CN111805133B - 一种基于plc控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺 - Google Patents

一种基于plc控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺，属于支撑架加工技术领域，解决了人工控制翻转造成的效率低下和人员成本增加等技术问题。解决方案为：一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线，包括上料装置、若干组送料装置、压紧输送装置、第一焊接机器人、第二焊接机器人、码垛机器人、抓取机器人、圆盘集料机和PLC控制器，所述送料装置包括设于压紧输送装置和上料装置之间的若干前部送料装置和设于定位挡板装置后方的若干后部送料装置，与所述压紧输送装置相邻的一组后部送料装置上设有定位挡板装置。本发明通过PLC控制器对各个设备和装置的智能控制，提高了生产效率，降低了人工成本。

Description

一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺
技术领域
本发明属于电气自动化技术领域，具体涉及的是一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺。
背景技术
全自动化控制生产线是现阶段产品生产的趋势，梯式支撑架包括长料和焊接与长料顶部的短料，需要对长料和短料的上料、输送、焊接进行生产线控制，但现有的控制方式存在以下问题：
1、现有控制方式仅存在焊接机器人、抓取机器人、码垛机器人之间的联动配合，焊接工程中人工控制液压传动翻转方式进行第二面焊接，效率低下，工艺需要人员较多；
2、物料需要人工放置在槽架固定位置上，需增加工作人员。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线及其生产工艺，解决了人工控制翻转造成的效率低下和人员成本增加等技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线，所述梯式支撑架包括水平设置的长料和焊接于长料中部的若干短料，其中：包括上料装置、若干组送料装置、压紧输送装置、第一焊接机器人、第二焊接机器人、码垛机器人、抓取机器人、圆盘集料机和PLC控制器，所述送料装置包括设于压紧输送装置和上料装置之间的若干前部送料装置和设于定位挡板装置后方的若干后部送料装置，与所述压紧输送装置相邻的一组后部送料装置上设有定位挡板装置；
所述抓取机器人和圆盘集料机设于所述压紧输送装置一侧，所述第一焊接机器人设于所述压紧输送装置另一侧，所述短料设于所述圆盘集料机上，所述抓取机器人抓取短料将其放置所述长料之间，所述第一焊接机器人对长料和短料的下侧进行焊接；所述第二焊接机器人设于所述后部送料装置的一侧，所述码垛机器人设于所述后部送料装置出料口处，所述第二焊接机器人对长料和短料的上侧进行焊接，所述码垛机器人抓取焊接后的物料进行码垛。
进一步，所述上料装置包括上料机架、若干送料辊组和上料电机，若干所述送料辊组相互平行的设置于所述上料机架顶面，所述上料电机设在所述上料机架顶面中部的一组送料辊组的一侧，且所述上料电机的输出轴与该送料辊组的中心轴相连接；所述上料电机一侧设有接近开关Ⅰ。
进一步，所述前部送料装置和后部送料装置均包括送料机架和设于送料机架顶部的传输辊组。
进一步，所述压紧输送装置包括安装机架、支撑装置、导杆、压紧装置、压紧驱动装置和压紧输送电机；
所述支撑装置包括支撑托辊和设于支撑托辊两侧的支撑安装架，所述支撑安装架固定于所述安装机架顶面；
两侧所述支撑安装架顶面相对称的设有若干组导杆；
所述压紧装置设在支撑装置上方，所述压紧装置包括压紧托辊、设于压紧托辊两侧的压紧安装架和设于压紧托辊上方的推动板，所述推动板两端分别与两侧的压紧安装架连接，所述压紧安装架与所述导杆相对应位置处设有导杆过孔，所述压紧装置通过导杆过孔套设于支撑装置上方的导杆上；
