基于PLC的自动化生产线控制系统

基于PLC的自动化生产线控制系统

张慧玲,孟宪忠

【摘 要】摘要：本文介绍了一种基于OMRON小型PLC的自动化生产线的控制系统，它由输送分拣单元、机器人搬运单元、物料归正单元、加工单元、装配单元五部分组成，文中叙述了五个单元的输入输出分配和工作流程。 【期刊名称】电子测试 【年(卷),期】2015(000)011 【总页数】3

【关键词】PLC；控制；生产线

0 前言

自动化生产线的水平和制造能力代表了一个国家装备制造能力的最高水平，是一个国家制造业发达程度和国家综合实力的集中体现。可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。

1 自动化生产线的控制系统

本文假设一种典型的自动化生产线，它由输送分拣单元、机器人搬运单元、物料归正单元、加工单元、装配单元五部分组成，集光、机、电、气为一体，完成工件上料、搬运、加工、装配等功能。通过传输链和转角连成环形生产线。应用PLC作为控制核心部件，研究控制系统的模块组成、控制方式、功能的实现及整个系统的综合协调工作。对自动化生产线的控制系统进行设计分析，得

出有实际意义和应用价值的PLC控制系统。

2 PLC的选用

PLC控制系统具有多方面优点，它使用方便，编程简单，功能强，性能价格比高，硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强，可靠性高，抗干扰能力强，对于自动化生产线采用PLC控制可以使系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作量小，维修方便。自动化生产线的主机选用了OMRON公司的CPM1A-40和一个扩展I/O单元。

3 自动化生产线的工作单元3.1 输送分拣单元

本单元要完成的任务：将装入上料筒的工件推到由三相异步减速电动机驱动的环形传送带，通过安装在分拣机构上的不同类型传感器对工件进行金属与非金属，白色与黑色分拣，经光电开关检测及旋转编码器脉冲定位后，由推料气缸将分拣出的金属工件推到金属储料仓、白色工件推到白色储料仓、蓝色工件推到送料平台进入下一工序加工。

本单元的工作流程为：启动系统，变频器启动，交流减速电机带动环形输送线运行；在井式工件库内加入工件，推料传感器和顶料传感器均检测到信号后，顶料气缸伸出顶住工件；推料气缸伸出，将工件推出到环形输送线上；传送带输送工件，出料台传感器检测到信号后，程序开始计数；金属工件位传感器检测到信号后，金属推杆气缸伸出将工件推入到金属料槽中；白色工件位传感器检测到信号后，白色推杆气缸伸出将工件推入到白色料槽中；蓝色工件检测位传感器检测到信号后，送料气缸伸出将工件推入到送料升降台上；送料升降台传感器检测到信号后，升降气缸上升；等待机器人搬运单元搬运，重复以上动作。

3.2 机器人搬运单元

本单元要完成的任务为：完成工件由上料位、加工位、装配位等位置的搬运工作。

本单元的工作流程为：上料输送分拣单元上料完成等待搬运后，直行步进电机运行，机器人前进到物料台处，物料台处传感器检测到信号后，手臂下降，手臂下限位传感器检测到信号后，延时1.5秒，气夹动作夹紧工件，延时1.5秒手臂上升，手臂上升到位后，机器人前进到归正台处，归正台处传感器检测到信号后，手臂下降，手臂下限位传感器检测到信号后，气夹动作释放工件，延时1.5秒摆臂上升，等待归正单元归正完成。当归正完成信号（使用中间继电器）发出，机器人手臂下降，手臂下限位传感器检测到信号后，延时1.5秒，气夹动作夹紧工件，延时1.5秒手臂上升，手臂上升到位后，机器人前进到放料位处，当放料位处传感器检测到信号后，机器人手臂下降，手臂下限位传感器检测到信号后，气夹动作释放工件，延时1.5秒手臂上升，手臂上升到位后，机器人前进到出料台处等待加工完成。加工单元加工完成后，手臂下降；手臂下降到位后，延时1.5秒，气夹动作夹紧工件，延时1.5秒手臂上升；手臂上升到位后，机器人前进到装配台处，当装配台处传感器检测到信号后，机器人手臂下降，手臂下限位传感器检测到信号后，气夹动作释放工件，延时1.5秒手臂上升，手臂上升到位后，机器人后退回原点；等待下一个工件到位，重复以上动作。 3.3 物料归正单元

本单元要完成的任务为：利用归正块、光电传感器、电机实现对非圆柱外表面的筒状物料位置进行归正，这是一种简洁的归正机构。