自动化生产线装配下料站设计

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【摘要】目前，一种基于PLC技术的自动化生产线教学实训系统，通过自动上料、检测传输、自动分拣和装配等工序，集机电气驱动技术、传感器技术、PLC技术及网络控制技术于一身，是培养和提高学生专业综合能力的重要实训设备。阐述了该系统中装配下料站的设计过程，包括气动控制回路设计、PLC的硬件和程序设计。

【关键词】气动　PLC　装配下料　自动化

1前言

我校自主研发的自动化生产线是一套基于PLC控制的教学系统，也是一套模块化的生产实训系统。它集电气控制、PLC应用、传感器、气动等多种技术于一体，由自动上料、传输检测、真空分拣、颜色分拣、位置调整、配件供给和装配下料等七个工作站组成。装配下料站的功能是对部件进行压装并完成自动下料动作。

2系统的硬件设计

2.1动作过程

装配下料单元主体由气动机械手、压装气缸和下料气缸组成。主要功能是控制气爪，把经传输带传送过来的由位置调整和配件供给单元配对成功的工件成功抓取，然后放到压装缸下。压装缸把配对成功的工件压紧，然后下料缸将压装完毕的工件打到工件盒内。

2.2气动回路设计

在装配下料单元中，气动执行机构的主体是气动机械手和两个直线气缸。气动机械手在结构上由1个气爪、2个直线气缸和1个摆动气缸组成。归位状态为：气爪开，平移缸进，升降缸落，打料缸退。动作顺序为：气爪闭平移缸退升降缸升摆缸1800压装缸压压装缸退平移缸退打料缸打打料缸退一摆缸00升降缸落平移缸进气爪开。工作原理如图1所示。

图1中气动机械手可实现手臂平移、升降、摆转、抓取和松放动作。由安装每个气缸上的磁性接近开关来检测直线气缸的两个极限工作位置。4个二位五通的带手控开关的双电控电磁阀集中安装在汇流板上，分别控制机械手的手臂进行平移、升降、摆动、气爪的夹紧和松开动作。汇流板中两个排气口末端均连接了消声器。

2.3 PLC控制

在装配下料单元中，检测各气缸工作位置的磁性开关、检测配对后的装配件位置的电感式接近开关，加上保证生产线连续动作的各种标志输入和两个控制按钮后在内，PLC共需15个输入端子接收外界信号。电磁阀控制的输出动作，加上故障信号和标志信号共需15个输出端子。选用S7-226主单元。其I／O接线原理如图2所示。本单元在自动模式须与其它单元联机才能完成动作，手动模式无需联机。

3系统的软件设计

PLC梯形图程序的设计方法有经验法和顺序控制法两种。根据装配下料站气动机械手的动作过程，采用顺序控制法编写的自动运行程序如图3所示。

参考文献：

[1]廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2005.

[2]崔坚，李佳.西门子工业网络通信指南(上册).北京：机械工业出版社，2005.

[3]符林芳.液压与气压传动技术.北京：北京理工大学出版社，2010.

[4]张永飞，姜秀玲.PLC及其应用.大连：大连理工大学出版社，2009.