啤酒装箱自动生产线的PLC控制

啤酒装箱自动生产线的PLC控制

PLC Control Of Automatic Production Line Of Beer-encasement

阎相环 Yan Xiang Huan

(河北任丘渤海石油职业学院机电系，河北任丘062552) （Department Of Mechanical and Electrical Engineering,Bohai Petroleum Vocational College,HeBei Renqiu 062552)

【内容摘要】利用PLC来控制啤酒装箱的自动生产线。在装箱生产线上装设1个光电传感器，每当1个啤酒瓶经过时，会产生一个脉冲信号，可以用这个脉冲信号传给PLC进行记录已经经过的啤酒的个数，当啤酒数达到24个时，利用一只机械手来完成整个装箱动作过程，利用5个行程开关把机械手的机械位置信号传给PLC，由PLC经过处理控制机械手的运动。

【关键词】自动生产线机械手 PLC

Abstract：The design attempts to control the entire automatic production line of beer-encasement by using of PLC. A photoelectric sensor is installed on the line of encasement, such that when a beer bottle pass by, a impulse signal will be engendered, which can be used to memorize the number of bottles transmitted to PLC. When the number of bottles is up to 24, a manipulator will complete the entire bin-packing process. By using of 5 travel switch, the signal of manipulator’s mechanical location will be tranmitted to PLC, and after its machining, PLC contrlos the movement of the manipulator.

Keywords：automatic production line, manipulator, PLC

0总体方案的确定

0.1啤酒装箱自动生产线中装好的啤酒瓶采用传输带传输。利用PLC来控制啤酒装箱的自动生产线。

0.2在装箱生产线上装设1个光电传感器，每当1个啤酒瓶经过时，会产生一个脉冲信号，可以用这个脉冲信号传给PLC进行记录已经经过的啤酒的个数，当啤酒数达到24个时(减计数)，进行装箱动作。

0.3系统利用一只机械手来完成整个装箱动作过程的。在生产线开始运作之前，机械手可能位于任何位置，要求在生产线的初始化阶段将机械手送到左上角的位置。

0.4利用5个行程开关把机械手的机械位置信号传给PLC，由PLC经过处理控制机械手的运动。5个行程开关分别为：左行程开关、右行程开关、上行程开关、下行程开关和加紧行程开关。

0.5计数器计到24瓶时，开始装箱动作。首先将机械手沿着最左侧从上向下运动，直到碰到最下端行程开关为止，此时表示机械手已经碰到了酒瓶，自动抓起啤酒后，向上运动，碰到最上面的行程开关时，机械手右行，碰到右侧的行程开关时，机械手下行，直到碰到下端的行程开关为止，表示已经把啤酒装入箱中，一次的装箱过程完成。

0.6在完成装箱的动作过程后，需要运动机械手同时上行和左行到左上角的位置，等待啤酒计数到达24个时，重新进行下一次的装箱动作。

1机械部分动作过程分析

1.1机械手简介

机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工作或操纵工具的自动化装置。本系统采用二自由度机械手为圆柱坐标型，可实现X 轴伸缩、Z轴升降和抓紧、放松动作降的功能。机械手主要完成从输送带上的货物装箱、移箱活动。为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关SQ0、SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，对机械手分别进行下降、上升、左移、右移、抓紧动作的限位，并发出动作到位的输入信号。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由液压驱动，并分别由六个电磁阀来控制。图一为机械手示意图

图一机械手示意图

1.2机械手及传送带顺序动作的流程

（1）按下起动按钮SB1时，启动传送带运行，机械手系统工作。首先上升电磁阀通电，手臂上升，至上升限位开关动作；

（2）左转电磁阀通电，手臂左移，至左转限位开关动作；

（3）光电传感器通过PLC计数。

（4）计数达到24，下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作；抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作；

（5）手臂再次上升，至上升限位开关再次动作；

（6）右转电磁阀通电，手臂右移，至右转限位开关动作；

（7）手臂再次下降，至下降限位开关再次动作；

（8）放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程。

（9) 按下停止按钮SB2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手按停止前的动作继续工作。

2 PLC选型

根据所设计的机械手的驱动部件为电机驱动器、输入/输出接点少的特点，我们采用了日本松下电工生产的FP1- C24型可编程逻辑控制器对机械手的驱动进行控制。

在日本松下电工公司生产的1y系列产品中，FPl属于小型PLC产品。该产品系列有紧凑小巧的C14型与C16型，还有具有高级处理功能的C24、CAO、C56、C72型等多种规格。

可编程控制器的功能是否强大，很大程度上取决于它的技术性能。由于FPI具有结构紧凑、硬件配置全、软件功能强等特点，虽然属于小型机，但它的某些技术性能是—些同档次