基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產線

河源職業技術學院 葉 旋 馮友強河源技師學院 葉 韜

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基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產線

河源職業技術學院 葉 旋 馮友強
河源技師學院 葉 韜

【摘要】近年來，企業對自動化控制的生產線的需求越來越強烈，自動化控制技術也得到了長足的發展。本文闡述了一種基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產線，工廠實地測試結果表明，該系統生產柔性高，適用于各種不同尺寸的指甲油瓶的旋蓋作業，可以提高企業的生產效率，為企業提高效益。

【關鍵詞】PLC；指甲油；旋蓋；自動化

0　引言

隨著我國人口紅利的逐步減少，企業的用工成本的不斷上升，企業對自動化生產技術的需求也越來越大，而可編程邏輯控制器（PLC）具有功能性強、編程方便，可靠性高，體積小巧等優點，使其在工業控制系統中應用越來越廣泛[1-2]。本文闡述了一種基于PLC的柔性的指甲油瓶旋蓋生產線，采用PLC配合紅外傳感器和步進電動機等機構，實現了對旋蓋生產線的自動控制。相對于當前指甲油產品的生產企業廣泛采用的多工位轉盤式生產裝置，該生產線適用于多種尺寸和形狀的指甲油瓶的旋蓋作業，生產的柔性更高，靈活性更強。本文論述了該生產線的機械結構、控制硬件及軟件設計，對該生產線的特點進行了分析，在交付企業使用的過程中，驗證了該系統的有效性，具有一定的現實意義。

1　生產線的機械結構

旋蓋生產線的機械結構如圖1所示，該旋蓋生產線采用皮帶傳送機為傳輸機構，皮帶上設置橫向距離和高度可調節的護欄，以滿足不同尺寸的瓶子的輸送作業；采用步進電動機為動力源，可以精密地控制皮帶的啟停；采用紅外傳感器作為系統控制信號源，在控瓶器入口與出口，以及旋蓋機工位處分別設置紅外傳感器1、2和3，以檢測瓶子的位置；采用另外一個步進電機驅動圓形轉盤作為控瓶器，以分離緊密排放的瓶子，逐個地將瓶子輸送至旋蓋工位，且瓶子嵌入控瓶器的缺口的寬度是可調節的，如圖1所示，這樣可以傳送不同尺寸的瓶子；采用氣缸作為瓶子旋蓋作業的夾緊裝置。其工作原理為，步進電機帶動鏈輪，驅動皮帶前進，當指甲油瓶到達控瓶器入口時，紅外傳感器1檢測到信號，PLC控制皮帶停止，同時控制控瓶器轉動，帶動一個瓶子繼續前進至控瓶器出口，紅外傳感器2檢測到信號，PLC控制皮帶啟動，同時控制控瓶器停止轉動，皮帶帶動一個指甲油瓶至旋蓋工位，紅外傳感器3檢測到信號，PLC控制皮帶停止，同時控制氣缸夾緊指甲油瓶，旋蓋機工作1至2秒后復位，PLC控制控制控瓶器轉動，繼續下一個瓶子的旋蓋作業。

圖1　旋蓋生產線的結構示意圖

2　生產線的硬件構成

旋蓋生產線的控制硬件采用三菱FX3G-24M型號的PLC作為控制中樞，IO口分配如下，X1旋蓋機復位；X2右夾緊氣缸復位；X3右夾緊氣缸伸出，X4左夾緊氣缸復位；X5左夾緊氣缸伸出；X10停止按鈕；X11啟動按鈕；X12控瓶器出口紅外檢測信號；X13控瓶器入口紅外檢測信號；Y0控瓶器電機脈沖輸出；Y1皮帶電機脈沖輸出；Y3皮帶電機釋放；Y4皮帶電機方向信號；Y5控瓶器電機釋放；Y6控瓶器電機方向信號；Y10氣缸電磁閥啟動。采用威綸通TK6070iP1型號的觸摸屏作為控制輸入裝置，采用雷塞DM860驅動器驅動雷塞86HS45步進電機帶動皮帶，采用雷塞DM422驅動器驅動雷塞42HS03步進電機帶動控瓶器，采用滬工E3F1-3DN2型號NPN常閉型紅外傳感器檢測瓶子的位置，采用AIRTAC的TN10X60S型號的氣缸。

3　生產線的系統軟件

采用三菱PLC梯形圖語言進行編程，系統通電后，處于待機狀態，PLC在接收到觸摸屏的啟動信號之后，控制步進電機帶動傳送帶向前運動。通過紅外傳感器檢測瓶子的位置，PLC根據紅外傳感器的信號控制傳送帶、控瓶器和氣缸。軟件程序指令為，0 LD M8002，1 OR X010，2 ZRST S0 S28，7 ZRST M0 M2，12 ZRST Y000 Y010，17 LD X011，18 SET S0，20 LDP M0，22 ANI M2，23 MOVP K300 D0，28 LDP M2，30 ANI M0，31 MOVP K200 D0，36 LD M0，37 OR M2，38 OUT Y004，39 DPLSV D0 Y001 Y004，52 LD M1，53 OUT Y006，54 DPLSY K800 K1600 Y000，67 STL S0，68 OUT T0 K5，71 LD T0，72 SET S20，74 STL S20，75 SET M0，76 OUT T5 K5，79 LD X013，80 AND T5，81 AND X003，82 ANI X014，83 SET S21，85 STL S21，86 OUT T1 K5，89 AND T1，90 RST M0，91 SET M1，92 AND M8029，93 OUT T2 K5，96 LD T2，97 AND X012，98 SET S22，100 STL S22，101 RST M1，102 SET M2，103 MPS ，104 AND X014，105 RST M2，106 SET Y010，107 MPP ，108 AND X002，109 AND X005，110 OUT T3 K10，113 LD T3，114 SET S23，116 STL S23，117 RST Y010，118 LD X003，119 OUT S20，121 RET ，122 END 。

4　結語

本文從指甲油產品的生產企業的實際需求出發，研制了一條新型的適用于多種尺寸的指甲油瓶的旋蓋工作的生產線。該系統采用PLC作為控制中樞，實現了對指甲油瓶旋蓋作業的全自動控制，結合指甲油自動灌裝生產線和指甲油瓶自動加毛刷生產線，即可以實現指甲油全工序自動生產。

參考文獻

[1]段波,李波,江云等.基于PLC的工廠生產流水線控制系統的開發[J].科學技術與工程,2010(6):1569-1572.

[2]鄧紅.工業自動化生產流水線中的PLC應用設計[J].微計算機信息,1996(1):48-50.