所述压紧驱动装置设于所述压紧装置上方，所述压紧驱动装置包括连接板和设于连接板底面中部的活塞杆朝下设置的压紧气缸，所述压紧气缸的活塞杆与所述推动板顶面中部固定连接，所述连接板两侧分别固定于两侧导杆顶部，所述连接板与所述推动板之间的导杆上套设有压缩弹簧，所述压紧输送电机设于支撑安装架一侧且所述压紧输送电机的输出端与所述支撑托辊的中心轴连接。
进一步，所述定位挡板装置包括伸缩气缸和U形旋转挡板，所述U形旋转挡板包括挡板和设于挡板两侧的连接板，两个所述连接板上端分别与挡板两端连接，两个所述连接板中部分别与所述送料机架的前后两侧铰接，两个所述连接板下端之间设有翻转轴，所述挡板侧面设有接近开关Ⅱ；
所述伸缩气缸底端与所述送料机架底部铰接，所述伸缩气缸的活塞杆头部与所述翻转轴铰接。
进一步，所述送料辊组中的托辊、所述支撑托辊和压紧托辊的表面均设有与长料相配合的料槽。
进一步，所述上料装置、压紧输送装置、定位挡板装置、圆盘集料机、第一焊接机器人、第二焊接机器人、码垛机器人和抓取机器人分别与PLC控制器电气连接，所述PLC控制器上设有触摸屏。
一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线的梯式支撑架生产工艺，包括以下步骤：
1)在上料装置中装入四根长料，此时上料装置上的接近开关Ⅰ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制启动上料装置的上料电机输送四根长料；
2)当长料经前部送料装置到达压紧输送装置，长料穿过压紧托辊和支撑托辊之间后进入后部送料装置上，长料与挡板接触，挡板对四根长料进行对齐；
3)挡板将四根长料进行对齐后，定位挡板装置的接近开关Ⅱ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器，上料装置的上料电机停止，启动压紧输送装置的压紧气缸，通过压紧气缸控制压紧装置对长料进行压紧，此时通过伸缩气缸控制U形旋转挡板翻转撤离位置后，启动压紧输送电机进行压紧输送；
4)抓取机器人按设定程序开始从圆盘集料机抓取短料送到预定位置后第一焊接机器人开始焊接程序，圆盘集料机和抓取机器人经PLC联动，每完成一个抓取动作旋转一定角度；
5)第一焊接机器人完成长料和短料底面焊接后压紧输送电机按设定移动距离继续带动物料移动；
6)压紧输送电机完成动作后第二焊接机器人开始按设定动作开始对长料和短料的顶面进行焊接；
7)第二焊接机器人完成焊接动作后压紧输送电机将物料送出压紧输送装置后全部进入后部送料装置，码垛机器人开始按设定程序完成产品堆放；
8)工艺结束，所有设备恢复到初始状态。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明通过第一焊接机器人和第二焊接机器人实现了对长料和短料两侧的焊接，无需通过人工进行翻转，PLC控制器对各个设备和装置的智能控制，提高了生产效率，降低了人工成本。
附图说明
图1为本发明中梯式支撑架焊接一部分后的结构示意图；
图2为本发明的整体结构示意图；
图3为本发明中上料装置的结构示意图；
图4为本发明中压紧输送装置的结构示意图；
图5为本发明中挡板定位装置的结构示意图；
图6为图5的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1至图6所示的一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线，所述梯式支撑架包括水平设置的长料和焊接于长料中部的若干短料，其中：包括上料装置1、若干组送料装置2、压紧输送装置3、第一焊接机器人5、第二焊接机器人6、码垛机器人7、抓取机器人8、圆盘集料机9和PLC控制器10，所述送料装置2包括设于压紧输送装置3和上料装置1之间的若干前部送料装置2-1和设于定位挡板装置4后方的若干后部送料装置2-2，与所述压紧输送装置3相邻的一组后部送料装置2-2上设有定位挡板装置4；
