CN115338460B - 一种自动上下料的电机生产用铣床、控制系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动上下料的电机生产用铣床、控制系统及实现方法，属于机床控制装置技术领域，铣床，包括铣床的上料机构与铣床的下料机构；所述铣床的上料机构，用于将电机生产用的物料有序的运送到铣床处；所述铣床的下料机构，用于将经铣床加工过电机生产用的物料，搬运到下料输送带上；控制系统包括主电源模块、继电器控制模块、PLC模块与电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为控制系统的控制提供回路启停控制，PLC模块连接继电器控制模块与电机驱动模块，PLC模块是控制系统的核心部分，是控制系统信号的接收与发出的中心，电机驱动模块是控制系统的驱动与信息采集的机构，具有以下优点：可实现物料的设定高度的上升与下降，能够使物料产生一定角度旋转，可精准的定位物料托举的高度与位置，轻易做到与铣床中心的定位与上料。

Description

一种自动上下料的电机生产用铣床、控制系统及实现方法

技术领域

本发明是一种自动上下料的电机生产用铣床、控制系统及实现方法，属于机床控制装置技术领域。

背景技术

普通车床与铣床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，铣床分为许多种类，并广泛的运用于各类零件加工行业，但是在现有的电机生产加工中，铣床上料，都是通过人工或者机械手进行上料，机械手上料，成本较高，对一些企业来说是个不小的负担，人工上料，存在一定的危险性，比如在搬运一些沉重的电机转子时，需要大量的人力进行操作，增加了劳动力成本，而且还存在着转子等物料与机床夹爪中心定位比较困难，浪费大量的时间与人力，从而降到了零件生产速度，也影响着加工件的加工效率和成型效果，因此，普通的铣床上料是一个待解决的问题。

例如在2019年11月5日公开了一项公开号为CN209578959U的了一种车床自动上料装置，包括安装底座，所述安装底座上端固定连接有第一电动伸缩杆，所述电控箱位于第一电动伸缩杆外侧，所述第一电动伸缩杆活动端固定连接有第一电动导轨，且第二电动伸缩杆下端固定连接有固定箱体，所述固定箱体内部开设置有活动槽，所述活动块上端固定连接有夹紧块，所述固定箱体外侧固定连接有第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆活动端与活动块固定连接，所述固定箱体上端固定连接有固定块。该车床自动上料装置，使装置可以全方位的对零件进行抓取和放下，从而实现对车床的自动上料，降低了人工上料的危险性，同时防止零件的脱落造成不必要的损失，增加了装置安全性，上述装置虽能实现车床自动上料，但仍具有以下缺点：

1、物料运输时，没有物料的转运机构，且在抓取物料时，没有物料的定位装置，生产的连续性较低，与普通的行车吊装相类似，自动化程度不高。

2、在车床上料时，没有物料的定位装置，在与铣床夹爪器对接时，很难保证物料与车床夹爪器中心在一条直线上，在车床夹持物料时，会浪费大量的时间在物料与夹爪器的定位上，装置的实用性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种自动上下料的电机生产用铣床、控制系统及实现方法，本装置设置有上料输送带、下料输送带与抓取物料的夹爪器，能够实现精准的物料抓取与下料，本装置在物料铣床上料时，采取气缸两侧托举的方式，在两侧托举气缸上设置有气缸上升下降的限位开关，可实现物料的设定高度的上升与下降，同时还设置有翻转气缸，能够使物料产生一定角度旋转，可精准的定位物料托举的高度与位置，轻易做到与铣床中心的定位与上料。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种自动上下料的电机生产用铣床，包括铣床的上料机构与铣床的下料机构；

所述铣床的上料机构，用于将电机生产用的物料有序的运送到铣床处；

所述铣床的下料机构，用于将经铣床加工过电机生产用的物料，搬运到下料输送带上；

所述铣床的上料机构包括上料输送带，上料输送带的两侧均匀分布有物料拖，在上料输送带的后方，沿着上料输送带前进的方向先后设置有接近开关与铣床，所述上料输送带的末端两侧，位于末端物料的下方设置有托举机构，所述托举机构包括托举气缸与翻转气缸，所述托举气缸包括1#托举气缸与2#托举气缸，所述翻转气缸包括1#翻转气缸与2#翻转气缸，1#托举气缸与2#托举气缸分列与上料输送带的两侧，1#托举气缸与2#托举气缸的末端分别设置有物料托，所述1#托举气缸上设置有4#限位开关与5#限位开关，所述2#托举气缸上设置有6#限位开关与7#限位开关，所述1#托举气缸连接有1#翻转气缸,1#翻转气缸呈倾斜放置，所述1#翻转气缸上设置有8#限位开关与9#限位开关，所述2#托举气缸连接有2#翻转气缸,2#翻转气缸呈倾斜放置，所述2#翻转气缸上设置有10#限位开关与11#限位开关；

