用於pcb板在線插針機的plc控制系統的製作方法
2023-12-09 21:30:36
專利名稱：用於pcb板在線插針機的plc控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及PLC控制系統的技術，特別是涉及一種用於PCB板在線插針機 的PLC控制系統的技術。
背景技術：
PCB板是汽車電子系統的核心部件，在PCB板上集成有CPU、電阻、電容以及繼 電器等電子元件。由於汽車在使用過程中經常會發生劇烈震動，因此汽車電子系統 中各PCB板PCB板之間的連接和通訊是依靠插裝於PCB板上的各種細長金屬針來實 現的。傳統的在PCB板上插裝金屬針的作業主要依靠人工輔助插針機來完成，這種 插針作業方式具有生產效率低、產品質量差的缺點。
實用新型內容
針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種 能提高生產效率及產品質量的用於PCB板在線插針機的PLC控制系統。 '
為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種用於PCB板在線插針機的PLC
控制系統，其特徵在於,包括
可編程控制器，具有信號輸入端、信號輸出端、通信接口和人機對話接口，用 於處理其信號輸入端及通信口所接收到的數據，並根據處理結果通過其信號輸出端 及通信口發送控制命令；
人機對話設備，連接可編程控制器的人機對話接口，用於向可編程控制器發送 控制命令及顯示命令執行結果； .
至少一個傳感器，連接所述可編程控制器信號輸入端的各管腳，用於各作業區域的PCB板到位監測； '
機械手，能沿兩兩垂直並相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用於向PCB板 插裝金屬針；
兩個運動伺服模塊，均具有信號輸入端和信號輸出端，其信號輸出端均連接機 械手，分別用於控制機械手沿X軸及Y軸移動；
兩個定位模塊，均具有通信接口和信號輸出端，其通信接口均連接所述可編程 控制器的通信接口，其信號輸出端分別連接兩個運動伺服模塊的信號輸入端，分別 用於控制所述機械手沿X軸及Y軸的移動距離；
Z軸氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用於 控制機械手沿所述Z軸移動；
擋料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於PCB板的定位；
託料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於PCB板的託持，以防止 插裝金屬針時因PCB板局部受力而受損；
夾爪氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用於
控制機械手夾持金屬針；
插針氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於壓緊金屬針，梗其插裝
牢靠；
輸送帶，用於輸送PCB板。
進一步的，所述人機對話設備是觸摸顯示屏。
進一步的，還包括入口放行氣缸，所述入口放行氣缸連接可編程控制器信號輸 出端的管腳，用於控制PCB板進入插針區域。
進一步的，還包括出口放行氣缸，所述出口放行氣缸，連接可編程控制器信號 輸出端的管腳，用於控制PCB板離開插針區域。 .
本實用新型提供的用於PCB板在線插針機的PLC控制系統，利用傳感器監測作業進程，並利用可編程控制器控制機械手向PCB板插裝金屬針，相比現有的人工輔 助方式具有插針速度快、插針精度高的特點，能提高生產效率及產品質量。
圖1是本實用新型賣施例的PLC控制系統的電路連接示意圖； 圖2是本實用新型實施例的PLC控制系統的控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不 用於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本 實用新型的保護範圍。
如圖1所示，本實用新型實施例所提供的一種用於PCB板在線插針機的PLC控 制系統，其特徵在於，包括
可編程控制器1，具有信號輸入端11、信號輸出端12、通信接口 13和人機對 話接口14，用於處理其信號輸入端ll及通信口 13所接收到的數據，並根據處理結 果通過其信號輸出端及通信口發送控制命令；
人機對話設備2，連接可編程控制器l的人機對話接口 14,用於向可編程控制 器1發送控制命令及顯示命令執行結果； '
至少一個傳感器3，連接所述可編程控制器l信號輸入端ll的各管腳，用於各 作業區域的PCB板到位監測；
機械手4，能沿兩兩垂直並相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用於向PCB板 插裝金屬針；
兩個運動伺服模塊51、 52，分別具有信號輸入端511、 521和信號輸出端512、 522，其信號輸出端512、 522均連接機械手4，分別用於控制機械手沿X軸及Y軸 移動； ，兩個定位模塊61、 62，分別具有通信接口 611、 621和信號輸出端612、 622， 其通信接口 61K621均連接所述可編程控制器1的通信接口 13，其信號輸出端612、 622分別連接兩個運動伺服模塊51、 52的信號輸入端511、 521，分別用於控制所述 機械手4沿X軸及Y軸的移動距離；
Z軸氣缸71，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，其動力軸連接機械手 4，用於控制機械手4沿所述Z軸移動；
入口放行氣缸72，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用於控制PCB 板進入插針區域；
擋料氣缸73，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用於PCB板的定位；
託料氣缸74，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用於PCB板的託持， 以防止插裝金屬針時因PCB板局部受力而受損；
夾爪氣缸75，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，其動力軸連接機械 手4，用於控制機械手13夾持金屬針；