所述抓取机器人8和圆盘集料机9设于所述压紧输送装置3一侧，所述第一焊接机器人5设于所述压紧输送装置3另一侧，所述短料设于所述圆盘集料机9上，所述抓取机器人8抓取短料将其放置所述长料之间，所述第一焊接机器人5对长料和短料的下侧进行焊接；所述第二焊接机器人6设于所述后部送料装置2-2的一侧，所述码垛机器人7设于所述后部送料装置2-2出料口处，所述第二焊接机器人6对长料和短料的上侧进行焊接，所述码垛机器人7抓取焊接后的物料进行码垛。
进一步，所述上料装置1包括上料机架1-1、若干送料辊组1-2和上料电机1-3，若干所述送料辊组1-2相互平行的设置于所述上料机架1-1顶面，所述上料电机1-3设在所述上料机架1-1顶面中部的一组送料辊组1-2的一侧，且所述上料电机1-3的输出轴与该送料辊组1-2的中心轴相连接；所述上料电机1-3一侧设有接近开关Ⅰ。
进一步，所述前部送料装置2-1和后部送料装置2-2均包括送料机架2-1-1和设于送料机架2-1-1顶部的传输辊组2-1-2。
进一步，所述压紧输送装置3包括安装机架3-1、支撑装置3-2、导杆3-3、压紧装置3-4、压紧驱动装置3-5和压紧输送电机3-6；
所述支撑装置3-2包括支撑托辊3-2-1和设于支撑托辊3-2-1两侧的支撑安装架3-2-2，所述支撑安装架3-2-2固定于所述安装机架3-1顶面；
两侧所述支撑安装架3-2-2顶面相对称的设有若干组导杆3-3；
所述压紧装置3-4设在支撑装置3-2上方，所述压紧装置3-4包括压紧托辊3-4-1、设于压紧托辊3-4-1两侧的压紧安装架3-4-2和设于压紧托辊3-4-1上方的推动板3-4-3，所述推动板3-4-3两端分别与两侧的压紧安装架3-4-2连接，所述压紧安装架3-4-2与所述导杆3-3相对应位置处设有导杆过孔，所述压紧装置3-4通过导杆过孔套设于支撑装置3-2上方的导杆3-3上；
所述压紧驱动装置3-5设于所述压紧装置3-4上方，所述压紧驱动装置3-5包括连接板3-5-2和设于连接板3-5-2底面中部的活塞杆朝下设置的压紧气缸3-5-1，所述压紧气缸3-5-1的活塞杆与所述推动板3-4-3顶面中部固定连接，所述连接板3-5-2两侧分别固定于两侧导杆3-3顶部，所述连接板3-5-2与所述推动板3-4-3之间的导杆3-3上套设有压缩弹簧3-7，所述压紧输送电机3-6设于支撑安装架3-2-2一侧且所述压紧输送电机3-6的输出端与所述支撑托辊3-2-1的中心轴连接。
进一步，所述定位挡板装置4包括伸缩气缸4-1和U形旋转挡板4-2，所述U形旋转挡板4-2包括挡板4-2-1和设于挡板4-2-1两侧的连接板4-2-2，两个所述连接板4-2-2上端分别与挡板4-2-1两端连接，两个所述连接板4-2-2中部分别与所述送料机架2-1-1的前后两侧铰接，两个所述连接板4-2-2下端之间设有翻转轴4-2-3，所述挡板4-2-1侧面设有接近开关Ⅱ；
所述伸缩气缸4-1底端与所述送料机架2-1-1底部可转动连接，所述伸缩气缸4-1的活塞杆头部与所述翻转轴4-2-3铰接。
进一步，所述送料辊组1-2中的托辊、所述支撑托辊3-2-1和压紧托辊3-4-1的表面均设有与长料相配合的料槽1-2-1。
进一步，所述上料装置1、压紧输送装置3、定位挡板装置4、圆盘集料机9、第一焊接机器人5、第二焊接机器人6、码垛机器人7和抓取机器人8分别与PLC控制器10电气连接，所述PLC控制器10上设有触摸屏。
一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线的梯式支撑架生产工艺，包括以下步骤：
1)在上料装置1中装入四根长料，此时上料装置1上的接近开关Ⅰ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器10，PLC控制器10控制启动上料装置1的上料电机1-3输送四根长料；