所述铣床的上料机构包括定位气缸，所述定位气缸包括1#定位气缸与2#定位气缸，1#定位气缸与2#定位气缸分列与上料输送带末端两侧，所述1#定位气缸上设置有12#限位开关与13#限位开关，所述2#定位气缸上设置有15#限位开关与14#限位开关；

所述铣床的下料机构包括螺纹轨道，螺纹轨道位于铣床的上方，螺纹轨道上设置有下料气缸，所述螺纹轨道上设置有1#限位开关与2#限位开关，所述下料气缸上设置有3#限位开关，所述下料气缸的末端设置有夹爪器，在螺纹轨道的下方设置有下料输送带，下料输送带的两侧均匀分布有物料拖。

进一步，一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统包括主电源模块、继电器控制模块、PLC模块与电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为控制系统的控制提供回路启停控制，PLC模块连接继电器控制模块与电机驱动模块，PLC模块是控制系统的核心部分，是控制系统信号的接收与发出的中心，电机驱动模块是控制系统的驱动与信息采集的机构。

进一步，所述主电源模块，包括二相电源线，二相电源线连接有断路器，断路器又连接有变压器与开关电源的一端，变压器另一端又连接有驱动器一端，用于给上料输送带步进电机、下料输送带步进电机与螺纹步进电机提供电源，开关电源另一端连接有触摸屏与PLC，用于给触摸屏与PLC提供电源，还用于为其它用电器提供24V电源；

进一步，所述继电器控制模块,包括中间继电器常开触点，中间继电器常开触点连接有电磁阀线圈，用于控制下料气缸、夹爪器气缸、托举气缸、翻转气缸与定位的启停，中间继电器常开触点还连接有指示灯，用于控制指示灯的启停。

进一步，所述PLC模块包括CPU单元U1和扩展单元U2,PLC模块是整个控制系统的核心，控制电机启停、指示灯的启停、检测故障和检测装置运行状态；

所述CPU单元U1的232通讯串口连接有触摸屏通讯端，用于控制系统与触摸屏之间的通讯，所述CPU单元U1的L+脚与M脚连接有+24V线、0V线，此部分用于所述CPU单元U1的电源，CPU单元U1的M脚、1M脚与2M脚连接有0V线，CPU单元U1的L脚、1L脚与2L脚连接有+24V线，此部分用于CPU单元U1的各控制脚公共接线；

所述CPU单元U1的输入端连接有触点开关，CPU单元U1的输入端通过触点开关来检测检测限位开关、接近开关与装置旋钮的状态，所述CPU单元U1的输出端连接有中间继电器线圈，CPU单元U1的输出端通过控制中间继电器线圈来实现下料气缸、托举气缸、翻转气缸、定位气缸与指示灯启停控制。

进一步，所述PLC模块扩展单元U2的输出端连接有中间继电器线圈，扩展单元U2的输出端通过控制继电器线圈实现对指示灯的控制，并将处理的信号数据传送给CPU单元U1，为系统的控制提供信号的依据。

进一步，所述电机驱动模块，包括驱动器Q1、驱动器Q2与驱动器Q3；

所述驱动器Q1连接有上料输送带步进电机，用于控制上料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态；

所述驱动器Q2连接有下料输送带步进电机，用于控制下料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态；

