PLC在机械手改造中的应用_图文

1、PL C在机械手改造中的应用王亮(东南大学工业发展与培训中心电气技术实验室,江苏南京210031摘要:讨论了采用三菱PLC用于注塑机上的CYA型机械手进行改造,以克服单片机控制系统可靠性差、故障率高等问题;详细阐述了程序设计编写、硬件系统改造和应用中应注意的事项等。关键词:可编程序控制器;机械手;顺序控制;多模式中图分类号:TP241;TM57116+1文献标识码:B文章编号:167125276(20050620144203Application of PLC in R econstructing ManipulatorWAN G Liang(Southeast University,J S

2、Nanjing210031,ChinaAbstract:This article discusses the possibility of using Mitsubishi Electric PLC to reconstruct the CYA type manipulator applied in the machinery of plastic2infuse,so that it is possibility to conquer the single2chip (SCMcontrol systems problems such as low reliability and high ma

3、l2function rate.The paper describes a detail expatiation on the design and programming of the program,construction of the hardware system and the watchful proceedings during the application.K ey w ords:PLC;manipulator;sequence control;multi2mode0前言CYA型气动横行机械手是一种节省劳力的装置,它装在注塑机上,将注塑件从注塑机模具中取出并放于指定的位置上

4、。原有系统采用“单片机+传感器+气动部件”的形式。由于单片机控制器的可靠性不高,在与注塑机联动时易受到注塑机运行的电磁干扰。虽已采用了一块接口面板进行信号传递和电磁隔离,但仍然经常出现取出不良、注塑机无故停机、机械手误动作等问题。同时本机械手除了生产任务外,还作为教学演示平台,向学生介绍并演示自动化控制技术在生产中的应用。因此要求机械手的运行程序可以方便及时地进行修改。而现有的“单片机+EPROM”形式需要专用的读/写片设备,修改调试极不方便,对编程人员要求高。针对以上问题,现采用PLC(可编程控制器对此机械手的控制系统及有关硬件进行技术改造。1控制器选型结合本机械手的实际情况,考虑多种因素,

5、在本次改造中选用了三菱公司的FX2N-64MR-D 型PLC基本单元作为控制器。FX2N系列PLC是三菱公司推出的高性能、高性价比的微型PLC,它安装体积紧凑,外部结构先进美观,工作安全可靠,拥有8K步的用户存储器的容量。FX2N具有步进梯形指令STL(step ladder instruction,可方便的实现机械手的顺序控制。采用SWOPC-FXGP/ WIN-C编程软件,功能强大,界面友好,应用于教学与生产中简单方便。2程序编制CYA型横行机械手配合注塑机工作时,其基本动作过程如图1所示。一个标准的工作循环包含12个基本动作。针对不同的情况,机械手的工作方式有多种选择。因此在程序编制中必

6、须充分考虑到各种工况和条件,以满足不同的要求。现将程序设计和编制过程中的几个问题简要地说明如下:a程序的总体结构设计:根据机械手的实际工作情况,程序必须具有自动运行和手动运行两种基本工作模式;程序还必须提供回原点的功能;为了便于机械手动作的单步调试,程序必须提供单步144http:/ZZHDE2mail:ZZHD机械制造与自动化 M achi ne B uil di ng &A utomation ,Dec 2005,34(6:144146145 图5流道臂下降(手动自动返回原点程序相对简单,在此模式下,按下启动钮,机械手自动返回原点状态。当自动返回原点结束后,用SET指令将M8043

7、(回原点完成置为ON。自动程序由STL指令设计,特殊辅助继电器M8041(转换起动和M8044(原点条件是从自动程序的初始步S2转换到下一步S20的转换条件。在使用IST指令后,系统的手动、自动、单周期、单步、连续和回原点这几种工作方式的切换是通过特殊辅助继电器M8040M8042实现的,系统程序中IST指令自动驱动M8040M8042。3硬件部分的改造a电源的改造:原控制器采用单片机系统,功率不够大,电磁阀是主要用电器。现改换PLC进行控制,PLC本身需24V直流供电。因此,将原有电源改换成大功率直流24V开关电源;b增加保护电路:电磁阀是一个感性负载,感性负载在断电时会产生比较大的感应电动

8、势进而产生感应电流,易损坏PLC内部的继电器触点,所以对每个电磁阀都并联一个泄流二极管,以泄放感应电流,保护PLC内部继电器触点;c与注塑机的接口:本次选用的PLC输入为24V直流信号,理论上可以直接接收注塑机的信号。但为了防止注塑机的直流信号不够清晰,引起机械手的误动作,因而采用继电器中转注塑机的开模信号,以确保系统运行的可靠性。4小结采用PLC控制替代单片机控制对CYA型机械手进行改造,其目的是:1为了提高系统的可靠性,使设备在进行批量生产时能够尽可能的实现连续自动生产,减少人力维护;2为了便于自动化教学演示。经过改造后,机械手与注塑机联动时故障大大减少,长期生产后仅仅更换了两个避震头、一

9、个保险丝管,而电器控制部分基本无故障,提高了生产效率,减轻了维护工作量。同时,通过编程电缆与计算机相连接,可以方便地编写和修改程序,系统运行时还可以直接在屏幕上监控PLC的工作状态,为自动化教学提供了一个良好的平台。这次改造圆满完成了既定目标,取得了良好的经济效益。参考文献:1Mitsubishi Electric Corporation.FX2N series programmable con2trollers hardware manualZ1199912Mitsubishi Electric Corporation.FX-20P-E programming pan2el operatio

10、n manualZ1199213廖常初主编.PLC基础及应用M1北京:机械工业出版社,200414廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法J.电工技术杂志,2001,(112001,(121收稿日期:2005204229(上接第143页管子、管子与筋板、以及管子与反射面之间是否干涉。如果发生干涉就应及时对管子的位置进行调整。这样,可以将需要生产样机才能发现的问题,在设计过程中就得以解决,从而缩短了设计周期,降低了科研成本,大大提高了产品的竞争能力。5结束语通过以上分析,可以清楚地看到I-DEAS软件的优越性能,尤其在天线设计过程中,I-DEAS 软件可以解决许多用传统方法或其他软件无法解决或难以解决的问题,大大提高了设计效率和设计精度。因此,我们需要进一步学习与探索,将I-DEAS的强大功能