CN220804075U - 一种基于plc控制的涂胶控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于PLC控制的涂胶控制系统，涉及自动化控制技术领域，该系统包括PLC控制器、力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力调节阀、压力控制阀、料筒夹持阀、X轴驱动器、X轴伺服电机，其中，力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力控制阀、料筒夹持阀以及X轴驱动器与PLC控制器连接，压力调节阀与模拟量模块连接，X轴驱动器与X轴伺服电机连接。本实用新型可以实现精准出胶，通过恒定控制涂胶头与玻璃之间的接触力，使涂胶头寿命大大加长，并且改善涂胶效果。

Description

一种基于PLC控制的涂胶控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于PLC控制的涂胶控制系统。

背景技术

汽车玻璃生产公司由于底涂液的易挥发、易变质和易溶解橡胶等化学特性的原因，在底涂涂胶的工序环节都是采用蠕动泵供胶的方式来提供胶液，并且需要及时的清洗管路，造成了大量的浪费。并且在涂胶环节中涂胶头的使用寿命也非常的短，想要涂胶头寿增加，必须要定时对涂胶头进行补交，但传统的补交量控制不均匀，会形成涂胶液的浪费。并且在涂胶过程中机器人运行时涂胶头与汽车玻璃接触的力无法做到均衡，这样就会形成涂胶的表面拉丝和胶液堆积等现象，影响成品量。

实用新型内容

为此，本实用新型提出了一种基于PLC控制的涂胶控制系统，所要解决的技术问题在于克服现有技术中在涂胶过程中，存在胶液和涂胶头浪费、成品率低以及生产成本高等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于PLC控制的涂胶控制系统，所述涂胶控制系统包括：

PLC控制器、力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力调节阀、压力控制阀、料筒夹持阀、X轴驱动器、X轴伺服电机，其中，力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力控制阀、料筒夹持阀以及X轴驱动器与PLC控制器连接，压力调节阀与模拟量模块连接，X轴驱动器与X轴伺服电机连接。

在本实用新型的一个实施例中，还包括电源模块，所述电源模块与所述PLC控制器连接，所述电源模块提供24V直流电，用于给PLC控制器供电。

在本实用新型的一个实施例中，还包括涂胶机器人。

在本实用新型的一个实施例中，还包括产线控制器，所述产线控制器与所述PLC控制器连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述产线控制器通过PROFINET总线与涂胶机器人通信连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述产线控制器用于向所述PLC控制器下发涂胶指令信息。

在本实用新型的一个实施例中，所述涂胶指令信息包括涂胶玻璃的型号、涂胶机器人的运行速度。

在本实用新型的一个实施例中，所述力传感器用于采集涂胶头和涂胶玻璃之间的接触力。

在本实用新型的一个实施例中，所述触摸屏采用多点触摸电容屏。

在本实用新型的一个实施例中，所述PLC控制器采用S7-1200系列。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实施新型提供了一种基于PLC控制的涂胶控制系统，本实用新型采用PLC控制器作为控制核心，具体包括力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力调节阀、压力控制阀、料筒夹持阀、X轴驱动器、X轴伺服电机。PLC控制器根据获得的涂胶玻璃的型号、涂料机器人的运行的速度，通过恒力控制算法计算出涂胶头的接触力，并且通过实时的接触力监控，对接触力进行调节控制，实现涂胶头与玻璃之间的接触力恒定。本实用新型可以实现对底涂胶液精准供胶，通过控制涂胶头与汽车玻璃接触力均匀，进而解决现有技术中在涂胶过程中，存在胶液和涂胶头浪费、成品率低以及生产成本高等问题。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型实施例中提供的一种基于PLC控制的涂胶控制系统的框图。

说明书附图标记说明：1、PLC控制器；2、力传感；3、角度传感器；4、限位传感；5、急停开关；6、触摸屏；7、模拟量模块；8、压力调节；9、压力控制阀10、料筒夹持阀；11、X轴驱动器；12、X轴伺服电机；13、产线控制器；14、电池模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型提供了一种基于PLC控制的涂胶控制系统，所述涂胶控制系统包括：PLC控制器1、力传感器2、角度传感器3、限位传感器4、急停开关5、触摸屏6、模拟量模块7、压力调节阀8、压力控制阀9、料筒夹持阀10、X轴驱动器11、X轴伺服电机12，其中，力传感器2、角度传感器3、限位传感器4、急停开关5、触摸屏6、模拟量模块7、压力控制阀9、料筒夹持阀10以及X轴驱动器11与PLC控制器1连接，压力调节阀8与模拟量模块7连接，X轴驱动器11与X轴伺服电机12连接。