所述驱动器Q3连接有螺纹步进电机，用于控制螺纹步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态；

一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统的实现方法，包括以下步骤：

程序起始于步骤S100,程序开始，执行步骤S101；

步骤S101，控制系统判断接近开关处是否有电机生产用物料；若有执行步骤S103；若没有执行步骤S102；

步骤S102，上料输送带前进设定的距离；完成后执行步骤S101；

步骤S103，定位气缸伸出；完成后执行步骤S104；

步骤S104，控制系统判断定位气缸伸出是否到位；若是执行步骤S105；若不是执行步骤S103；

步骤S105，定位气缸缩回；完成后执行步骤S106；

步骤S106，控制系统判断定位气缸缩回是否到位；若是执行步骤S107；若不是执行步骤S105；

步骤S107，托举气缸启动上升；完成后执行步骤S108；

步骤S108，控制系统判断托举气缸上升是否到位；若是执行步骤S109；若不是执行步骤S107；

步骤S109，翻转气缸启动旋转一定角度；完成后执行步骤S110；

步骤S110，控制系统判断翻转气缸翻转是否到位；若是执行步骤S111；若不是执行步骤S109；

步骤S111，设备停机报警,提示操作员铣床上料完成；完成后执行步骤S112；

步骤S112，操作员进行铣床加工物料，在触摸屏复位报警信息；完成后执行步骤S113；

步骤S113，翻转气缸旋转复位,托举气缸下降复位；完成后执行步骤S114；

步骤S114，操作员通过触摸屏提示物料加工完毕；完成后执行步骤S115；

步骤S115，控制系统接收到触摸屏的指令，判断下料气缸的位置；完成后执行步骤S116；

步骤S116，下料气缸移动到铣床的上方；完成后执行步骤S117；

步骤S117，下料气缸伸出；完成后执行步骤S118；

步骤S118，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S119；若不是执行步骤S117；

步骤S119，夹爪器启动夹取物料；完成后执行步骤S120；

步骤S120，下料气缸缩回并移动到下料输送带上方位置；完成后执行步骤S121；

步骤S121，下料气缸伸出；完成后执行步骤S122；

步骤S122，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S123；若不是执行步骤S121；

步骤S123，夹爪器启动，松脱物料,下料气缸缩回；完成后执行步骤S124；

步骤S124，下料输送带启动前进设定距离；完成后执行步骤S101；如此反复。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本装置设置有上料输送带与下料输送带，上料输送带与下料输送带上都设置有均匀分布的物料拖，物料托呈一个半圆形机构，开口较大，方便圆柱形或其他形状物料的放置，上料输送带由上料输送带步进电机驱动，每次移动设定的距离，上料输送带的末端设置有接近开关，用于检测此处物料的有无，可方便物料的运输与上料，下料输送带的上方设置有夹爪器与下料气缸，夹爪器与下料气缸又连接有螺纹轨道，并且能够在螺纹轨道上来回移动，螺纹轨道由螺纹步进电机驱动，可精准定位夹爪器能够精准的移动到物料的上方进行抓取与下料。

2、本装置在物料铣床上料时采取气缸两侧托举的方式，在两侧托举气缸上设置有气缸上升下降的限位开关，可精准的定位物料托举的高度与位置，同时两侧托举气缸又连接有翻转气缸，在托举气缸垂直上升的同时，也可以进行一定角度的旋转，可精准的将物料转移到铣床处，轻易做到与铣床中心的定位与上料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例与方位绘制。

图1为本发明中铣床的上下料流水线的结构示意图；

图2为铣床的上下料流水线的控制系统的主电源模块电气原理图；

图3为铣床的上下料流水线的控制系统的继电器控制模块电气原理图；

图4为铣床的上下料流水线的控制系统的PLC模块部分电气原理图；

图5为铣床的上下料流水线的控制系统的PLC模块另一部分电气原理图；

图6铣床的上下料流水线的控制系统的电机驱动模块部分电气原理图；

图7为本发明中实现方法的部分流程图。

具体实施方式

实施例1，一种自动上下料的电机生产用铣床，包括铣床的上料机构与铣床的下料机构。

所述铣床的上料机构，作用是将电机生产用的物料有序的运送到铣床处。

所述铣床的下料机构，作用是将经铣床加工过电机生产用的物料，搬运到下料输送带上。

所述铣床的上料机构包括上料输送带10，上料输送带10的两侧均匀分布有物料托31，物料托31呈一个半圆形机构，开口较大，方便圆柱形或其他形状物料的放置，在上料输送带10的后方，沿着上料输送带10前进的方向先后设置有接近开关9和铣床8，所述铣床8用于承接加工上料输送带10运送来的物料，所述接近开关9与控制系统连接，用于检测上料输送带10末端有无物料，所述上料输送带10的末端两侧，位于末端物料的下方设置有托举机构11，所述托举机构11包括托举气缸与翻转气缸，所述托举气缸包括1#托举气缸15和2#托举气缸20，所述翻转气缸包括1#翻转气缸23和2#翻转气缸24，1#托举气缸15和2#托举气缸20分列与上料输送带10的两侧，1#托举气缸15和2#托举气缸20的末端分别设置有物料托31，1#托举气缸15和2#托举气缸20用于托举物料上升到一定的高度，所述1#托举气缸15上设置有4#限位开关12和5#限位开关13，所述4#限位开关12和5#限位开关13与控制系统连接，用于1#托举气缸15上升下降高度的位置检测，所述2#托举气缸20上设置有6#限位开关19和7#限位开关18，所述6#限位开关19和7#限位开关18与控制系统连接，用于2#托举气缸20上升下降高度的位置检测，所述1#托举气缸15连接有1#翻转气缸23,1#翻转气缸23呈倾斜放置，用于旋转1#托举气缸15，所述1#翻转气缸23上设置有8#限位开关16和9#限位开关17，8#限位开关16和9#限位开关17与控制系统连接，用于1#翻转气缸23旋转角度大小的检测，所述2#托举气缸20连接有2#翻转气缸24,2#翻转气缸24呈倾斜放置，用于旋转2#托举气缸20，所述2#翻转气缸24上设置有10#限位开关21和11#限位开关22，10#限位开关21和11#限位开关22与控制系统连接，用于2#翻转气缸24旋转角度大小的检测。

