CN110007656B - 一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统，涉及PLC控制系统技术领域，该系统包括7个工作步、PLC控制器和操作面板；7个工作步包括来料工作步1、安全送料工作步2、自动上料工作步3、辅助上料工作步4、自动拉伸工作步5、自动卸料工作步6、去料工作步7，通过传感器、限位开关和定时器完成各工作步之间的交替运行，7个工作步和plc控制器均与操作面板相连，plc控制器控制7个工作步的运行，并通过操作面板对工作步的数据进行设置和监控；极大的提升了自动化水平，提高了生产效率，保障了工人安全，并减少了人工需求，在一定程度上降低了异形物件的生产成本。

Description

一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统

技术领域

本设计涉及PLC控制系统的技术，特别涉及一种半成品钢丝球自动拉松处理生产线控制系统。

背景技术

目前，钢丝球在生产过程中首先通过钢丝碾压、拉伸搅丝，使得钢丝被旋转成为半成品钢丝球，然后由断丝设备将其断丝。断丝后的半成品钢丝球作为一种异形物件，大小、形状各异，还需要对半成品钢丝球进行拉松处理。现有技术，钢丝球的拉松处理是通过人工将集中收集的半成品钢丝球放置在一根固定短轴上，依靠手动拉伸方式进行拉伸。此种操作方式，由于收集在一起的半成品钢丝球容易粘结在一起，经常需要人工剪断分离，由此造成工人劳动强度大、效率低，需要一种能实现自动拉松处理的生产线，取代人工，因此需要提供一种针对半成品钢丝球这种异形物件自动拉松处理生产线的控制系统，实现生产线的自动运行。

发明内容

根据上述现象中存在的问题，本设计提供了一种安全高效的生产钢丝球的设备的控制技术。

包括以下内容：

一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统，其特征在于，该系统包括7个工作步、PLC控制器和操作面板：

7个工作步包括来料工作步1、安全送料工作步2、自动上料工作步3、辅助上料工作步4、自动拉伸工作步5、自动卸料工作步6、去料工作步7，通过传感器、限位开关和定时器完成各工作步之间的交替运行，7个工作步和plc控制器均与操作面板相连，plc控制器控制7个工作步的运行，并通过操作面板对工作步的数据进行设置和监控；

所述来料工作步1包括来料减速电机、光电传感器；光电传感器用于检测第一皮带输送机上是否有物件，来料减速电机用于控制来料皮带输送机的运行和停止；

所述安全送料工作步2包括送料气缸、接近开关、送料气缸到位磁性传感器、电磁换向阀；送料气缸用于输送物件到达自动上料工作步3的取料位置，接近开关用于检测安全送料装置上是否有物件，送料气缸到位磁性传感器用于检测送料气缸是否输送到位，电磁换向阀用于控制送料气缸方向；

所述自动上料工作步3包括第一步进电机组件、下限位开关、机械手驱动气缸、上限位开关、横向上料气缸、横向上料气缸第一到位磁性传感器、横向上料气缸第二到位磁性传感器、纵向推拉气缸、纵向推拉气缸第一到位磁性传感器、纵向推拉气缸第二到位磁性传感器；上限位开关、横向上料气缸第二到位磁性传感器、纵向推拉气缸第二到位磁性传感器用于检测自动上料装置的原点位置，第一步进电机组件用于控制上料机械手上下方向运动，下限位开关用于检测上料机械手是否插入物件当中，机械手驱动气缸用于驱动上料机械手张开和并拢，上限位开关用于检测上料机械手是否上升到指定高度，横向上料气缸用于控制上料机械手的横向移动并用横向上料气缸第一到位磁性传感器进行检测上料机械手纵向中心平面是否与拉伸柱纵向中心平面重合，纵向推拉气缸用于推动上料机械手纵向移动并用纵向推拉气缸第一到位磁性传感器检测上料机械手是否到达拉伸柱正上方；

所述辅助上料工作步4包括辅助上料气缸、辅助上料气缸到位磁性传感器、第一气动手指，辅助上料气缸用于输送第一气动手指到达第一气动手指夹紧位置，辅助上料气缸到位磁性传感器用于检测辅助上料气缸是否输送到位，第一气动手指用于防止上料机械手将物件插入拉伸柱后并上提复位时带出物件；

