一種迴轉工裝控制裝置及控制方法
2023-06-06 03:48:36
一種迴轉工裝控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發明是提供一種迴轉工裝控制裝置及其控制方法，所述控制裝置主要包括觸控螢幕及觸控螢幕上的操作按鈕、PLC控制器、感應開關、氣動電磁閥、變頻器和電機，其中觸控螢幕作為人機互動界面，通過觸控螢幕上的操作按鈕實現與PLC控制器進行數據交換；PLC控制器作為核心處理單元，一方面用於採集信號，另一方面用於發出信號指令；感應開關安裝在迴轉工裝的圓形軌道上，用於檢測迴轉工裝的位置信號；氣動電磁閥與定位夾緊機構中的定位銷、定位夾連接，實現工件在迴轉工裝上的定位與夾緊；電機與變頻器連接，用於驅動迴轉工裝在圓形軌道運行，變頻器與PLC控制器連接。本發明結構簡單、功能強大，具有自動化程度高、穩定性好、操作簡便、人機界面友好、可靠性強、通用性強、定位精度高及可自由旋轉運動等優點。
【專利說明】一種迴轉工裝控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種迴轉工裝控制裝置及控制方法，屬於迴轉工裝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]壁板制孔過程中，需要對壁板進行水平翻轉，由人工完成一系列複雜重複工作，這樣不僅效率低，耗費人力，而且在翻轉中可能對壁板造成碰撞破損，影響產品質量。
[0003]迴轉工裝能夠對壁板定位夾緊，並實現水平翻轉，是一種較好的工裝。然而，目前的迴轉工裝控制沒有實現自動化，多採用人工推動工裝翻轉，採用手動定位夾緊，不能實現實時可視化監控與操作，因此具有操作不方便、定位精度低、裝置故障率高、自動化程度低等問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的提供一種迴轉工裝控制裝置，運用PLC控制技術、變頻調速技術、人機互動技術等實現迴轉工裝的自動化控制。
[0005]通過下述方案實現的:一種迴轉工裝控制裝置，與迴轉工裝配套使用，迴轉工裝上具有定位夾緊機構，迴轉工裝沿著圓形軌道運行，所述迴轉工裝控制裝置主要包括觸控螢幕及觸控螢幕上的操作按鈕、PLC控制器、感應開關、氣動電磁閥、變頻器和電機，其中觸控螢幕作為人機互動界面，通過觸控螢幕上的操作按鈕實現與PLC控制器進行數據交換；PLC控制器作為核心處理單元，一方面用於採集信號，另一方面用於發出信號指令；感應開關安裝在迴轉工裝的圓形軌道上，用於檢測迴轉工裝的位置信號；氣動電磁閥與定位夾緊機構中的定位銷、定位夾連接，實現工件在迴轉工裝上的定位與夾緊；電機與變頻器連接，用於驅動迴轉工裝在圓形軌道運行，變頻器與PLC控制器連接。
[0006]PLC控制器採集的信號包括來自操作按鈕的控制信號、來自感應開關的位置信號、來自製孔設備的工作狀態信號。
[0007]PLC控制器發出的信號指令包括迴轉工裝的準備就緒信號、氣動電磁閥的動作信號、迴轉工裝的運行指示信號及故障指示信號。
[0008]所述迴轉工裝控制裝置的控制方式包括遠程和本地兩種控制方式。
[0009]所述迴轉工裝控制裝置的控制方式包括自動和手動兩種控制方式。
[0010]上述迴轉工裝控制裝置，其採用的控制方法包括以下步驟:
(1)系統上電，初始化動作，裝夾工件並判斷定位夾、定位銷是否同時夾緊；
(2)根據使用需要選擇遠程控制或本地控制、自動控制或手動控制；
(3)當選擇自動控制時，先判斷迴轉工裝的工位是否在初始位置，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至目標位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在目標位置，如果迴轉工裝不在目標位置，則電機繼續運行，如果迴轉工裝到達目標位置，則電機停止運行，同時氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷將迴轉工裝鎖死，並發出準備就緒信號開始對工件進行加工； (4)當迴轉工裝上的工件完成加工後，氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷退回，使迴轉工裝被解鎖，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至初始位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在初始位置；
