一種自動(dòng)焊錫機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

秦沖

摘 要：本文在分析自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，利用三菱PLC的順序功能控制，對(duì)自動(dòng)焊錫機(jī)的控制系統(tǒng)硬件PLC外圍接線和程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，得出設(shè)備控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及控制程序，為新型自動(dòng)化焊錫機(jī)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊錫機(jī)；PLC；控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0051-03

Design of Control System of Soldering Machine Based on PLC

QIN Chong

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Sanmenxia Polytechnic，Sanmenxia Henan 472000）

Abstract： On the basis of analyzing the function of the control system of the automatic soldering machine， this paper used the sequential function control of MITSUBISHI PLC to design the peripheral wiring and program of the hardware PLC of the control system of the automatic soldering machine， and obtained the state transfer diagram and control program of the equipment control， which laid the foundation for the design of the new automatic tin welding machine.

Keywords： automatic soldering machine；PLC； control system

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械加工行業(yè)傳統(tǒng)的設(shè)備逐漸被自動(dòng)化設(shè)備所代替。本文主要研究一種自動(dòng)焊錫機(jī)的控制系統(tǒng)。為了滿足自動(dòng)焊錫機(jī)的控制要求，選擇三菱FX2N-48MR型的PLC作為控制器，對(duì)自動(dòng)焊錫控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件和工作流程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊錫機(jī)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可靠性及自動(dòng)化控制。

1 控制原理分析

自動(dòng)焊錫機(jī)的控制過(guò)程為，啟動(dòng)機(jī)器，除渣機(jī)械手電磁閥得電上升，機(jī)械手上升碰到限位開(kāi)關(guān)，停止上升；左行電磁閥得電，機(jī)械手左行，下降電磁閥得電，機(jī)械手下降，右行電磁閥得電，機(jī)械手右行，托盤(pán)電磁閥得電上升，托盤(pán)右行電磁閥得電，托盤(pán)右行，托盤(pán)下降電磁閥得電，托盤(pán)下降，工作焊錫，焊錫時(shí)間到；托盤(pán)上升電磁閥得電，托盤(pán)上升，托盤(pán)左行到位，托盤(pán)下降電磁閥得電，托盤(pán)下降到位，托盤(pán)停止下降，工件取出，延時(shí)5s后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)[1]。自動(dòng)焊錫機(jī)工作示意圖如圖1所示。

2 軟元件設(shè)計(jì)

自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)選用的是三菱FX2N-48MR型的PLC，其輸入軟元件共10個(gè)，輸出有8個(gè)，具體分配及功能說(shuō)明見(jiàn)表1和表2。

3 控制系統(tǒng)PLC外圍接線設(shè)計(jì)

由表1和表2自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)的軟元件分配表可以看出，該控制系統(tǒng)需要輸入接口10個(gè)，輸出接口8個(gè)，包含對(duì)工作托盤(pán)的控制和除渣機(jī)械手的控制[2]。為了能在滿足要求的同時(shí)降低成本，筆者選用三菱FX2N-48MR型的PLC作為控制器，其外圍接線如圖2所示。

4 控制程序設(shè)計(jì)

4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

本文主要利用三菱PLC的順序功能圖對(duì)自動(dòng)焊錫控制系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。自動(dòng)焊錫機(jī)的控制過(guò)程為，啟動(dòng)機(jī)器，除渣機(jī)械手電磁閥得電上升，機(jī)械手上升碰到限位開(kāi)關(guān)，停止上升；左行電磁閥得電，機(jī)械手左行碰到SQ5后停止，下降電磁閥得電，機(jī)械手下降碰到限位開(kāi)關(guān)SQ7后停止下降；右行電磁閥得電，機(jī)械手右行碰到限位開(kāi)關(guān)SQ6后，右行停止，托盤(pán)電磁閥得電上升，碰到行程SQ3關(guān)后停止；托盤(pán)右行電磁閥得電，托盤(pán)右行到位碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2后停止；托盤(pán)下降電磁閥得電，托盤(pán)下降碰到行程開(kāi)關(guān)SQ4后停止下降，工作焊錫，焊錫時(shí)間到；托盤(pán)上升電磁閥得電，托盤(pán)上升到位碰到行程開(kāi)關(guān)SQ3，停止上升；托盤(pán)左行到位碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1，停止左行，托盤(pán)下降電磁閥得電，托盤(pán)下降到位碰SQ4后，托盤(pán)停止下降，工件取出，延時(shí)5s后自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)[3]。自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖3所示。

4.2 PLC程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)焊接機(jī)主要實(shí)現(xiàn)的是除渣機(jī)械手的動(dòng)作、工作托盤(pán)的動(dòng)作和自動(dòng)焊錫的動(dòng)作，所以程序也主要是完成這幾個(gè)動(dòng)作的控制。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以轉(zhuǎn)化成梯形圖，部分如圖4所示。

5 試驗(yàn)

本文利用三菱軟件的仿真模塊進(jìn)行仿真試驗(yàn)，對(duì)程序進(jìn)行變換后進(jìn)入梯形圖邏輯測(cè)試，如圖5所示，將程序?qū)敕抡嫦到y(tǒng)中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

圖6為執(zhí)行機(jī)械手上升到位碰到SQ7時(shí)的顯示圖，由于碰到了SQ7，所以X007得電（顯示藍(lán)色），同時(shí)Y000失電（顯白色，即機(jī)械手上升停止），Y002得電（顯示藍(lán)色，即機(jī)械手左行電磁閥得電，開(kāi)始左行），這與上述控制要求一致。按照上述步驟，對(duì)所有輸入依次進(jìn)行試驗(yàn)，所有程序均能滿足系統(tǒng)控制要求[4-9]。

6 結(jié)語(yǔ)

本文在對(duì)自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上，以三菱PLC為控制核心，利用限位器作為信號(hào)輸入元件、電磁閥作為信號(hào)輸出元件（如除渣上行電磁閥、托盤(pán)下行電磁閥等），對(duì)PLC的外圍接線及程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，得出設(shè)備控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及控制程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊錫機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為新型自動(dòng)化焊錫機(jī)的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐斌，梁偉全.一種自動(dòng)焊錫機(jī)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2014（7）：50-53.

[2]蘭曉靜.基于PLC控制器的焊錫機(jī)自動(dòng)焊接的實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2013（4）：132-135.

[3]徐偉，季琪輝.自動(dòng)焊錫機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（2）：56-59.

[4]唐斌，梁偉全.一種自動(dòng)焊錫機(jī)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2014（7）：50-51.

[5]蘭曉靜.基于PLC控制器的焊錫機(jī)自動(dòng)焊接的實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2013（8）：132-135.

[6]呂品.PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表，2010（8）：45-47.

[7]周曉平，姜建芳，蘇少鈺，等.S7-200系列PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信實(shí)現(xiàn)的研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2004（1）：5-7.

[8]吳玉香，楊梅.自動(dòng)錫焊機(jī)開(kāi)放式控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013（3）：244-246.

[9]王成元，常國(guó)祥，郭雨梅.開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其趨勢(shì)[J].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（1）：61-64.