CN107282895B - 一种基于plc的射芯机自动取芯转运控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其步骤包括：当射芯机热芯制造完成后，射芯机芯盒打开，同时发出完成信号给PLC控制器；PLC控制器控制取芯装置移动至芯盒设定位置；PLC控制器控制取芯装置夹取热芯；PLC控制器控制取芯装置运动至输送装置；PLC控制器控制取芯装置将热芯放入输送装置；PLC控制器控制输送装置实现输送动作；PLC控制器控制取芯装置复位，为下一次取芯做好准备。本发明的控制方法可实现全自动运行，工人不用再进入环境极端恶劣的现场进行操作，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产安全性。相比采用机器人实现自动取芯，系统投资少，故障率低，维护方便，具有实际意义。

Description

一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法

技术领域

本发明涉及铸造生产中一种射芯机制造型芯，特别涉及一种热芯制造成品的自动取芯转运装置的PLC控制方法。

背景技术

热芯制造，是铸造生产中一种射芯机制造型芯的方法。现有热芯制造环境中存在大量粉尘、热芯温度高，现采用人工取芯搬运方式，工作流程对操作工人的劳动强度大，工作效率低，安全生产不能保证。也有采用机器人自动取芯转运方式，由于芯盒刚打开时热芯的温度高，对机器人的控制系统造成很大的影响，需要采用专门的铸造机器人，这样投资大，控制复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，包括如下步骤：

步骤1：当射芯机热芯制造完成后，射芯机芯盒打开，同时发出完成信号给PLC控制器；

步骤2：PLC控制器控制取芯装置移动至芯盒设定位置；

步骤3：PLC控制器控制取芯装置夹取热芯；

步骤4：PLC控制器控制取芯装置运动至输送装置；

步骤5：PLC控制器控制取芯装置将热芯放入输送装置；

步骤6：PLC控制器控制输送装置实现输送动作；

步骤7：PLC控制器控制取芯装置复位，为下一次取芯做好准备。

所述取芯装置包括第一滑轨，在第一滑轨上设置有由第一伺服电机驱动的滑块一，滑块一上固定有取芯机构，取芯机构上沿第一滑轨方向固定设置有支撑杆，支撑杆的一端固定于取芯机构上，另一端沿与第一滑轨垂直的方向固定设置有第二滑轨，在第二滑轨上设置有由第二伺服电机驱动的滑块二，在滑块二上设置有取芯托盘，取芯托盘上设置有热芯夹具。

进一步，所述滑块二上设置有翻转气缸和可回转支撑轴，所述可回转支撑轴的两端安装有轴承，轴承安装在轴承座内部，轴承座固定安装于滑块二上，翻转气缸的一端固定于滑块二上，另一端铰接于取芯托盘的侧边支架，取芯托盘可在翻转气缸的的驱动下按所述可回转支撑轴进行回转。

进一步，所述输送装置包括滚轮输送带，滚轮输送带上安装有输送滚轮。

进一步，所述步骤2具体包括，PLC控制器启动第一伺服电机，使取芯装置带动取芯托盘移动至芯盒设定位置停止。

进一步，所述步骤3具体包括，PLC控制器启动第二伺服电机使取芯托盘移动至芯盒端面；射芯机热芯顶出机构动作，将热芯顶入取芯托盘，顶出机构顶出到位给PLC控制器发出信号，PLC控制器控制热芯夹具动作，将热芯固定在取芯托盘中；热芯夹具到位后，PLC控制器启动第二伺服电机，使取芯托盘移动至预定位置停止。

进一步，所述步骤4具体包括，PLC控制器启动第一伺服电机，使取芯装置移动到输送装置位置。

进一步，所述步骤5具体包括，PLC控制器启动翻转气缸使得取芯托盘按可回转支撑轴进行翻转；翻转到位，热芯夹具复位，热芯被放入输送装置上，实现输送动作。

进一步，所述步骤6具体包括，翻转气缸复位，取芯托盘回转到原来的位置，PLC控制器再次驱动取芯机构移动至预定位置，为下一次取芯做好准备。

本发明的有益效果如下：

本发明主要针对铸造生产中一种射芯机的热芯的自动取芯转运设计的控制方法。系统控制简单稳定，投资少，生产效率高。可实现全自动运行，工人不用再进入环境极端恶劣的现场进行操作，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了生产安全性。相比采用机器人实现自动取芯，系统投资少，故障率低，维护方便，具有实际意义。