所述自动拉伸工作步5包括拉伸气缸、拉伸气缸到位磁性传感器、电磁换向阀；拉伸气缸用于驱动静拉伸柱和动拉伸柱做相对运动并通过拉伸气缸到位磁性传感器判断动拉伸柱是否到达极限位置，电磁换向阀用于控制拉伸气缸的方向；

自动卸料工作步6包括第二步进电机组件、卸料下限位开关、第二气动手指、卸料上限位开关、第三步进电机组件、左限位开关、右限位开关、第四步进电机组件、前限位开关、后限位开关；第二步进电机组件用于控制第二气动手指上下方向运动，卸料下限位开关用于检测第二气动手指是否到达物件下方，第二气动手指用于抓取和松开物件，卸料上限位开关用于检测第二气动手指是否到达指定高度，第三步进电机组件用于控制第二气动手指横向移动并通过右限位开关检测第二气动手指纵向中心平面与卸料口纵向中心平面是否重合，通过左限位开关检测第二气动手指纵向中心平面与拉伸柱纵向中心平面是否重合，第四步进电机组件用于控制第二气动手指的纵向运动并通过前限位开关进行检测第二气动手指是否到达卸料口的正上方，通过后限位开关检测第二气动手指是否到达拉伸柱正上方；

去料工作步7包括去料减速电机、光电传感器；光电传感器用于检测第二皮带输送机上是否有物件，去料减速电机用于控制去料皮带输送机的运行和停止。

优选的，所述第一步进电机组件包括第一步进电机和第一驱动器，第二步进电机组件包括第二步进电机和第二驱动器、第三步进电机组件包括第三步进电机和第三驱动器、第四步进电机组件包括第四步进电机和第四驱动器。

优选的，所述控制系统设有光栅装置，用于保护操作人员，当工作人员进入光栅范围后机器停止运行并报警。

优选的，所述的一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：

（1）来料

物件自动掉落至第一皮带输送机上，来料减速电机驱动第一皮带输送机将物件送往人工位置，当光电传感器检测到物件到达后，来料减速电机停止运行，等待人工将物件取走；

（2）安全送料

当人工将物件放入安全送料装置中，接近开关检测到物件放入后由送料气缸输送物件至自动上料装置的取料位，通过送料气缸到位磁性开关检测是否输送到位，并控制自动上料装置取料，待取料后接近开关检测物件不在，电磁换向阀控制送料气缸反向回到初始位置；

（3）上料

在自动上料装置的原点位置处，上限位开关、横向上料气缸第二到位磁性传感器、纵向推拉气缸第二到位磁性传感器同时有信号，当物件送达自动上料装置的取料位后，第一步进电机组件控制上料机械手向下运动插入物件中，碰到下限位开关后第一步进电机停止转动，机械手驱动气缸控制上料机械手张开，并等待n秒后第一步进电机控制上料机械手向上运动到指定高度，碰到上限位开关停止运动，横向上料气缸带动上料机械手横向运动，使上料机械手纵向中心平面与拉伸柱的纵向中心平面重合，横向上料气缸第一到位磁性传感器检测到信号后，纵向推拉气缸带动上料机械手纵向运动到拉伸柱正上方，纵向推拉气缸第一到位磁性传感器检测到信号，第一步进电机控制上料机械手向下运动到达拉伸柱上后，下限位开关检测到信号后停止运动并机械手驱动气缸控制上料机械手合拢；

（4）辅助上料

当上料机械手插入拉伸柱后，辅助上料气缸驱动第一气动手指向前运动到极限位置，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号后，第一气动手指夹紧，延时n ₁秒后，上料机械手闭合，同时第一步进电机组件控制上料机械手向上运动，横向上料气缸、纵向推拉气缸缩回，自动上料装置回到原点位置后，气动手指气缸控制手指张开，延时n ₂秒后，辅助上料气缸退回；

（5）拉伸

当辅助上料气缸活塞退回后，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号，控制拉伸气缸驱动动拉伸柱与静拉伸柱做相对运动，到达极限位置，拉伸气缸到位磁性传感器检测到信号后，电磁换向阀控制拉伸气缸活塞缩回，待动拉伸柱回到静拉伸柱位置时，完成1次拉伸操作，可反复执行n ₃次；