2)当长料经前部送料装置2-1到达压紧输送装置3，长料穿过压紧托辊3-4-1和支撑托辊3-2-1之间后进入后部送料装置2-2上，长料与挡板4-2-1接触，挡板4-2-1对四根长料进行对齐；
3)挡板4-2-1将四根长料进行对齐后，定位挡板装置4的接近开关Ⅱ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器10，上料装置1的上料电机1-3停止，启动压紧输送装置3的压紧气缸3-5-1，通过压紧气缸3-5-1控制压紧装置3-4对长料进行压紧，此时通过伸缩气缸4-1控制U形旋转挡板4-2翻转撤离位置后，启动压紧输送电机3-6进行压紧输送；
4)抓取机器人8按设定程序开始从圆盘集料机9抓取短料送到预定位置后第一焊接机器人5开始焊接程序，圆盘集料机9和抓取机器人8经PLC联动，每完成一个抓取动作旋转一定角度；
5)第一焊接机器人5完成长料和短料底面焊接后压紧输送电机3-4按设定移动距离继续带动物料移动；
6)压紧输送电机3-4完成动作后第二焊接机器人6开始按设定动作开始对长料和短料的顶面进行焊接；
7)第二焊接机器人6完成焊接动作后压紧输送电机3-4将物料送出压紧输送装置3后全部进入后部送料装置2-2，码垛机器人7开始按设定程序完成产品堆放；
8)工艺结束，所有设备恢复到初始状态。

Claims (2)

1.一种基于PLC控制的梯式支撑架生产线，所述梯式支撑架包括水平设置的长料和焊接于长料中部的若干短料，其特征在于：包括上料装置(1)、若干组送料装置(2)、压紧输送装置(3)、第一焊接机器人(5)、第二焊接机器人(6)、码垛机器人(7)、抓取机器人(8)、圆盘集料机(9)和PLC控制器(10)，所述送料装置(2)包括设于压紧输送装置(3)和上料装置(1)之间的若干前部送料装置(2-1)和设于定位挡板装置(4)后方的若干后部送料装置(2-2)，与所述压紧输送装置(3)相邻的一组后部送料装置(2-2)上设有定位挡板装置(4)；
所述抓取机器人(8)和圆盘集料机(9)设于所述压紧输送装置(3)一侧，所述第一焊接机器人(5)设于所述压紧输送装置(3)另一侧，所述短料设于所述圆盘集料机(9)上，所述抓取机器人(8)抓取短料将其放置所述长料之间，所述第一焊接机器人(5)对长料和短料的下侧进行焊接；所述第二焊接机器人(6)设于所述后部送料装置(2-2)的一侧，所述码垛机器人(7)设于所述后部送料装置(2-2)出料口处，所述第二焊接机器人(6)对长料和短料的上侧进行焊接，所述码垛机器人(7)抓取焊接后的物料进行码垛；
所述上料装置(1)包括上料机架(1-1)、若干送料辊组(1-2)和上料电机(1-3)，若干所述送料辊组(1-2)相互平行的设置于所述上料机架(1-1)顶面，所述上料电机(1-3)设在所述上料机架(1-1)顶面中部的一组送料辊组(1-2)的一侧，且所述上料电机(1-3)的输出轴与该送料辊组(1-2)的中心轴相连接；所述上料电机(1-3)一侧设有接近开关Ⅰ；
所述前部送料装置(2-1)和后部送料装置(2-2)均包括送料机架(2-1-1)和设于送料机架(2-1-1)顶部的传输辊组(2-1-2)；
所述压紧输送装置(3)包括安装机架(3-1)、支撑装置(3-2)、导杆(3-3)、压紧装置(3-4)、压紧驱动装置(3-5)和压紧输送电机(3-6)；所述支撑装置(3-2)包括支撑托辊(3-2-1)和设于支撑托辊(3-2-1)两侧的支撑安装架(3-2-2)，所述支撑安装架(3-2-2)固定于所述安装机架(3-1)顶面；两侧所述支撑安装架(3-2-2)顶面相对称的设有若干组导杆(3-3)；所述压紧装置(3-4)设在支撑装置(3-2)上方，所述压紧装置(3-4)包括压紧托辊(3-4-1)、设于压紧托辊(3-4-1)两侧的压紧安装架(3-4-2)和设于压紧托辊(3-4-1)上方的推动板(3-4-3)，所述推动板(3-4-3)两端分别与两侧的压紧安装架(3-4-2)连接，所述压紧安装架(3-4-2)与所述导杆(3-3)相对应位置处设有导杆过孔，所述压紧装置(3-4)通过导杆过孔套设于支撑装置(3-2)上方的导杆(3-3)上；