本实用新型实施例提供了一种基于PLC控制的涂胶控制系统，本实用新型采用PLC控制器作为控制核心，具体包括力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力调节阀、压力控制阀、料筒夹持阀、X轴驱动器、X轴伺服电机。PLC控制器根据获得的涂胶玻璃的型号、涂料机器人的运行的速度，通过恒力控制算法计算出涂胶头的接触力，并且通过实时的接触力监控，对接触力进行调节控制，实现涂胶头与涂胶玻璃之间的接触力恒定。本实用新型可以实现对底涂胶液精准供胶，通过控制涂胶头与汽车玻璃接触力均匀，进而解决现有技术中在涂胶过程中，存在胶液和涂胶头浪费、成品率低以及生产成本高等问题。

进一步地，涂胶控制系统还包括电源模块14，电源模块14与PLC控制器1连接，电源模块14提供24V直流电，用于给PLC控制器1供电。

进一步地，涂胶控制系统还包括产线控制器13，产线控制器13与PLC控制器1连接。

进一步地，涂胶控制系统还包括涂胶机器人，产线控制器13通过PROFINET总线与涂胶机器人通信连接。产线控制器13用于向PLC控制器1下发涂胶指令信息，涂胶指令信息包括涂胶玻璃的型号、涂胶机器人的运行速度等。

进一步地，力传感器2用于采集涂胶头和涂胶玻璃之间的接触力；角度传感器3用于采集涂胶头和涂胶玻璃之间的夹角。

进一步地，触摸屏6采用多点触摸电容屏。

本实施新型提供的涂料控制系统，采用S7-1200系列的PLC控制器1，输入信号主要包括胶桶检测信号、料筒夹持检测信号、X轴方向的限位开关信号；输出信号主要包括X方向的伺服电机控制信号、恒力系统压力调节阀信号、恒力系统压力控制阀信号以及各种指示信号。PLC控制器1根据获得的涂胶玻璃的型号以及涂胶机器人的运行速度等信息，通过恒力控制算法计算出涂胶头的接触力，并且通过实时的接触力监控，对接触力进行调节控制，实现涂胶头与汽车涂胶玻璃之间的接触力恒定，进而解决现有技术中在涂胶过程中，存在胶液和涂胶头浪费、成品率低以及生产成本高等问题。

本实用新型采用底涂液载具设计为一次性PP材质针筒及PE材质活塞针筒形，容量为200ml。采用伺服电机位置控制模式控制推杆前进推动活塞动作控制胶量流出，在涂胶过程为了保证涂胶效果，涂胶头必须保持内部存有足够的较量保持湿润。

本实用新型通过伺服电机转速控制推进行程，从而控制出胶量，只要求出单位体积的底涂液质量，就可以算出相应丝杠进给量是多少，从而反向推算出电机的转速，便可在程序上实现精确控制(底涂体积变化量→丝杠行程变化量→电机转速变化量)。

已知，底涂液密度ρ＝0.89g/cm³；针筒内壁半径r＝20mm＝2cm

假设丝杠推动活塞行进1mm，先求该体积变化下出胶质量：

因为圆柱体体积V＝π·r2·＝3.14×22×0.1＝1.256cm³，所以该体积内底涂液质量m＝V·ρ＝1.256×0.89＝1.11784g。

结论：活塞前进1mm行程下，PP针筒出胶量是1.11784g。

如果丝杠导程为2mm，伺服电机输出轴与丝杠同转速比，那么，推导至伺服电机转速与出胶质量关系为：电机旋转半圈，丝杠前进1mm，出胶量质量为1.11784g，再通过采集的涂胶机器人运行速度，对应补胶量比例K值(由经验获得)。从以上参数，便可得涂胶机器人在对应的玻璃涂胶轨迹上可以根据运行速度增加或者减少出胶量，保证涂覆效果的稳定。

为了使涂胶头寿命大大加长，并且改善涂胶效果，本实用型新利用可监控压力调节阀通过恒力算法实现对涂胶头与玻璃之间的接触力稳定，使涂胶头与玻璃之间完美接触，保障涂胶效果。具体恒力算法如下所示：