（6）卸料

在自动卸料装置的原点位置处，装置同时碰到卸料卸料上限位开关、前限位开关、右限位开关，完成拉伸操作后，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动碰到左限位开关，同时第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动碰到后限位开关后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向下运动到物件下方后，碰到卸料下限位开关第二步进电机停止转动，第二气动手指合拢，等待n ₄秒后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向上运动碰到卸料上限位开关后第二步进电机停止转动，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动，碰到右限位开关时停止转动，同时，第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动，碰到前限位开关时停止转动，此时第二气动手指张开松开物件并自动卸料装置已经回到原点位置；

（7）去料

物件掉落到第二皮带输送机上，由第二皮带输送机输送至包装设备的取料位置，光电传感器检测到物件到达取料位置后，去料减速电机停止转动，取料完成后继续转动。

附图说明

图1为本发明PLC控制系统的控制方法的流程图。

图2为来料工作步流程图。

图3为自动上料工作步流程图。

图4为辅助上料工作步流程图。

图5为自动拉伸工作步流程图。

图6为自动卸料工作步流程图。

图7为去料工作步流程图。

具体实施

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步的详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构、方法及其相似变化，均属于本发明的保护范围。

所述的一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：

（1）来料

物件自动掉落至第一皮带输送机上，来料减速电机驱动第一皮带输送机将物件送往人工位置，当光电传感器检测到物件到达后，来料减速电机停止运行，等待人工将物件取走；

（2）安全送料

当人工将物件放入安全送料装置中，接近开关检测到物件放入后由送料气缸输送物件至自动上料装置的取料位，通过送料气缸到位磁性开关检测是否输送到位，并控制自动上料装置取料，待取料后接近开关检测物件不在，电磁换向阀控制送料气缸反向回到初始位置；

（3）上料

在自动上料装置的原点位置处，上限位开关、横向上料气缸第二到位磁性传感器、纵向推拉气缸第二到位磁性传感器同时有信号，当物件送达自动上料装置的取料位后，第一步进电机组件控制上料机械手向下运动插入物件中，碰到下限位开关后第一步进电机停止转动，机械手驱动气缸控制上料机械手张开，并等待n秒后第一步进电机控制上料机械手向上运动到指定高度，碰到上限位开关停止运动，横向上料气缸带动上料机械手横向运动，使上料机械手纵向中心平面与拉伸柱的纵向中心平面重合，横向上料气缸第一到位磁性传感器检测到信号后，纵向推拉气缸带动上料机械手纵向运动到拉伸柱正上方，纵向推拉气缸第一到位磁性传感器检测到信号，第一步进电机控制上料机械手向下运动到达拉伸柱上后，下限位开关检测到信号后停止运动并机械手驱动气缸控制上料机械手合拢；

（4）辅助上料

当上料机械手插入拉伸柱后，辅助上料气缸驱动第一气动手指向前运动到极限位置，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号后，第一气动手指夹紧，延时n ₁秒后，上料机械手闭合，同时第一步进电机组件控制上料机械手向上运动，横向上料气缸、纵向推拉气缸缩回，自动上料装置回到原点位置后，气动手指气缸控制手指张开，延时n ₂秒后，辅助上料气缸退回；

（5）拉伸

当辅助上料气缸活塞退回后，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号，控制拉伸气缸驱动动拉伸柱与静拉伸柱做相对运动，到达极限位置，拉伸气缸到位磁性传感器检测到信号后，电磁换向阀控制拉伸气缸活塞缩回，待动拉伸柱回到静拉伸柱位置时，完成1次拉伸操作，可反复执行n ₃次；

（6）卸料

在自动卸料装置的原点位置处，装置同时碰到卸料卸料上限位开关、前限位开关、右限位开关，完成拉伸操作后，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动碰到左限位开关，同时第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动碰到后限位开关后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向下运动到物件下方后，碰到卸料下限位开关第二步进电机停止转动，第二气动手指合拢，等待n ₄秒后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向上运动碰到卸料上限位开关后第二步进电机停止转动，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动，碰到右限位开关时停止转动，同时，第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动，碰到前限位开关时停止转动，此时第二气动手指张开松开物件并自动卸料装置已经回到原点位置；