所述铣床的上料机构还包括定位气缸，所述定位气缸包括1#定位气缸25和2#定位气缸26，1#定位气缸25和2#定位气缸26分列与上料输送带10末端两侧，用于定位物料的中心位置，所述1#定位气缸25上设置有12#限位开关28和13#限位开关27，用于1#定位气缸25伸出与缩回位置的检测，所述2#定位气缸26上设置有15#限位开关29和14#限位开关30，用于2#定位气缸26伸出与缩回位置的检测，综上所述，每次上料输送带10启动，前进设定的距离，当接近开关9检测到上料输送带10末端上有物料时，上料输送带10停止，两侧定位气缸伸出，伸出到位后缩回，使物料的中心正好位于上料输送带10的中心上，控制系统检测到两侧定位气缸缩回到位后，两侧托举气缸启动上升，控制系统检测到上升到位后，翻转气缸启动，便可使物料旋转到铣床8的夹爪器中心位置，铣床8上料完成，设备报警，提示人们对物料进行夹持加工。

所述铣床的下料机构包括螺纹轨道2，螺纹轨道2位于铣床8的上方，螺纹轨道2上设置有下料气缸4，下料气缸4在螺纹步进电机的驱动下，可以在螺纹轨道2上来回移动，所述螺纹轨道2上设置有1#限位开关3和2#限位开关7，1#限位开关3和2#限位开关7与控制系统连接，用于下料气缸4在螺纹轨道2上两侧移动极限位置的检测，所述下料气缸4上设置有3#限位开关6，3#限位开关6与控制系统连接，用于下料气缸4伸出的位置检测，所述下料气缸4的末端设置有夹爪器5，夹爪器5在夹爪器气缸的驱动下可以开合，用于夹取铣床8上加工完毕的物料，在螺纹轨道2的下方设置有下料输送带1，下料输送带1的两侧均匀分布有物料托31，下料输送带1由下料输送带步进电机驱动，用于运送经铣床8加工完毕的物料，当铣床8加工完物料，下料气缸4移动到铣床8的中心位置伸出，控制系统判断下料伸出到位后，夹爪器5启动夹取物料，然后下料气缸4缩回，并且移动到下料输送带1的上方，下料气缸4伸出，控制系统判断下料气缸4伸出到位，夹爪器5松开物料，下料完毕后下料气缸4缩回，等待抓取下一个经铣床8加工完毕的物料，下料输送带1将加工完毕的物料输送到下一个电机加工处。

所述铣床的控制系统包括主电源模块、继电器控制模块、PLC模块和电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为本系统的控制提供回路启停控制，PLC模块连接继电器控制模块和电机驱动模块，PLC模块是本系统的核心部分，是本控制系统信号的接收与发出的中心，电机驱动模块是本系统的驱动与信息采集的机构。

所述主电源模块，包括二相电源线，二相电源线连接有断路器，断路器又连接有变压器与开关电源的一端，变压器另一端又连接有驱动器一端，用于给上料输送带步进电机、下料输送带步进电机与螺纹步进电机提供电源，开关电源另一端连接有触摸屏与PLC，用于给触摸屏与PLC提供电源，还用于为其它用电器提供24V电源。

如图2所示，所述二相电源包括R线与N线，二相电源R线与N线连接有断路器QF1一端，断路器QF1另一端连接二相电源L1线与N线，所述二相电源中L1线与N线连接有断路器QF2一端，断路器QF2另一端连接变压器T1一端，变压器T1另一端连接有驱动器Q1的一端，驱动器Q1的另一端连接有上料输送带步进电机，此部分用于给上料输送带步进电机提供电源，所述二相电源L1线与N线连接有断路器QF3一端，断路器QF3另一端连接变压器T2一端，变压器T2另一端连接有驱动器Q2的一端，驱动器Q2的另一端连接有下料输送带步进电机，此部分用于给下料输送带步进电机提供电源，所述二相电源L1线与N线连接有断路器QF4一端，断路器QF4另一端连接变压器T3一端，变压器T3另一端连接有驱动器Q3的一端，驱动器Q3的另一端连接有螺纹步进电机，此部分用于给螺纹步进电机提供电源，所述二相电源中L1线与N线连接有断路器QF5一端，断路器QF5另一端连接有开关电源LRS-200-24的一端，开关电源LRS-200-24的另一端连接有+24V线与0V线，+24V线与0V线连接有触摸屏与PLC一端，此部分用于给触摸屏与PLC提供电源，所述+24V线与0V线也用于为其它用电器提供直流24V供电。

所述继电器控制模块,包括中间继电器常开触点，中间继电器常开触点连接有电磁阀线圈，用于控制下料气缸、夹爪器气缸、托举气缸、翻转气缸与定位气缸的启停，中间继电器常开触点还连接有指示灯，用于控制指示灯的启停。

