基于PLC的耳机产线主磁机收料站控制系统设计

基于PLC的耳机产线主磁机收料站控制系统设计

摘要：耳机的内部都有一个永磁体，这样耳机才能发声，机器自动化产线每天生产成千上万个永磁铁，由于数量太大，这些永磁铁都是由自动化产线的最后一站收料负责将产品收集起来。本文将对收料的选型、组装进行讲解，对元器件分析讲解；介绍PLC的相关知识，对PLC在系统中的应用以及触摸屏的使用操作进行说明。

关键词：PLC；自动收料控制系统

第一章绪论 1

11 课题的概述及意义 1

12 研究的内容 1

第二章控制系统的总体设计 3

21 系统整体方案设计思路 3

22 系统的控制方案 3

第三章硬件设计 4

31 PLC 的选型 4

32伺服控制器及伺服电机 6

321伺服控制器 6

322 伺服电机的选择 7

33 气动元件 9

331气缸与电磁阀 9

332 气路 10

33 其它低压电器 10

34 触摸屏的选型 10

第四章电路设计 12

41伺服控制电路 12

42 PLC控制电路 13

421 I/O分配表 13

422 PLC 硬件接线图 14

43 PLC与触摸屏的通信 14

第五章软件设计 15

51 设计思路 15

52 流程图 16

54 伺服电机程序 24

541伺服电机原点回归程序图 25

542 点动速度的更改和专用指令写法 25

543 伺服错误的专用指令和写法 26

544 伺服错误的读取专用指令和写法 26

545 伺服电机运行的当前数据读取专用指令和写法 27

第六章 MCGS组态 27

61 实时数据库 27

62组态工程图 28

63 MCGS组态与PLC的通讯 29

64 PLC程序优化 31

第七章调试与维护 31

71 硬件调试 31

72 软件调试 32

73 设备联调 32

74 问题与解决方法 33

总结 33

参考文献 34

第一章绪论

11 课题的概述及意义

耳机早已成为人们生活中必不可少的设备，随着科技越来越发达，耳机也越做越小直到可以放入耳内。入耳的耳机主要有两种形式的发音单元，分别为动圈式和动铁式。在动铁式耳机的内部中，音圈是绕在位于永磁场的中央的一块精密铁片上，这块铁片就是平衡衔铁，铁片在磁力的作用下带动振膜振动发声。动圈式的耳机是通过直接带动振膜振动发出声音的，而动铁式耳机发出声音是通过一个结构精密的连接棒传导到一个微型振膜的中心点的振动。入耳式的耳机经常使用动圈式的，因为它们相对于动铁单元简单实用而且比较便宜。动圈单元直径一般为八毫米到十六毫米，但是动圈单元缺点就在于体积有点大，因此在耳机设计中最常见的就是动铁扬声器。动铁扬声器基本由U型铁片、永磁体、线圈和铜制基板组成。

在校外顶岗实习时担任某厂自动化开发部的技术员，接触到部分生产耳机永磁铁的自动化机器。因为和自己电气自动化专业较为符合所以决定了这个课题。整个永磁体生产由许多部分组成，总的来说分为主磁机、副磁机和主副磁组合三大部分。机器需要组装、接线、调试完毕后才能进入生产。而我在日常工作中主要接触到的是主磁机的组装和调试，需要了解零件的安装位置以及机器运作时各站点的工作顺序，对工作坐标点进行相应的调整，使机器达到能够正常生产的状态。

12 研究的内容

主磁机生产的产品为永磁体的一部分，这部分由一薄一厚两块薄片粘合而成。主磁机的工作站点共有8站，第一站ST1为送料，首先圆振通过表面光洁度筛选，将正面向上的较厚的料送入平振中，圆振和平振是的高度持平，相应的出料口和进料口对在一起所以不需要机器辅助送料。料到达平振出料口后遮挡光感应器，吸嘴运行到料的正上方也就是平振的出料口，气缸通气下去吸住料后通过电机导轨运行放入治具中，一个治具上有两个高精度的孔，治具上可以放两块料。第二站ST2为点胶，因为需要将两块拨片粘合所以就需要将胶水点到料上，确认治具中是否有料后就开始进行点胶，制作的产品不同所以料就会有大有小，点胶

的图案也不相同，这台机只器需要点两条直线就行了，相较于一些需要点八边形的料已经简单了许多，但是毕竟需要点胶的地方大小只有大拇指指甲的一半，可想而知精度要求有多高。第三站ST3为CCD检测及排除，原先检测和排除为两站，改进后整合到了一起方便了许多，CCD照相检测料的正反形状表面光洁度以及点胶的长度粗细等等一大堆，检测到NG件后用夹爪夹出，摄像头和夹爪整合在一起所以摄像的坐标和夹爪的坐标一共需要4个坐标点，设置起来不是一件容易事。第四站ST4也是送料站，和第一站的运作方式相差无几。第五、六站均为热压站，第三站将料放入治具中，两块料也就粘合到一起，但胶干的速度没有那么快，需要加速烘干，两站热压两次，各7s，合计14s，热压头温度控制在350℃左右。第七站ST7为送料站，用夹爪将料吸起放入传送带。第八站ST8为桌盘，桌盘上均匀分布着8个治具，通过旋转进行各站点的工作，以此循环往复。

因为整个机器系统有点大如果全部写太多了所以我决定只挑选其中一站详写，原定计划对第二站点胶进行研究，后发现点胶站需要使用三个伺服马达进行X、Y、Z空间运动，这对我来说有些复杂，特别是程序方面做不到所以决定放弃点胶站转而写第七站送料站。

第七站送料站由一台伺服电机控制螺杆旋转从而使夹爪移动，由夹爪夹取产品放置于传送带上。因为产品较小，所以夹取时需要较高的精度。而且机器的部分气源是压缩空气，冲击较大，所以要用单向节流阀调整通过气缸的流量，让出气平稳舒缓，防止产品因为冲击力过大从夹爪上掉落。

治具上孔的精度比较高，可以刚好放入产品料，孔中的台阶是防止产品掉下去的，所以说是治具孔其实这并不是一个通孔，治具上的长方形凹槽是方便夹爪将料从空中夹出来的，上面的同心圆孔和通孔分别是螺丝孔和定位销的通孔。

参考文献

（1）郭琼PLC应用技术北京：机械工业出版社

（2）宋伯生PLC编程实用技术{M}北京:机械工业出版社,2007

（3）廖常出FX系列PLC编程及应用{M}北京：机械工业出版社,2005

（4）三菱电机三菱FX系列特殊功能模块用户手册2000

（5）罗伟光可编程控制器教程{M}成都电子科技大学出版社2007