一、控制系統(tǒng)設(shè)計
機(jī)械系統(tǒng)部分的設(shè)計,只是設(shè)計了全自動化磁環(huán)繞線機(jī)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)部分,完整的全自動繞線機(jī)系統(tǒng)還包括電氣控制部分。我們設(shè)計的全自動繞線機(jī)的自動化控制系統(tǒng)中,電氣控制的主要作用是實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運動規(guī)劃,包括:執(zhí)行元件的運動控制,檢測傳感器的信息處理和現(xiàn)場人員的人機(jī)交互等。主要分為以下的幾個單元來完成:
PLC控制單元、人機(jī)界面單元、傳感檢測單元、執(zhí)行單元和報警裝置單元等。
二、全自動繞線機(jī)系統(tǒng)流程圖
PLC流程圖又稱為順序功能圖。所謂順序控制,就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序,在生產(chǎn)過程中對各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地有秩序地進(jìn)行操作,便于調(diào)試。
我們設(shè)計的全自動繞線機(jī)系統(tǒng)電氣控制部分相對比較復(fù)雜,整個系統(tǒng)控制由公司經(jīng)驗豐富的電氣工程師負(fù)責(zé)。為便于PLC程序的順利編制,我們給出了全自動繞線機(jī)整體運動的系統(tǒng)流程圖,流程圖相對較長。
三、全自動繞線機(jī)氣動系統(tǒng)設(shè)計
1、氣動系統(tǒng)構(gòu)成
典型的氣動傳動系統(tǒng)由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個部分組成。
1)氣源
氣源是氣壓傳動系統(tǒng)的動力源,是由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣。為保證氣動系統(tǒng)的正常工作,必須對壓縮空氣進(jìn)行降溫、凈化、減壓、穩(wěn)壓以及提供油霧等一系列處理,因此必須設(shè)置壓縮空氣凈化裝置,包括冷卻器、油水分離器和儲氣罐等。
2)執(zhí)行元件
執(zhí)行元件是以壓縮空氣為工作介質(zhì),并將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置,執(zhí)行元件包括:做直線往復(fù)運動的氣缸,做連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的氣馬達(dá)和做不連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)氣缸等。我們所涉及到的執(zhí)行元件為直線往復(fù)運動的氣缸和回轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)氣缸以及氣爪。
3)控制元件
控制元件又稱操縱、運算、檢測元件,是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動方向等,以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的運動規(guī)律??刂圃ǎ焊鞣N壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥、轉(zhuǎn)化器和傳感器等。我們中用到的控制元件有方向閥和傳感器。
4)輔助元件
輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間連接所需要的一些裝置。輔助元件包括:分水濾氣器,油霧氣、消聲器以及各種管路附件等。
2、全自動繞線機(jī)系統(tǒng)電磁換向閥選擇
換向閥是氣動控制中很重要的一類閥,用于改變氣流方向和控制管道中氣流的通斷,從而控制執(zhí)行元件的運動方向。電磁換向閥是利用電磁力來完成閥芯移動從而實現(xiàn)換向功能。由于電磁閥是電氣操作,易與PLC等控制設(shè)備配合,因而得到廣泛應(yīng)用。
根據(jù)全自動繞線機(jī)系統(tǒng)的要求,選用的電磁閥有兩類,三位五通電磁閥,另一類為二位五通電磁閥。選型中,三位五通電磁閥選用使用日本SMC公司生產(chǎn)的SY5340系列電磁閥,二位五通電磁閥型號是SY5140系列電磁閥。
換向閥的特點:
1)低功耗:0.5W;
2)小型、大流量;
3)高速響應(yīng):15毫秒以下;
4)可以多位集裝;
5)最高動作頻率:10次/秒。
當(dāng)換向閥一端通電時,此端產(chǎn)生的電磁力推動先導(dǎo)閥打開,使氣源接通,從而推動主閥移動,完成指定工作。閥體上均有手動開關(guān),用于斷電情況下以機(jī)械方式移動閥芯。
3、全自動繞線機(jī)氣動回路設(shè)計
全自動繞線機(jī)包含27個各類氣缸,因此氣動系統(tǒng)的設(shè)計是全自動繞線機(jī)整體系統(tǒng)設(shè)計中重要的一環(huán)。