如图3所示，所述继电器控制模块包括中间继电器KA1常开触点，中间继电器KA1常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA1常开触点另一端连接有电磁阀YV1线圈的一端，电磁阀YV1线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制下料气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA2常开触点，中间继电器KA2常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA2常开触点另一端连接有电磁阀YV2线圈的一端，电磁阀YV2线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制夹爪器气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA3常开触点，中间继电器KA3常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA3常开触点另一端连接有电磁阀YV3线圈的一端，电磁阀YV3线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制1#托举气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA4常开触点，中间继电器KA4常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA4常开触点另一端连接有电磁阀YV4线圈的一端，电磁阀YV4线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制2#托举气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA5常开触点，中间继电器KA5常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA5常开触点另一端连接有电磁阀YV5线圈的一端，电磁阀YV5线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制1#翻转气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA6常开触点，中间继电器KA6常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA6常开触点另一端连接有电磁阀YV6线圈的一端，电磁阀YV6线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制2#翻转气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA7常开触点，中间继电器KA7常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA7常开触点另一端连接有电磁阀YV7线圈的一端，电磁阀YV7线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制1#定位器气缸启停，所述继电器控制模块包括中间继电器KA8常开触点，中间继电器KA8常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA8常开触点另一端连接有电磁阀YV8线圈的一端，电磁阀YV8线圈的另一端连接0V线，此部分用于控制2#定位器气缸启停。

所述继电器控制模块还包括中间继电器KA9常开触点，中间继电器KA9常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA9常开触点另一端连接有指示灯红的一端，指示灯红的另一端连接0V线，此部分用于控制指示灯红启停，所述继电器控制模块还包括中间继电器KA10常开触点，中间继电器KA10常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA10常开触点另一端连接有指示灯绿的一端，指示灯绿的另一端连接0V线，此部分用于控制指示灯绿启停，所述继电器控制模块还包括中间继电器KA11常开触点，中间继电器KA11常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA11常开触点另一端连接有指示灯黄的一端，指示灯黄的另一端连接0V线，此部分用于控制指示灯黄启停,所述继电器控制模块还包括中间继电器KA12常开触点，中间继电器KA12常开触点一端连接有+24V线，中间继电器KA12常开触点另一端连接有指示灯蜂鸣器的一端，指示灯蜂鸣器的另一端连接0V线，此部分用于控制指示灯蜂鸣器启停。

所述PLC模块包括CPU单元U1与扩展单元U2,PLC模块是整个控制系统的核心，控制电机启停、气缸启停与指示灯的启停，检测故障与检测装置运行状态。

如图4所示，所述CPU单元U1的232通讯串口连接有触摸屏通讯端，用于铣床的上下料流水线的控制系统与触摸屏之间的通讯，所述CPU单元U1的L+脚与M脚连接有+24V线、0V线，此部分用于所述CPU单元U1的电源，CPU单元U1的M脚、1M脚与2M脚连接有0V线，CPU单元U1的L脚、1L脚与2L脚连接有+24V线，此部分用于CPU单元U1的各控制脚公共接线。

所述CPU单元U1的输入端连接有触点开关，CPU单元U1的输入端通过触点开关来检测检测限位开关、接近开关与装置旋钮的状态。

所述CPU单元U1的I0.0脚连接有触点开关K1的一端，触点开关K1的另一端连接+24V线，此部分用于1#限位开关检测检测，所述CPU单元U1的I0.1脚连接有触点开关K2的一端，触点开关K2的另一端连接+24V线，此部分用于2#限位开关检测，所述CPU单元U1的I0.2脚连接有触点开关K3的一端，触点开关K3的另一端连接+24V线，此部分用于3#限位开关检测，所述CPU单元U1的I0.3脚连接有触点开关K4的一端，触点开关K4的另一端连接+24V线，此部分用于4#限位开关检测，所述CPU单元U1的I0.4脚连接有触点开关K5的一端，触点开关K5的另一端连接+24V线，此部分用于5#限位开关检测，

所述CPU单元U1的I0.5脚连接有触点开关K6的一端，触点开关K6的另一端连接+24V线，此部分用于6#限位开关检测，所述CPU单元U1的I0.6脚连接有触点开关K7的一端，触点开关K7的另一端连接+24V线，此部分用于7#限位开关检测，所述CPU单元U1的I0.7脚连接有触点开关K8的一端，触点开关K8的另一端连接+24V线，此部分用于8#限位开关检测，所述CPU单元U1的I1.0脚连接有触点开关K9的一端，触点开关K9的另一端连接+24V线，此部分用于9#限位开关检测，所述CPU单元U1的I1.1脚连接有触点开关K10的一端，触点开关K10的另一端连接+24V线，此部分用于10#限位开关检测，所述CPU单元U1的I1.2脚连接有触点开关K11的一端，触点开关K11的另一端连接+24V线，此部分用于11#限位开关检测，所述CPU单元U1的I1.3脚连接有触点开关K12的一端，触点开关K12的另一端连接+24V线，此部分用于接近开关检测，所述CPU单元U1的I1.5脚连接有旋钮开关S1的一端，旋钮开关S1的另一端连接+24V线，此部分用于设备手动/自动控制旋钮信号检测，所述CPU单元U1的I1.6脚连接有旋钮开关S2的一端，旋钮开关S2的另一端连接+24V线，此部分用于急停按钮信号检测。