附图说明

图1是本发明中取芯装置的结构示意图；

图2是取芯装置中取芯托盘的结构示意图；

图3是取芯托盘中热芯夹具的安装示意图；

图4是未翻转状态下的取芯装置的回转结构示意图；

图5是翻转后的取芯装置的回转结构示意图；

图6是PLC控制系统的原理框图；

图7本发明方法的控制流程图。

图中：1、第一驱动轴；2、第一从动轴；3、第一滑块；4、第二滑块；5、固定块；6、取芯机构；7、第一平行支撑杆；8、第二平行支撑杆；9、第二驱动轴；10、第二从动轴；11、取芯托盘；12、第四滑块；13、第一轴承；14、输送滚轮；15、滚轮输送带；16、第一气缸；17、第二气缸；18、第三滑块；19、第二轴承；20、第一夹持部；21、第二夹持部；22、可回转支撑轴；23、翻转气缸；24、第一轴承座；25、第二轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明主要解决射芯机热芯制造成品的自动取芯转运的控制技术问题。采用三菱PLC控制器、伺服电机、电磁阀、气缸、传感器及威纶触摸屏实现的控制系统替代人工操作，设计的控制系统和射芯机控制系统实现联动，采用电气结合气动控制的方法简单可靠，设置人机界面触摸屏进行操作、计量及故障显示，有自动运行和手动调整功能，有完善的保护环节，达到自动取芯转运的目的，控制系统可靠性高，成本低，效率高。

一、取芯装置实施例：装置的整体结构如图1所示，主要包含取芯托盘及取芯机构，取芯托盘内设置有夹具气缸驱动的热芯夹具，托盘可由翻转气缸驱动实现翻转，托盘固定在取芯机构上的二根平行支撑杆上。取芯托盘可由系统驱动伺服电机2实现Y轴向的前后移动等动作。托盘的前后移动、翻转及夹具到位设置有限位传感器。顶出机构设置有顶针到位传感器。装置包括由第一驱动轴1和第一从动轴2组成的第一滑轨，在第一驱动轴1上设置有第一伺服电机，在第一驱动轴1和第一从动轴2上分别设置有第一滑块3和第二滑块4((第一滑块3和第二滑块4组成滑块一))，第一滑块3和第二滑块4上固定有取芯机构6(如图2所示)，取芯机构6可按X轴在第一滑轨上由系统驱动实现左右移动，取芯机构6上沿第一驱动轴1和第一从动轴2固定设置有相互平行的第一平行支撑杆7和第二平行支撑杆8，第一平行支撑杆7和第二平行支撑杆8的一端采用固定块5固定于取芯机构6上，另一端沿与第一驱动轴1和第一从动轴2垂直的方向固定设置有相互平行的第二驱动轴9和第二从动轴10，第二驱动轴9和第二从动轴10组成第二滑轨，在第二驱动轴9上设置有第二伺服电机，在第二驱动轴9和第二从动轴10上分别设置有第三滑块18和第四滑块12(第三滑块18和第四滑块12组成滑块二)，在第三滑块18和第四滑块12上设置有取芯托盘11。取芯托盘11靠射芯机芯盒一面设置有如图3所示的热芯夹具(包括第一夹持部20和第二夹持部21)，取芯托盘的另一面内部按照热芯形状设置有专门的橡胶衬垫。取芯装置包含：取芯托盘，热芯夹具，橡胶衬垫等部件，可实现托盘翻转，托盘移动等动作。

二、控制系统组成：采用三菱FX2N48MT PLC控制器、安川伺服驱动器ΣII SGDM-08AD、安川伺服电机SGMPH-08A、电磁阀、气缸、传感器及威纶触摸屏TK6070iP等实现的控制系统，设计的控制系统和射芯机控制系统实现联动，采用电气结合气动控制的方法，设置人机界面触摸屏进行操作、计量及故障显示，有自动运行和手动调整功能，有完善的保护环节。PLC控制系统的原理如图6所示。

三、控制流程

当射芯机热芯制造完成后，射芯机芯盒打开，同时发出完成信号给PLC控制系统，系统驱动第一伺服电机，使取芯机构6按X轴在第一滑轨上向左移动，直到取芯托盘11移动至芯盒设定位置停止；然后系统驱动第二伺服电机，使取芯托盘11按Y轴在第二滑轨上向前移动至芯盒端面；当取芯托盘移动至芯盒端面，射芯机热芯顶出机构动作，将热芯顶入托盘，顶出机构顶出到位给PLC发出信号，PLC系统启动安装在取芯托盘左右底部的夹具气缸动作，将热芯固定在托盘中。热芯夹具包括第一夹持部20和第二夹持部21，热芯夹具的一端绞接于取芯托盘左右的顶部位置，另一端分别固定于取芯托盘左右底部的第一气缸16和第二气缸17上，第一气缸16和第二气缸17动作到位后，系统驱动第二伺服电机，使取芯托盘按Y轴向后移动至预定位置停止。然后系统驱动第一伺服电机，使取芯机构按X轴向右移动，到滚轮输送带15位置；PLC启动翻转气缸23(如图4所示，可回转支撑轴22的两端安装有第一轴承13和第二轴承19，轴承座固定安装于取芯托盘的底座滑块上。翻转气缸23一端固定于取芯托盘的底座滑块上，另一端绞接于取芯托盘左边的中间位置)，使得取芯托盘按回转支撑轴进行90度翻转，翻转到位，夹具复位，热芯被放入滚轮输送带15上，滚轮输送带15上安装有输送滚轮14，由PLC控制滚筒电机实现输送动作。同时翻转气缸23复位，取芯托盘回转到原来的位置，系统再次驱动取芯机构按X轴向左移动至预定位置，为下一次取芯做好准备。本发明方法的上述控制流程如图7所示。