（7）去料

物件掉落到第二皮带输送机上，由第二皮带输送机输送至包装设备的取料位置，光电传感器检测到物件到达取料位置后，去料减速电机停止转动，取料完成后继续转动。

Claims (4)

1.一种异形物件自动拉松处理生产线控制系统，其特征在于，该系统包括7个工作步、PLC控制器和操作面板：

7个工作步包括来料工作步(1)、安全送料工作步(2)、自动上料工作步(3)、辅助上料工作步(4)、自动拉伸工作步(5)、自动卸料工作步(6)和去料工作步(7)，通过传感器、限位开关和定时器完成各工作步之间的交替运行，7个工作步和plc控制器均与操作面板相连，plc控制器控制7个工作步的运行，并通过操作面板对工作步的数据进行设置和监控；

所述来料工作步(1)包括来料减速电机和光电传感器；光电传感器用于检测第一皮带输送机上是否有物件，来料减速电机用于控制来料皮带输送机的运行和停止；

所述安全送料工作步(2)包括送料气缸、接近开关、送料气缸到位磁性传感器和电磁换向阀；送料气缸用于输送物件到达自动上料工作步(3)的取料位置，接近开关用于检测安全送料装置上是否有物件，送料气缸到位磁性传感器用于检测送料气缸是否输送到位，电磁换向阀用于控制送料气缸方向；

所述自动上料工作步(3)包括第一步进电机组件、下限位开关、机械手驱动气缸、上限位开关、横向上料气缸、横向上料气缸第一到位磁性传感器、横向上料气缸第二到位磁性传感器、纵向推拉气缸、纵向推拉气缸第一到位磁性传感器和纵向推拉气缸第二到位磁性传感器；上限位开关、横向上料气缸第二到位磁性传感器和纵向推拉气缸第二到位磁性传感器用于检测自动上料装置的原点位置，第一步进电机组件用于控制上料机械手上下方向运动，下限位开关用于检测上料机械手是否插入物件当中，机械手驱动气缸用于驱动上料机械手张开和并拢，上限位开关用于检测上料机械手是否上升到指定高度，横向上料气缸用于控制上料机械手的横向移动并用横向上料气缸第一到位磁性传感器进行检测上料机械手纵向中心平面是否与拉伸柱纵向中心平面重合，纵向推拉气缸用于推动上料机械手纵向移动并用纵向推拉气缸第一到位磁性传感器检测上料机械手是否到达拉伸柱正上方；

所述辅助上料工作步(4)包括辅助上料气缸、辅助上料气缸到位磁性传感器和第一气动手指，辅助上料气缸用于输送第一气动手指到达第一气动手指夹紧位置，辅助上料气缸到位磁性传感器用于检测辅助上料气缸是否输送到位，第一气动手指用于防止上料机械手将物件插入拉伸柱后并上提复位时带出物件；

所述自动拉伸工作步(5)包括拉伸气缸、拉伸气缸到位磁性传感器和电磁换向阀；拉伸气缸用于驱动静拉伸柱和动拉伸柱做相对运动并通过拉伸气缸到位磁性传感器判断动拉伸柱是否到达极限位置，电磁换向阀用于控制拉伸气缸的方向；

自动卸料工作步(6)包括第二步进电机组件、卸料下限位开关、第二气动手指、卸料上限位开关、第三步进电机组件、左限位开关、右限位开关、第四步进电机组件、前限位开关和后限位开关；第二步进电机组件用于控制第二气动手指上下方向运动，卸料下限位开关用于检测第二气动手指是否到达物件下方，第二气动手指用于抓取和松开物件，卸料上限位开关用于检测第二气动手指是否到达指定高度，第三步进电机组件用于控制第二气动手指横向移动并通过右限位开关检测第二气动手指纵向中心平面与卸料口纵向中心平面是否重合，通过左限位开关检测第二气动手指纵向中心平面与拉伸柱纵向中心平面是否重合，第四步进电机组件用于控制第二气动手指的纵向运动并通过前限位开关进行检测第二气动手指是否到达卸料口的正上方，通过后限位开关检测第二气动手指是否到达拉伸柱正上方；