所述CPU单元U1的输出端连接有中间继电器线圈，CPU单元U1的输出端通过控制中间继电器线圈来实现下料气缸、托举气缸、翻转气缸、定位气缸与指示灯启停控制。

所述CPU单元U1的Q1.0脚一端连接有中间继电器线圈KA1的一端，中间继电器线圈KA1的另一端连接0V线，此部分用于下料气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.1脚连接有中间继电器KA2线圈的一端，中间继电器KA2线圈的另一端接0V线，此部分用于夹爪器气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.2脚连接有中间继电器KA3线圈的一端，中间继电器KA3线圈的另一端接0V线，此部分用于1#托举气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.3脚连接有中间继电器KA4线圈的一端，中间继电器KA4线圈的另一端接0V线，此部分用于2#托举气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.4脚连接有中间继电器KA5线圈的一端，中间继电器KA5线圈的另一端接0V线，此部分用于1#翻转气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.5脚连接有中间继电器KA6线圈的一端，中间继电器KA6线圈的另一端接0V线，此部分用于2#翻转气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.6脚连接有中间继电器KA7线圈的一端，中间继电器KA7线圈的另一端接0V线，此部分用于1#定位气缸启动的控制，所述CPU单元U1的Q1.7脚连接有中间继电器KA8线圈的一端，中间继电器KA8线圈的另一端接0V线，此部分用于2#定位气缸启动的控制。

如图5所示，所述PLC模块扩展单元U2的输出端连接有中间继电器线圈，扩展单元U2的输出端通过控制中间继电器线圈实现对指示灯的控制，并将处理的信号数据传送给CPU单元U1，为系统的控制提供信号的依据。

所述PLC模块扩展单元U2的1L+脚、1M脚连接有+24V线、0V线，扩展单元U2的Q2.0脚连接有中间继电器线圈KA9的一端，中间继电器线圈KA9的另一端连接到0V线,此部分用于指示灯红控制，扩展单元U2的Q2.1脚连接有中间继电器KA10线圈的一端，中间继电器KA10线圈的另一端连接到0V线,此部分用于指示灯绿控制，扩展单元U2的Q2.2脚连接有中间继电器KA11线圈的一端，中间继电器KA11线圈的另一端连接到0V线,此部分用于指示灯黄控制，扩展单元U2的Q2.3脚连接有中间继电器KA12线圈的一端，中间继电器KA12线圈的另一端连接到0V线,此部分用于指示灯蜂鸣器控制。

所述电机驱动模块，包括驱动器Q1、驱动器Q2与驱动器Q3。

所述驱动器Q1连接有上料输送带步进电机，用于控制上料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态。

如图6所示，所述驱动器Q1的AC1脚和AC2脚分别连接有A1线和C1线，此部分用于驱动器Q1的电源，驱动器Q1的DIR-脚连接有0V线，驱动器Q1的DIR+脚连接有CPU单元U1的Q0.1脚，驱动器Q1的PLS-脚连接有0V线，驱动器Q1的PLS+脚连接有CPU单元U1的Q0.0脚，驱动器Q1的A+、A-、B+与B-脚连接有上料输送带步进电机，驱动器Q1用于用于控制上料输送带步进电机的启停与运转速度。

所述驱动器Q2连接有下料输送带步进电机，用于控制下料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态。

如图6所示，所述驱动器Q2的AC1脚和AC2脚分别连接有A2线和C2线，此部分用于驱动器Q2的电源，驱动器Q2的DIR-脚连接有0V线，驱动器Q2的DIR+脚连接有CPU单元U1的Q0.3脚，驱动器Q2的PLS-脚连接有0V线，驱动器Q2的PLS+脚连接有CPU单元U1的Q0.2脚，驱动器Q2的A+、A-、B+与B-脚连接有下料输送带步进电机，驱动器Q2用于用于控制下料输送带步进电机的启停与运转速度。

所述驱动器Q3连接有螺纹步进电机，用于控制螺纹步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态。

如图6所示，所述驱动器Q3的AC1脚和AC2脚分别连接有A3线和C3线，此部分用于驱动器Q3的电源，驱动器Q3的DIR-脚连接有0V线，驱动器Q3的DIR+脚连接有CPU单元U1的Q0.5脚，驱动器Q3的PLS-脚连接有0V线，驱动器Q3的PLS+脚连接有CPU单元U1的Q0.4脚，驱动器Q3的A+、A-、B+与B-脚连接有螺纹步进电机，驱动器Q3用于用于控制螺纹步进电机的启停与运转速度。

