产线控制系统，其特征在于，该控制系统还包括安全控制模块（16），当生产线出现故障时，以控制设备的停转。
3.根据权利要求2所述的板材拉伸件自动化生产线控制系统，其特征在于，所述安全控制模块（16）为设于生产线外围设备安全墙体（9）安全门（10）上的安全开关（161）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的板材拉伸件自动化生产线控制系统，其特征在于，所述板材拉伸液压机控制模块（14）中还包括板材拉伸液压机（4）与气动吸盘机器人（3）和气动夹钳机器人（6）位置相对应的两侧设有的安全光幕Ⅰ（1414）和安全光幕Ⅱ（1415）。
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