去料工作步(7)包括去料减速电机和光电传感器；光电传感器用于检测第二皮带输送机上是否有物件，去料减速电机用于控制去料皮带输送机的运行和停止。

2.如权利要求1所述的异形物件自动拉松处理生产线控制系统，其特征在于：所述第一步进电机组件包括第一步进电机和第一驱动器，第二步进电机组件包括第二步进电机和第二驱动器、第三步进电机组件包括第三步进电机和第三驱动器、第四步进电机组件包括第四步进电机和第四驱动器。

3.如权利要求1所述的异形物件自动拉松处理生产线控制系统，其特征在于：所述控制系统设有光栅装置，用于保护操作人员，当工作人员进入光栅范围后机器停止运行并报警。

4.采用如权利要求1-3任一所述的异形物件自动拉松处理生产线控制系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：

(1)来料

物件自动掉落至第一皮带输送机上，来料减速电机驱动第一皮带输送机将物件送往人工位置，当光电传感器检测到物件到达后，来料减速电机停止运行，等待人工将物件取走；

(2)安全送料

当人工将物件放入安全送料装置中，接近开关检测到物件放入后由送料气缸输送物件至自动上料装置的取料位，通过送料气缸到位磁性开关检测是否输送到位，并控制自动上料装置取料，待取料后接近开关检测物件不在，电磁换向阀控制送料气缸反向回到初始位置；

(3)上料

在自动上料装置的原点位置处，上限位开关、横向上料气缸第二到位磁性传感器和纵向推拉气缸第二到位磁性传感器同时有信号，当物件送达自动上料装置的取料位后，第一步进电机组件控制上料机械手向下运动插入物件中，碰到下限位开关后第一步进电机停止转动，机械手驱动气缸控制上料机械手张开，并等待n秒后第一步进电机控制上料机械手向上运动到指定高度，碰到上限位开关停止运动，横向上料气缸带动上料机械手横向运动，使上料机械手纵向中心平面与拉伸柱的纵向中心平面重合，横向上料气缸第一到位磁性传感器检测到信号后，纵向推拉气缸带动上料机械手纵向运动到拉伸柱正上方，纵向推拉气缸第一到位磁性传感器检测到信号，第一步进电机控制上料机械手向下运动到达拉伸柱上后，下限位开关检测到信号后停止运动并机械手驱动气缸控制上料机械手合拢；

(4)辅助上料

当上料机械手插入拉伸柱后，辅助上料气缸驱动第一气动手指向前运动到极限位置，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号后，第一气动手指夹紧，延时n₁秒后，上料机械手闭合，同时第一步进电机组件控制上料机械手向上运动，横向上料气缸、纵向推拉气缸缩回，自动上料装置回到原点位置后，气动手指气缸控制手指张开，延时n₂秒后，辅助上料气缸退回；

(5)拉伸

当辅助上料气缸活塞退回后，辅助上料气缸到位磁性传感器检测到信号，控制拉伸气缸驱动动拉伸柱与静拉伸柱做相对运动，到达极限位置，拉伸气缸到位磁性传感器检测到信号后，电磁换向阀控制拉伸气缸活塞缩回，待动拉伸柱回到静拉伸柱位置时，完成1次拉伸操作，可反复执行n₃次；

(6)卸料

在自动卸料装置的原点位置处，装置同时碰到卸料上限位开关、前限位开关和右限位开关，完成拉伸操作后，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动碰到左限位开关，同时第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动碰到后限位开关后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向下运动到物件下方后，碰到卸料下限位开关第二步进电机停止转动，第二气动手指合拢，等待n₄秒后，第二步进电机组件驱动第二气动手指向上运动碰到卸料上限位开关后第二步进电机停止转动，第三步进电机组件驱动第二气动手指横向移动，碰到右限位开关时停止转动，同时，第四步进电机组件驱动第二气动手指纵向移动，碰到前限位开关时停止转动，此时第二气动手指张开松开物件并自动卸料装置已经回到原点位置；

(7)去料

物件掉落到第二皮带输送机上，由第二皮带输送机输送至包装设备的取料位置，光电传感器检测到物件到达取料位置后，去料减速电机停止转动，取料完成后继续转动。