为进一步说明这种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统，现将实现方法的步骤做如下说明。

如图7所示，程序起始于步骤S100,程序开始，执行步骤S101；

步骤S101，控制系统判断接近开关处是否有电机生产用物料；若有执行步骤S103；若没有执行步骤S102；

步骤S102，上料输送带前进设定的距离；完成后执行步骤S101；

步骤S103，定位气缸伸出；完成后执行步骤S104；

步骤S104，控制系统判断定位气缸伸出是否到位；若是执行步骤S105；若不是执行步骤S103；

步骤S105，定位气缸缩回；完成后执行步骤S106；

步骤S106，控制系统判断定位气缸缩回是否到位；若是执行步骤S107；若不是执行步骤S105；

步骤S107，托举气缸启动上升；完成后执行步骤S108；

步骤S108，控制系统判断托举气缸上升是否到位；若是执行步骤S109；若不是执行步骤S107；

步骤S109，翻转气缸启动旋转一定角度；完成后执行步骤S110；

步骤S110，控制系统判断翻转气缸翻转是否到位；若是执行步骤S111；若不是执行步骤S109；

步骤S111，设备停机报警,提示操作员铣床上料完成；完成后执行步骤S112；

步骤S112，操作员进行铣床加工物料，在触摸屏复位报警信息；完成后执行步骤S113；

步骤S113，翻转气缸旋转复位,托举气缸下降复位；完成后执行步骤S114；

步骤S114，操作员通过触摸屏提示物料加工完毕；完成后执行步骤S115；

步骤S115，控制系统接收到触摸屏的指令，判断下料气缸的位置；完成后执行步骤S116；

步骤S116，下料气缸移动到铣床的上方；完成后执行步骤S117；

步骤S117，下料气缸伸出；完成后执行步骤S118；

步骤S118，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S119；若不是执行步骤S117；

步骤S119，夹爪器启动夹取物料；完成后执行步骤S120；

步骤S120，下料气缸缩回并移动到下料输送带上方位置；完成后执行步骤S121；

步骤S121，下料气缸伸出；完成后执行步骤S122；

步骤S122，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S123；若不是执行步骤S121；

步骤S123，夹爪器启动，松脱物料,下料气缸缩回；完成后执行步骤S124；

步骤S124，下料输送带启动前进设定距离；完成后执行步骤S101；如此反复。

本发明的描述是为了示例与描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改与变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择与描述实施例是为了更好的说明本发明的原理与实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种自动上下料的电机生产用铣床，其特征在于：包括铣床的上料机构与铣床的下料机构；

所述铣床的上料机构，用于将电机生产用的物料有序的运送到铣床处；

所述铣床的下料机构，用于将经铣床加工过电机生产用的物料，搬运到下料输送带上；

所述铣床的上料机构包括上料输送带（10），上料输送带（10）的两侧均匀分布有物料托（31），在上料输送带（10）的后方，沿着上料输送带（10）前进的方向先后设置有接近开关（9）与铣床（8），所述上料输送带（10）的末端两侧，位于末端物料的下方设置有托举机构（11），所述托举机构（11）包括托举气缸与翻转气缸，所述托举气缸包括1#托举气缸（15）和2#托举气缸（20），所述翻转气缸包括1#翻转气缸（23）和2#翻转气缸（24），1#托举气缸（15）和2#托举气缸（20）分列于上料输送带（10）的两侧，1#托举气缸（15）和2#托举气缸（20）的末端分别设置有物料托(31)，所述1#托举气缸（15）上设置有4#限位开关（12）和5#限位开关（13），所述2#托举气缸（20）上设置有6#限位开关（19）和7#限位开关（18），所述1#托举气缸（15）连接有1#翻转气缸（23），1#翻转气缸（23）呈倾斜放置，所述1#翻转气缸（23）上设置有8#限位开关（16）和9#限位开关（17），所述2#托举气缸（20）连接有2#翻转气缸（24），2#翻转气缸（24）呈倾斜放置，所述2#翻转气缸（24）上设置有10#限位开关（21）和11#限位开关（22）；

所述铣床的上料机构还包括定位气缸，所述定位气缸包括1#定位气缸（25）和2#定位气缸（26），1#定位气缸（25）和2#定位气缸（26）分列于上料输送带（10）末端两侧，所述1#定位气缸（25）上设置有12#限位开关（28）和13#限位开关（27），所述2#定位气缸（26）上设置有15#限位开关（29）和14#限位开关（30）；

所述铣床的下料机构包括螺纹轨道（2），螺纹轨道（2）位于铣床（8）的上方，螺纹轨道（2）上设置有下料气缸（4），所述螺纹轨道（2）上设置有1#限位开关（3）和2#限位开关（7），所述下料气缸（4）上设置有3#限位开关（6），所述下料气缸（4）的末端设置有夹爪器(5)，在螺纹轨道（2）的下方设置有下料输送带(1)，下料输送带(1)的两侧均匀分布有物料托（31）。

2.一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统，其特征在于：所述控制系统应用于如权利要求1所述的自动上下料的电机生产用铣床中，包括主电源模块、继电器控制模块、PLC模块和电机驱动模块，主电源模块为控制系统提供供电，继电器控制模块为控制系统的控制提供回路启停控制，PLC模块连接继电器控制模块和电机驱动模块；