(5)工作完成。
[0011]本發明的優點:本發明結構簡單、功能強大，具有自動化程度高、穩定性好、操作簡便、人機界面友好、可靠性強、通用性強、定位精度高及可自由旋轉運動等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明迴轉工裝控制裝置的原理框圖。
[0013]圖2為本發明迴轉工裝控制裝置的軟體流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示的迴轉工裝控制裝置，與迴轉工裝配套使用，迴轉工裝上具有定位夾緊機構，迴轉工裝沿著圓形軌道運行。所述迴轉工裝控制裝置主要包括觸控螢幕及觸控螢幕上的操作按鈕、PLC控制器、感應開關、氣動電磁閥、變頻器和電機。本發明迴轉工裝控制裝置是以PLC為基礎的數據採集和控制系統，通過使用觸控螢幕的總體控制以及PLC的數據採集、運算處理信息傳遞來實現迴轉工裝的檢測與控制。
[0015]觸控螢幕最為人機互動界面與PLC1、PLC2、PLC3連接並進行數據交換，採用乙太網進行通訊。觸控螢幕上設有操作按鈕、迴轉設備狀態監控、電機電壓、電流、功率、I/o狀態監測、通訊診斷等界面。通過使用操作按鈕將操作信號通過乙太網送入到PLC1、PLC2、PLC3進行處理，然後進行運算處理並執行，從而控制迴轉工裝設備的正常運行。
[0016]PLCl、PLC2、PLC3作為核心處理單元，採集的操作按鈕的信號主要包括:自動手動切換、自動啟動停止、故障急停、一工位定位夾、銷出、一工位定位夾、銷退、二工位定位夾、銷出、二工位定位夾、銷退、電機正反轉等；採集的感應開關信號包括一工位定位夾、銷出到位檢測、一工位定位夾、銷退到位檢測、二工位定位夾、銷出檢測、二工位定位夾、銷退檢測、一工位旋轉到位、二工位旋轉到位等；採集來自製孔設備的制孔完成信號、電機運行、停止、電機過載、220V開關櫃的接地報警、氣路壓力等信號；發送給制孔設備的旋轉工裝定位完成、到位完成的準備就緒信號；控制啟動電磁閥的換向動作，主要包括一工位定位夾伸出退回、定位銷伸出退回，二工位定位夾伸出退回、定位銷伸出退回；控制變頻器主要包括電子的高、中、低速運行，電機正傳和反轉等；控制運行狀態指示包括電機運行、迴轉工裝準備好、制孔設備準備好、自動運行、手動運行等；控制故障狀態指示包括電機熱保護、變頻故障等，並有指示燈輸出及其故障的聲光報警。
[0017]變頻控制器通過RS485電纜與PLC1、PLC2、PLC3通訊，其啟停控制由觸控螢幕發出指令控制電機的運轉，並通過RS485通訊反饋給PLC，觸控螢幕顯示電機的運行狀態，變頻器與電機進行連接。
[0018]本發明的控制迴路及動力迴路均設有保護措施，採用具有組合功能的模式，即使用各種功能的元件，比如空氣開關、斷路器、接觸器、熱繼電器等，組成不同功能的迴路，完成對電機和閥的控制及故障保護功能。且迴轉工裝控制裝置將所有的觸控螢幕、PLC模塊、控制模塊全部組合放在一個電控櫃內，因此結構緊湊、安裝方便。
[0019]本發明的迴轉工裝控制裝置，其採用的控制方法包括以下步驟:
(1)系統上電，初始化動作，裝夾工件並判斷定位夾、定位銷是否同時夾緊；
(2)根據使用需要選擇遠程控制或本地控制、自動控制或手動控制；
(3)當選擇自動控制時，先判斷迴轉工裝的工位是否在初始位置，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至目標位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在目標位置，如果迴轉工裝不在目標位置，則電機繼續運行，如果迴轉工裝到達目標位置，則電機停止運行，同時氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷將迴轉工裝鎖死，並發出準備就緒信號開始對工件進行加工；
(4)當迴轉工裝上的工件完成加工後，氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷退回，使迴轉工裝被解鎖，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至初始位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在初始位置；