所述压紧驱动装置(3-5)设于所述压紧装置(3-4)上方，所述压紧驱动装置(3-5)包括连接板(3-5-2)和设于连接板(3-5-2)底面中部的活塞杆朝下设置的压紧气缸(3-5-1)，所述压紧气缸(3-5-1)的活塞杆与所述推动板(3-4-3)顶面中部固定连接，所述连接板(3-5-2)两侧分别固定于两侧导杆(3-3)顶部，所述连接板(3-5-2)与所述推动板(3-4-3)之间的导杆(3-3)上套设有压缩弹簧(3-7)，所述压紧输送电机(3-6)设于支撑安装架(3-2-2)一侧且所述压紧输送电机(3-6)的输出端与所述支撑托辊(3-2-1)的中心轴连接；
所述定位挡板装置(4)包括伸缩气缸(4-1)和U形旋转挡板(4-2)，所述U形旋转挡板(4-2)包括挡板(4-2-1)和设于挡板(4-2-1)两侧的连接板(4-2-2)，两个所述连接板(4-2-2)上端分别与挡板(4-2-1)两端连接，两个所述连接板(4-2-2)中部分别与所述送料机架(2-1-1)的前后两侧铰接，两个所述连接板(4-2-2)下端之间设有翻转轴(4-2-3)，所述挡板(4-2-1)侧面设有接近开关Ⅱ；所述伸缩气缸(4-1)底端与所述送料机架(2-1-1)底部铰接，所述伸缩气缸(4-1)的活塞杆头部与所述翻转轴(4-2-3)铰接；
所述送料辊组(1-2)中的托辊、所述支撑托辊(3-2-1)和压紧托辊(3-4-1)的表面均设有与长料相配合的料槽(1-2-1)；所述上料装置(1)、压紧输送装置(3)、定位挡板装置(4)、圆盘集料机(9)、第一焊接机器人(5)、第二焊接机器人(6)、码垛机器人(7)和抓取机器人(8)分别与PLC控制器(10)电气连接，所述PLC控制器(10)上设有触摸屏。
2.一种如权利要求1所述的基于PLC控制的梯式支撑架生产线的梯式支撑架生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)在上料装置(1)中装入四根长料，此时上料装置(1)上的接近开关Ⅰ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器(10)，PLC控制器(10)控制启动上料装置(1)的上料电机(1-3)输送四根长料；
2)当长料经前部送料装置(2-1)到达压紧输送装置(3)，长料穿过压紧托辊(3-4-1)和支撑托辊(3-2-1)之间后进入后部送料装置(2-2)上，长料与挡板(4-2-1)接触，挡板(4-2-1)对四根长料进行对齐；
3)挡板(4-2-1)将四根长料进行对齐后，定位挡板装置(4)的接近开关Ⅱ感应到信号后将信号反馈给PLC控制器(10)，上料装置(1)的上料电机(1-3)停止，启动压紧输送装置(3)的压紧气缸(3-5-1)，通过压紧气缸(3-5-1)控制压紧装置(3-4)对长料进行压紧，此时通过伸缩气缸(4-1)控制U形旋转挡板(4-2)翻转撤离位置后，启动压紧输送电机(3-6)进行压紧输送；
4)抓取机器人(8)按设定程序开始从圆盘集料机(9)抓取短料送到预定位置后第一焊接机器人(5)开始焊接程序，圆盘集料机(9)和抓取机器人(8)经PLC联动，每完成一个抓取动作旋转一定角度；
5)第一焊接机器人(5)完成长料和短料底面焊接后压紧输送电机(3-4)按设定移动距离继续带动物料移动；
6)压紧输送电机(3-4)完成动作后第二焊接机器人(6)开始按设定动作开始对长料和短料的顶面进行焊接；
7)第二焊接机器人(6)完成焊接动作后压紧输送电机(3-4)将物料送出压紧输送装置(3)后全部进入后部送料装置(2-2)，码垛机器人(7)开始按设定程序完成产品堆放；
8)工艺结束，所有设备恢复到初始状态。
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