FMS系統的液壓換向機械手的PLC控制*

米國際，李祥陽

(1.陜西省泵類裝備研究中心，陜西 西安 710077；2.西安航空學院，陜西 西安 710077)

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FMS系統的液壓換向機械手的PLC控制*

米國際1,2，李祥陽1,2

(1.陜西省泵類裝備研究中心，陜西 西安 710077；2.西安航空學院，陜西 西安 710077)

摘要：首先介紹了PLC在FMS系統中液壓換向機械手的應用，其次闡述了液壓換向機械手的組成及控制流程。從PLC的控制原理角度，設計了液壓換向機械手控制流程圖、控制狀態表、PLC的I/O接口及其地址分配。經試驗驗證，達到了預期效果。

關鍵詞：FMS；液壓換向機械手；PLC控制

目前，柔性制造系統(Flexible Manufacturing System，FMS)由主控計算機和相關軟件進行控制和管理，進行工件的加工及搬運，進而實現多品種、變批量和混流方式生產的自動化制造。工業上柔性制造系統的控制功能主要由可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)完成。本文的液壓換向機械手是FMS系統的一個單元，通過液壓換向回路實現對工件的蓋章操作，完成對托盤進件、出件后再經90°旋轉換向送至下一單元[1-3]。

1液壓換向機械手的結構組成

圖1　液壓換向機械手的結構組成

液壓換向機械手由壓緊、前推和旋轉等3個雙作用液壓缸構成。壓緊缸驅動四連桿機構，實現刻章動作；前推缸驅動鏈條機構，實現本單元對托盤的進件和出件操作；旋轉缸是由1個擺動缸帶動整體液壓單元進行90°換向[4-9]。其結構組成如圖1所示，包括缸驅動四連桿機構、大液壓缸、小液壓缸和鏈條傳送機構。

2液壓換向機械手控制狀態表設計

初始狀態：液壓單元的鏈條傳動檢測復位、轉向檢測復位和刻章檢測復位狀態，液壓電磁斷路失電。系統運行期間：1)托盤進入發出檢測信號后，鏈條傳動至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，鏈條帶動托盤及工件進入本單元；2)鏈條傳動到位后，鏈條傳動至位，檢測微動開關發出信號，此時鏈條傳動至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時失電，鏈條傳動停止；3)托盤入位后，托盤至位檢測微動開關發出信號，刻章至位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，對托盤上的工件進行刻章動作；4)刻章至位檢測微動開關有信號時，刻章至位，電磁閥失電停止動作，此時刻章復位，電磁閥得電，使刻章臂復位；5)刻章復位檢測有信號時，該電磁閥失電結束動作，此時轉向至位電磁閥得電，擺動液壓缸帶動液壓單元整體進行90°旋轉；6)當碰到轉向至位檢測的微動開關時，該電磁閥失電停止動作，此時鏈條傳動復位電磁閥得電，將工件送出；7)鏈條傳動復位檢測到有信號時，該電磁閥與液壓磁路斷路同時失電；8)當托盤送出檢測的光電開關發出檢測信號時，表示托盤已經完全離開液壓單元，此時轉向復位，電磁閥與液壓磁路斷路同時得電，使液壓單元復位；9)轉向復位檢測微動開關發出信號時，轉向復位，電磁閥與液壓磁路斷路同時失電，系統回復初始狀態。液壓換向機械手控制狀態表見表1。

表1　液壓換向機械手控制狀態表

3液壓換向機械手I/O編號分配表

液壓換向機械手I/O編號分配表見表2。

表2　液壓換向機械手I/O編號分配表

4液壓換向機械手程序流程圖

液壓換向機械手程序流程圖如圖2所示。

圖2　液壓換向機械手程序流程圖

5結語

本文設計的液壓換向機械手的PLC控制電路，可靠性高，抗干擾能力強。經試驗驗證，完全達到了實際控制要求，其控制方式值得推廣應用。

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* 2013年度科技部創新基金項目(13C26216105730)

2015年陜西省自然基金項目(2014JM2-5069)

2014年技術轉移促進工程-產學研合作重大項目(CXY1424)

責任編輯鄭練

The PLC Control of Hydraulic Commutation Manipulator in FMS System

MI Guoji1,2, LI Xiangyang1,2

(1. Pump Equipment Engineering Research Center of Shaanxi Province, Xi’an 710077, China; 2. Xi’an Aeronautical College, Xi’an 710077, China)

Abstract：Firstly, introduce the PLC hydraulic system in FMS commutation robotic applications, then present the elaborate hydraulic commutation robot composition and control processes. From the perspective of PLC control principle, design the hydraulic commutation robot control flow, control state table, PLC’s I/O interface, and their address allocation. The experiment is done to achieve the desired effect.

Key words:FMS, hydraulic commutation manipulator, PLC control.

中圖分類號：TP 399

文獻標志碼:A

收稿日期：2015-11-03

作者簡介：米國際(1965-)，男，副教授，主要從事機電控制等方面的研究。