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基于气动和PLC控制技术的模具标准件分装机械手自动线研发

2014/6/10    来源:万方数据    作者:张涛川      
关键字:PLC  机械手  气压传动  变频器  步进驱动  
本文介绍了针对模具标准件分装工作而设计的分装机械手自动线,着重介绍分装工艺流程、自动线设计方案、外围硬件设计和PLC控制系统程序的开发。经过企业实际应用,该自动线运行稳定可靠。实现了生产自动化,为企业创造了价值。

  近年来,随着我国沿海地区的劳动力成本的不断上升,劳动密集型的制造业对于升级自动化设备、降低普工数量的需求骤然猛增。笔者受某大型成套模架生产企业的委托,开发了一套基于气压驱动、变频传送、步进驱动技术,以PLC控制技术为核心机械手分装自动线设备,可以代替人工分拣分装,实现模具导套、导柱、回位弹簧等标准件的自动化分拣分装,减少了企业对普工的需求,提高了劳动生产效率,为企业增加了效益。

1 分装自动线工作要求

  本自动线的工作任务是代替人工分装方式,将如图1所示的模具典型标准件——模具导套进行分装,采用自动线工作方式,按照2×2的方式分盘分装,分装所用的工艺分装盘的结构如图2所示。

图1模具标准件(模具导套)结构样式图
图2工艺分装盘结构
图2工艺分装盘结构 

2 自动线整体设计方案

  本自动线的工作流程设计方案如图3所示,自动线采用“送件——取件——分装——转运”的工作流程进行设计,自动线主要由气动送料机构、变频输送带机构、五自由度分装气动机械手等主要机构构成,并有两个工作区,分别是分装工作区和转运工作区。该机械手分装自动线的具体工作流程设计方案是:

图3机械手分装自动线工作流程示意图
图3机械手分装自动线工作流程示意图

  (1)系统开机,五自由度机械手进行初始化,各传感器部件进行自检,各气缸进行测试动作,初始化检测完毕后,方可启动系统;

  (2)系统启动后检测到取件台2无工件,同时柱形垂直供料仓11有工件(导套等标准件),则启动变频器驱动输送带9运转;

  (3)工件送料气缸12顶出,工件推出导向机构10一方面挡住柱形垂直供料仓1l剩余工件不落料,同时引导工件送料气缸12顶出的工件进输送带9,顶出到位后,工件送料气缸12复位,工件推出导向机构10复位,柱形垂直供料仓11中的工件在重力作用下自动落料;

  (4)工件进入输送带9后,在输送带9的传送下,经过检测工件传感器7判断工件姿态是否导正,经过次品检测传感器6判断工件是否为次品,经过传感器6、7综合判断若判定工件不合格,则不合格件运转到次品推料气缸4位置时,次品推料气缸4顶出,将不合格件推人次品导向料斗5,使不合格工件被分检出工作循环;

  (5)经过传感器6、7综合判定工件合格,则工件在传送带的连续运转下,被传送至取件台2,取件台工件传感器2感应到有工件后,则停止变频传送机构的运转,同时启动五自由度机械手进行取件;

  (6)取件台工件传感器2感应到有工件后,五自由度机械手旋转至取件台2处,移动机械手到取件位置,抓取工件,然后旋转至分装工作区,将工件放置到工艺分装盘的1号分装位;

  机械手从取件台2取走工件后,气动送料机构、变频输送带机构会自动运行供料,保证自动线工作期间取件台2始终有工件待取;

  机械手依次循环,直至工艺分装盘的2、3、4位分装完工件;

  (7)机械手完成工艺分装盘的分装后,通过夹持工艺分装盘的工艺夹柱(如图2所示),将工艺分装盘装起,然后旋转至转运工作区,将工艺分装盘放置于车间主流水工作线,即完成当前分装工作流程。

  (8)自动线运行期间,控制系统实现分装工作流程循环工作,直至柱形垂直供料仓11无料停止工作或人工停止系统工作。

责任编辑:陈浩
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