插針氣缸76，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用於壓緊金屬針， 使其插裝牢靠；
出口放行氣缸77，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用於控制PCB 板離開插針區域； . 輸送帶(圖中未示)，用於輸送PCB板。 所述人機對話設備2是觸摸顯示屏。
本實用新型實施例中，所述X軸和Y軸均為水平軸，所述Z軸垂直於地面。 如圖2所示，本實用新型的PLC控制系統工作流程如下
1) 輸送帶將待插針的PCB板輸送至PCB板在線插針機的入口處；
2) 插針區域的傳感器監測到插針區域無PCB板後向可編 控制器發送放行信 號，可編程控制器收到信號後控制入口放行氣缸執行放行動作，使待插針PCB板由輸送帶帶動進入插針區域；
3) 插針位置的傳感器監測到PCB板到位後向可編程控制器發送擋料及託料信 號，可編程控制器收到信號後先控制擋料氣缸執行擋料動作，以阻止待插針PCB板 繼續前行，然後再控制託料氣缸執行託料動作，使待插針PCB板準確定位至插針位 置；
4) 可編程控制器分別經兩個定位模塊和兩個運動伺服模塊控制機械手沿X軸及 Y軸移動，直至機械手移動至取針區域上方；
5) 機械手到達取針區域上方後，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 再通過夾爪氣缸控制機械手夾緊金屬針，然後再通過Z軸氣缸控制機械手上升，完 成取針；
6) 機械手取針完畢後，可編程控制器分別經定位模塊和運動伺服模塊控制機械 手沿X軸及Y軸移動，直至機械手移動至插針位置上方；
7) 機械手到達插針位置上方後，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 將金屬針插入PCB板上預置的孔中，再通過夾爪氣缸控制機械手鬆開金屬針，並控 制插針氣缸下壓使金屬針插裝牢靠，然後再通過Z軸氣缸控制機械手上升，並控制 插針氣缸上升，完成插裝作業；
8) 可編程控制器控制擋料氣缸和託料氣缸執行鬆開動作，使已插針PCB板落至
輸送帶上； '
9) 輸送帶將已插針PCB板輸送至在線插針機的出口處；
10) 出口處的傳感器監測到PCB板後向可編程控制器發送放行信號，可編程控 制器收到信號後控制出口放行氣缸執行放行動作，己插針PCB板由輸送帶帶動進入 下道工序。
本實用新型實施例的機械手取針位置和插針位置均可利用觸控螢幕設置，最多可 設置60個不同的取針位置。本實用新型實施例中，運動伺服模塊可選用三菱的MR-J3S系列，可編程控制器 可選用三菱的FX2N-80MR，定位模塊可選用三菱的FX2N-1PG，觸控螢幕可選用 PROFACEAST—3301。
權利要求1、一種用於PCB板在線插針機的PLC控制系統，其特徵在於，包括可編程控制器，具有信號輸入端、信號輸出端、通信接口和人機對話接口，用於處理其信號輸入端及通信口所接收到的數據，並根據處理結果通過其信號輸出端及通信口發送控制命令；人機對話設備，連接可編程控制器的人機對話接口，用於向可編程控制器發送控制命令及顯示命令執行結果；至少一個傳感器，連接所述可編程控制器信號輸入端的各管腳，用於各作業區域的PCB板到位監測；機械手，能沿兩兩垂直並相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用於向PCB板插裝金屬針；兩個運動伺服模塊，均具有信號輸入端和信號輸出端，其信號輸出端均連接機械手，分別用於控制機械手沿X軸及Y軸移動；兩個定位模塊，均具有通信接口和信號輸出端，其通信接口均連接所述可編程控制器的通信接口，其信號輸出端分別連接兩個運動伺服模塊的信號輸入端，分別用於控制所述機械手沿X軸及Y軸的移動距離；Z軸氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用於控制機械手沿所述Z軸移動；擋料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於PCB板的定位；託料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於PCB板的託持，以防止插裝金屬針時因PCB板局部受力而受損；夾爪氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用於控制機械手夾持金屬針；插針氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於壓緊金屬針，使其插裝牢靠；輸送帶，用於輸送PCB板。
2、 根據權利要求1所述的PLC控制系統，其特徵在於所述人機對話設備是觸 摸顯不屏。
3、 根據權利要求1所述的PLC控制系統，其特徵在於還包括入口放行氣缸， 所述入口放行氣缸連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於控制PCB板進入插針 區域。
4、 根據權利要求1所述的PLC控制系統，其特徵在於還包括出口放行氣缸， 所述出口放行氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用於控制PCB板離開插 針區域。
專利摘要一種用於PCB板在線插針機的PLC控制系統，涉及PLC控制系統技術領域，所解決的是現有技術生產效率低及產品質量差的技術問題。該系統包括可編程控制器、人機對話設備、多個傳感器、機械手、運動伺服模塊、定位模塊、多個氣缸及輸送帶；所述人機對話設備連接可編程控制器的人機對話接口，所述傳感器連接可編程控制器信號輸入端的各管腳，所述運動伺服模塊的信號輸出端連接機械手，所述定位模塊的通信接口連接可編程控制器的通信接口，其信號輸出端連接運動伺服模塊的信號輸入端，各氣缸均連接可編程控制器信號輸出端的管腳。本實用新型提供的系統，能提高生產效率及產品質量。
文檔編號G03D3/12GK201402402SQ20092006971
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月31日 優先權日2009年3月31日
發明者周益範, 張詠明, 王耀欣, 鑫 連 申請人:上海龍能自動化設備有限公司;上海聯能機電有限公司