所述PLC模块包括CPU单元U1和扩展单元U2，PLC模块是整个控制系统的核心，控制电机启停、指示灯的启停、检测故障和检测装置运行状态；

所述CPU单元U1的232通讯串口连接有触摸屏通讯端，用于控制系统与触摸屏之间的通讯，所述CPU单元U1的L+脚与M脚连接有+24V线、0V线，此部分用于所述CPU单元U1的电源，CPU单元U1的M脚、1M脚与2M脚连接有0V线，CPU单元U1的L脚、1L脚与2L脚连接有+24V线，此部分用于CPU单元U1的各控制脚公共接线；

所述CPU单元U1的输入端连接有触点开关，CPU单元U1的输入端通过触点开关来检测检测限位开关、接近开关与装置旋钮的状态，所述CPU单元U1的输出端连接有中间继电器线圈，CPU单元U1的输出端通过控制中间继电器线圈来实现下料气缸、托举气缸、翻转气缸、定位气缸与指示灯启停控制；

所述PLC模块扩展单元U2的输出端连接有中间继电器线圈，扩展单元U2的输出端通过控制继电器线圈实现对指示灯的控制，并将处理的信号数据传送给CPU单元U1，为系统的控制提供信号的依据；

所述电机驱动模块，包括驱动器Q1、驱动器Q2和驱动器Q3；

所述驱动器Q1连接有上料输送带步进电机，用于控制上料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态；

所述驱动器Q2连接有下料输送带步进电机，用于控制下料输送带步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态；

所述驱动器Q3连接有螺纹步进电机，用于控制螺纹步进电机的启停与运转速度，并向PLC模块部分反馈电机运行状态。

3.如权利要求2所述的一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统，其特征在于：所述主电源模块，包括二相电源线，二相电源线连接有断路器，断路器又连接有变压器与开关电源的一端，变压器另一端又连接有驱动器一端，用于给上料输送带步进电机、下料输送带步进电机与螺纹步进电机提供电源，开关电源另一端连接有触摸屏与PLC，用于给触摸屏与PLC提供电源，还用于为其它用电器提供24V电源。

4.如权利要求2所述的一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统，其特征在于：所述继电器控制模块，包括中间继电器常开触点，中间继电器常开触点连接有电磁阀线圈，用于控制下料气缸、夹爪器气缸、托举气缸、翻转气缸与定位气缸的启停，中间继电器常开触点还连接有指示灯，用于控制指示灯的启停。

5.一种自动上下料的电机生产用铣床的控制系统的实现方法，其特征在于：所述实现方法应用于如权利要求2-4中任意一权利要求所述的自动上下料的电机生产用铣床的控制系统中，所述实现方法包括以下步骤：

程序起始于步骤S100，程序开始，执行步骤S101；

步骤S101，控制系统判断接近开关处是否有电机生产用物料；若有执行步骤S103；若没有执行步骤S102；

步骤S102，上料输送带前进设定的距离；完成后执行步骤S101；

步骤S103，定位气缸伸出；完成后执行步骤S104；

步骤S104，控制系统判断定位气缸伸出是否到位；若是执行步骤S105；若不是执行步骤S103；

步骤S105，定位气缸缩回；完成后执行步骤S106；

步骤S106，控制系统判断定位气缸缩回是否到位；若是执行步骤S107；若不是执行步骤S105；

步骤S107，托举气缸启动上升；完成后执行步骤S108；

步骤S108，控制系统判断托举气缸上升是否到位；若是执行步骤S109；若不是执行步骤S107；

步骤S109，翻转气缸启动旋转一定角度；完成后执行步骤S110；

步骤S110，控制系统判断翻转气缸翻转是否到位；若是执行步骤S111；若不是执行步骤S109；

步骤S111，设备停机报警，提示操作员铣床上料完成；完成后执行步骤S112；

步骤S112，操作员进行铣床加工物料，在触摸屏复位报警信息；完成后执行步骤S113；

步骤S113，翻转气缸旋转复位，托举气缸下降复位；完成后执行步骤S114；

步骤S114，操作员通过触摸屏提示物料加工完毕；完成后执行步骤S115；

步骤S115，控制系统接收到触摸屏的指令，判断下料气缸的位置；完成后执行步骤S116；

步骤S116，下料气缸移动到铣床的上方；完成后执行步骤S117；

步骤S117，下料气缸伸出；完成后执行步骤S118；

步骤S118，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S119；若不是执行步骤S117；

步骤S119，夹爪器启动夹取物料；完成后执行步骤S120；

步骤S120，下料气缸缩回并移动到下料输送带上方位置；完成后执行步骤S121；

步骤S121，下料气缸伸出；完成后执行步骤S122；

步骤S122，控制系统判断下料气缸伸出是否到位；若是执行步骤S123；若不是执行步骤S121；

步骤S123，夹爪器启动，松脱物料，下料气缸缩回；完成后执行步骤S124；

步骤S124，下料输送带启动前进设定距离；完成后执行步骤S101；如此反复。