(5)工作完成。
[0020]如圖2所示，本發明的控制程序採用模塊化的設計方法，主要包括初始化程序、遠程控制程序、本地自動控制程序、本地手動控制程序、位置判定程序、時間保護程序。上述各個程序塊之間既相互獨立又有內在的聯繫，從而更好的實現迴轉工裝系統的自動化控制。
[0021]系統上電後，執行運行程序，調用初始化程序，將初始值賦給相應變量，從而實現相應模塊的初始化，系統進入準備狀態。根據工藝要求，滿足條件後，選擇系統執行遠程程序或是進行本地手動、自動操作，在整個系統的運行過程中，根據迴轉工裝圓形導軌180度旋轉範圍，每30度安裝一個光電感應開關，中間90度位置安裝兩個光電感應開關，考慮現場的實際工作環境，使系統運行更加安全、可靠。
[0022]工作原理:觸控螢幕對PLC1、PLC2、PLC3發出定位指令，控制啟動電磁閥帶動定位銷頂出鎖緊迴轉工裝，完成迴轉工裝定位鎖死，工件上架被夾緊固定。工件鎖死後，由觸控螢幕對PLC1、PLC2、PLC3發出運動指令，控制變頻器驅動電機帶動迴轉工裝進行旋轉，迴轉工裝沿著圓形導軌由一工位旋轉到二工位，通過感應開關進行位置判斷，判斷到位後，PLCUPLC2、PLC3控制氣動電磁閥運動，帶動定位夾和定位銷將工裝鎖死，迴轉工裝發出準備就緒信號；當PLC1、PLC2、PLC3接收到制孔完成信號後，控制氣動電磁閥運動，帶動定位夾和定位銷退回，控制變頻器使電機運動，使迴轉工裝繼續沿著圓形導軌由二工位旋轉回一工位，通過感應開關檢測到位後，控制氣孔電磁閥控制氣路，定位夾和定位銷將工裝鎖死，控制系統發出準備就緒信號。
【權利要求】
1.一種迴轉工裝控制裝置，與迴轉工裝配套使用，迴轉工裝上具有定位夾緊機構，迴轉工裝沿著圓形軌道運行，其特徵在於:所述迴轉工裝控制裝置主要包括觸控螢幕及觸控螢幕上的操作按鈕、PLC控制器、感應開關、氣動電磁閥、變頻器和電機，其中觸控螢幕作為人機互動界面，通過觸控螢幕上的操作按鈕實現與PLC控制器進行數據交換；PLC控制器作為核心處理單元，一方面用於採集信號，另一方面用於發出信號指令；感應開關安裝在迴轉工裝的圓形軌道上，用於檢測迴轉工裝的位置信號；氣動電磁閥與定位夾緊機構中的定位銷、定位夾連接，實現工件在迴轉工裝上的定位與夾緊；電機與變頻器連接，用於驅動迴轉工裝在圓形軌道運行，變頻器與PLC控制器連接。
2.如權利要求1所述的一種迴轉工裝控制裝置，其特徵在於:PLC控制器採集的信號包括來自操作按鈕的控制信號、來自感應開關的位置信號、來自製孔設備的工作狀態信號。
3.如權利要求1所述的一種迴轉工裝控制裝置，其特徵在於:PLC控制器發出的信號指令包括迴轉工裝的準備就緒信號、氣動電磁閥的動作信號、迴轉工裝的運行指示信號及故障指示信號。
4.如權利要求1所述的一種迴轉工裝控制裝置，其特徵在於:所述迴轉工裝控制裝置的控制方式包括遠程和本地兩種控制方式。
5.如權利要求1所述的一種迴轉工裝控制裝置，其特徵在於:所述迴轉工裝控制裝置的控制方式包括自動和手動兩種控制方式。
6.如權利要求1所述的一種迴轉工裝控制裝置，其特徵在於其採用的控制方法包括以下步驟: (1)系統上電，初始化動作，裝夾工件並判斷定位夾、定位銷是否同時夾緊； (2)根據使用需要選擇遠程控制或本地控制、自動控制或手動控制； (3)當選擇自動控制時，先判斷迴轉工裝的工位是否在初始位置，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至目標位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在目標位置，如果迴轉工裝不在目標位置，則電機繼續運行，如果迴轉工裝到達目標位置，則電機停止運行，同時氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷將迴轉工裝鎖死，並發出準備就緒信號開始對工件進行加工； (4)當迴轉工裝上的工件完成加工後，氣動電磁閥帶動定位夾和定位銷退回，使迴轉工裝被解鎖，然後通過控制變頻器驅動電機運行，將迴轉工裝帶至初始位置，同時由感應開關判斷迴轉工裝是否在初始位置； (5)工作完成。
【文檔編號】G05B19/05GK104199378SQ201410465820
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】李文強, 於躍, 王芳, 趙璐 申請人:瀋陽飛機工業（集團）有限公司