本发明采用三菱PLC控制器控制伺服驱动器1以驱动伺服电机1，实现取芯机构的左右移动控制；PLC控制器控制伺服驱动器2以驱动伺服电机2，实现取芯托盘的前后移动控制；PLC控制电磁阀实现夹具气缸及翻转气缸的动作，控制热芯夹具和取芯机构的动作。触摸屏为人机界面实现现场控制操作，设置计量及故障显示，具有自动运行和手动调整功能控制按钮。由传感器检测机器的各种状态及位置参数，设计的控制系统和射芯机控制系统实现联动，采用电气结合气动控制的方法进行控制，有完善的保护环节。

综上所述，本发明针对热芯制造成品的自动取芯转运，设计了专门的基于PLC的取芯控制系统，系统控制简单，可靠性高，成本低。可连续运行，和射芯机实现联动控制，既提高了取芯转运的准确性，也提高了生产效率。对热芯制造技术的发展有促进作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，包括如下步骤：

步骤1：当射芯机热芯制造完成后，射芯机芯盒打开，同时发出完成信号给PLC控制器；

步骤2：PLC控制器控制取芯装置移动至芯盒设定位置；

步骤3：PLC控制器控制取芯装置夹取热芯；

步骤4：PLC控制器控制取芯装置运动至输送装置；

步骤5：PLC控制器控制取芯装置将热芯放入输送装置；

步骤6：PLC控制器控制输送装置实现输送动作；

步骤7：PLC控制器控制取芯装置复位，为下一次取芯做好准备；

所述取芯装置包括第一滑轨，在第一滑轨上设置有由第一伺服电机驱动的滑块一，滑块一上固定有取芯机构，取芯机构上沿第一滑轨方向固定设置有支撑杆，支撑杆的一端固定于取芯机构上，另一端沿与第一滑轨垂直的方向固定设置有第二滑轨，在第二滑轨上设置有由第二伺服电机驱动的滑块二，在滑块二上设置有取芯托盘，取芯托盘上设置有热芯夹具。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述滑块二上设置有翻转气缸和可回转支撑轴，所述可回转支撑轴的两端安装有轴承，轴承安装在轴承座内部，轴承座固定安装于滑块二上，翻转气缸的一端固定于滑块二上，另一端铰接于取芯托盘的侧边支架，取芯托盘可在翻转气缸的的驱动下按所述可回转支撑轴进行回转。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述输送装置包括滚轮输送带，滚轮输送带上安装有输送滚轮。

4.根据权利要求2所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述步骤2具体包括，PLC控制器启动第一伺服电机，使取芯装置带动取芯托盘移动至芯盒设定位置停止。

5.根据权利要求2所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述步骤3具体包括，PLC控制器启动第二伺服电机使取芯托盘移动至芯盒端面；射芯机热芯顶出机构动作，将热芯顶入取芯托盘，顶出机构顶出到位给PLC控制器发出信号，PLC控制器控制热芯夹具动作，将热芯固定在取芯托盘中；热芯夹具到位后，PLC控制器启动第二伺服电机，使取芯托盘移动至预定位置停止。

6.根据权利要求2所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述步骤4具体包括，PLC控制器启动第一伺服电机，使取芯装置移动到输送装置位置。

7.根据权利要求2所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述步骤5和6具体包括，PLC控制器启动翻转气缸使得取芯托盘按可回转支撑轴进行翻转；翻转到位，热芯夹具复位，热芯被放入输送装置上，实现输送动作。

8.根据权利要求2所述的一种基于PLC的射芯机自动取芯转运控制方法，其特征在于：所述步骤7具体包括，翻转气缸复位，取芯托盘回转到原来的位置，PLC控制器再次驱动取芯机构移动至预定位置，为下一次取芯做好准备。