G＝G₁+G₂

F_GZ＝G×cosθ

其中，F代表涂胶头与汽车玻璃的垂直接触力设定值(通过触摸屏6设置)；通过力传感器2和角度传感器3进行力的大小与方向的测量，G₁代表涂胶设备头部设备的重力，G₂代表涂胶毛毡头的重力，G代表涂胶设备头部设备与毛毡头总重力；F_GZ代表G在垂直玻璃方向的压力；S₁、S₂分别代表无摩擦气缸内壁直径截面积；P₁代表无摩擦气缸下进气孔进气压力，P₂代表无摩擦气缸上进气孔进气压力，P₀代表压力调节阀对无摩擦气缸补充的压力。

本实用新型涂料控制系统具体实施流程：首先对基于PLC控制的涂胶控制系统进行初始化，控制出料的X轴电机伺服12回零点，料筒夹持阀10气缸松开，胶桶检测信号为无(低电平)，料筒夹持阀10检测信号为无(低电平)、X轴伺服电机12显示在原点位置，涂胶控制系统准备就绪；如果未就绪，涂胶控制系统需要重复初始化过程。涂胶控制系统准备就绪之后，PLC控制器1接收产线控制器13传送的涂胶玻璃的型号等信息，PLC控制器1计算出涂胶头的出胶量和接触力的控制值；然后接收产线控制器13传达的控制信号。如果初次涂胶或者料筒内没有足够的底涂液，PLC控制器1会反馈给产线控制器13换料筒信号，然后产线控制器13就会命令涂料机器人移动到换胶桶工位进行换胶桶操作，胶桶会通过料筒夹持阀9紧紧的夹持到涂胶枪的指定位置，料筒安装或更换完毕。涂胶控制系统显示胶桶内有胶，然后进行底涂头安装环节，安装完成涂胶头之后需要对干燥的涂胶头进行首次充胶操作，涂胶控制系统会通过PLC控制器1计算出需要首充的底涂液量，通过X轴驱动器11驱动X轴伺服电机12精确的对涂胶头进行首次充料，使其涂胶头内含胶饱满，首次充胶完成。PLC控制器1给产线控制器13反馈可以涂胶信号，然后产线控制器13控制涂胶机器人运行涂胶动作轨迹，在涂胶动作过程中，涂胶控制系统通过X轴伺服电机12不停的为涂胶头内补充计算好的胶量值；并且在涂胶过程中恒力控制系统启动，涂胶控制系统打开恒力开关阀，为恒力调节气缸充气，通过恒力调节阀实时的对恒力调节气缸进行调节，使涂胶头和玻璃的接触力保持在玻璃接触力设定参数范围内，这些调节直至涂胶完成。判断是否是全部涂胶玻璃完成涂胶，如果是那就进行涂胶控制系统的管路清洗环节，料筒放到指定位置，然后清洗涂胶管路。如果涂胶玻璃未全部完成，则判断涂胶头是否到达使用寿命(一般的涂胶头使用寿命在13块玻璃左右)，如果到达使用寿命，涂胶控制系统移动到去除涂胶头位置，涂胶机器人拔出涂胶头，然后进行更换涂胶头动作，之后首次充料，然后继续以上涂胶过程；如果涂胶头未到使用寿命，则会直接进入以上涂胶过程，直至需要涂胶的涂胶玻璃全部涂胶完成，然后进入清洗管路操作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，包括：PLC控制器、力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力调节阀、压力控制阀、料筒夹持阀、X轴驱动器、X轴伺服电机，其中，力传感器、角度传感器、限位传感器、急停开关、触摸屏、模拟量模块、压力控制阀、料筒夹持阀以及X轴驱动器与PLC控制器连接，压力调节阀与模拟量模块连接，X轴驱动器与X轴伺服电机连接；所述PLC控制器采用S7-1200系列。

2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块与所述PLC控制器连接，所述电源模块提供24V直流电，用于给PLC控制器供电。

3.根据权利要求1所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，还包括涂胶机器人。

4.根据权利要求1所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，还包括产线控制器，所述产线控制器与所述PLC控制器连接。

5.根据权利要求4所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，所述产线控制器通过PROFINET总线与涂胶机器人通信连接。

6.根据权利要求4所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，所述产线控制器用于向所述PLC控制器下发涂胶指令信息。

7.根据权利要求6所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，所述涂胶指令信息包括涂胶玻璃的型号、涂胶机器人的运行速度。

8.根据权利要求1所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，所述力传感器用于采集涂胶头和涂胶玻璃之间的接触力。

9.根据权利要求1所述的基于PLC控制的涂胶控制系统，其特征在于，所述触摸屏采用多点触摸电容屏。