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翻板机的结构以及控制系统的设计
摘要：在汽车制造和工业生产过程中,经常需要将零件正反两面进行加工或者清洗,这就需要对零件进行翻转,以便于进一步工艺生产。本文以可编程控制器(PLC)为控制中心,研究工业生产翻转零件所需要的翻板机自动控制系统。在该系统中,分为ROBOT机械手臂控制系统设计和零件翻转控制系统设计。系统运行前,ROBOT在原点处于等待状态,零件在PORT1入口需要翻转时，ROBOT将进行如下程序（平移、旋转、取零件、再旋转、平移、放置零件），最后翻转机执行最后一个程序：将待加工零件进行翻转。之后再由ROBOT机械手臂取回零件放入生产线PORT2处,ROBOT回归原点,完成一个循环。当ROBOT处于等待状态时,一旦有零件需要加工,ROBOT则自动进入工作状态。为保证零件完好性,机械手臂配合变频器采用多段速控制,夹紧装置采用液压控制,利用油压缸配合压力传感器在一定压力范围内顶紧零件,保证零件完好。
关键字：翻转；PLC；ROBOT；变频器，液压
目录
第一章 引言 1
1.1课题来源及研究意义 1
1.2本文的主要内容 2
第二章 翻板机控制方案及结构设计 2
2.1方案的论证与选择 2
2.1.1 控制系统的方案论证选择 2
2.1.2 控制器的论证与选择 3
2.1.3 夹紧装置的论证与选择 4
2.2 翻板机控制系统结构设计 4
2.2.1 总体系统结构设计 4
2.2.2 ROBOT机械手臂结构设计 5
2.2.3 翻转机结构设计 7
第三章 翻板机控制系统硬件设计 8
3.1 所需相关器件的介绍（部分） 8
3.2 PLC等元器件选用 10
3.3 I/O口分配 11
3.4翻板机硬件电路设计 12
第四章 翻板机控制系统的软件设计 15
4.1 系统的总体控制方案 15
4.2 PORT1和PORT2的程序设计 17
4.3 机械手臂ROBOT的程序设计 18
4.4 翻转机的程序设计 22
第五章 人机交互界面的设计 25
第六章 总结与致谢 30
参考文献 31
第一章 引言
1.1课题来源及研究意义
在汽车制造和工业生产过程中,经常需要将零件正反两面进行加工或者清洗,这就需要对零件进行翻转,以便于进一步工艺生产。可是在国内工厂能够自主研发制造这类产品的公司并不多,或者性能和效果并不良好,大多数的翻板机都是依靠进口。这样一来,一旦工厂正在运营的机器发生故障就需要需要联系外商,花费大量金钱不说,维修期间也严重影响了工厂的产能和效率。如果,在国内市场上能够独立自主研发翻板机,不仅仅是市场空间巨大,而且也方便了国内企业运营生产,提高工厂生产效率。因此,在国内市场上,对翻板机的探究以及开发有很大的实用意义。
一般来说,翻板机需要完成取零件,翻转零件以及放回零件三个流程。也就是当物料需要翻转时,物料到达进料口,然后取料手臂进行取料,放入翻转机中进行正反面翻转,翻转完毕后再取回物料放回下一道生产工序中,以完成一个工作循环。
1.2本文的主要内容
在本次系统中,将翻板机分为两个部分设计,一个是ROBOT机械手臂部分,它执行完成取料,送料的工作。第二个是翻转机设计部分,它主要完成对物料的翻转工作。
在系统的一侧设置有两个PORT口,分别为进料口,送入待翻转物料;出料口,放回已翻转的物料。另一侧是翻转机PORT口,用以翻转需要翻转的物料。而在这两个部分中间为ROBOT运行部分。为了保证人身安全,ROBOT运行部分用透明隔离板隔离,ROBOT也只能在规定区域内进行生产动作。ROBOT(机械手臂)可以连续实现的功能：位置的平移、自身旋转、手臂伸缩、手臂的抬升和下降。本文使用西门子S7-200PLC多个行程开关实现分步控制,依照预先设计好的环节实现生产需要。
参考文献
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