永宏P(guān)LC在制杯機(jī)取杯機(jī)械手上的應(yīng)用
1.行業(yè)介紹
一次性塑料杯、塑料碗開始廣泛傳播始于上世紀(jì)70年代末，憑借其便捷、衛(wèi)生等特質(zhì)，使其在餐飲業(yè)備受器重。塑料杯和塑料碗制造業(yè)的快速發(fā)展主要是因?yàn)檫@些塑料制品是方便和省時(shí)的。目前，塑料杯和塑料碗廣泛應(yīng)用于飲料店、熱冷飲店、奶茶店、酒店、餐廳和咖啡店，提供各種塑料杯裝的外帶飲品和現(xiàn)場使用。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，該設(shè)備被廣泛應(yīng)用于一次性塑料杯制造領(lǐng)域的取杯自動化作業(yè)，可以快速從一次性塑料杯成型機(jī)中取出并疊放到設(shè)定數(shù)量。很好的提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了人工成本，降低了勞動強(qiáng)度、改善了生產(chǎn)環(huán)境。
工作原理：制杯機(jī)取杯機(jī)械手通過伺服電機(jī)來進(jìn)行XY軸控制手臂前進(jìn)到成型機(jī)模具中，通過真空發(fā)生器來吸取塑料杯，取出后通過設(shè)定參數(shù)疊放到輸送帶上，通過輸送帶傳送到包裝機(jī)上進(jìn)行包裝。
2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1方案背景
制杯機(jī)取杯機(jī)械手是根據(jù)傳統(tǒng)的人工拾取疊放塑料杯設(shè)計(jì)開發(fā)的一款全自動的取杯疊放設(shè)備，相對于人工操作疊杯，自動取杯機(jī)械手更快，疊放精度更高，無人工接觸更加衛(wèi)生。全自動制杯機(jī)取杯機(jī)械手控制多采用PLC控制系統(tǒng)，PLC不但能滿足客戶的控制要求，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可操控性高。本文主要以永宏P(guān)LC在制杯機(jī)取杯機(jī)械手上的應(yīng)用為背景，對該方案的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和實(shí)施結(jié)果（應(yīng)用效果）進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和說明。
2.2 客戶需求
根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)和工藝要求，客戶要求擁有以下功能，首先要求可進(jìn)行手動控制步進(jìn)電機(jī)、氣缸等，有模擬啟動和單獨(dú)停機(jī)功能，HMI顯示當(dāng)前當(dāng)前機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)、主機(jī)當(dāng)前角度顯示等功能?？偠灾?，制杯機(jī)取杯機(jī)械手既需要很好的實(shí)現(xiàn)多種控制要求，同時(shí)也需要很好的實(shí)現(xiàn)多種工藝要求。制杯機(jī)取杯機(jī)械手具體工藝及功能要求下表。
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要求1 |
可進(jìn)行單獨(dú)手動XY軸控制 |
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要求2 |
擁有急停、暫停、停機(jī)三種停止方式 |
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要求3 |
伺服運(yùn)行參數(shù)可進(jìn)行觸摸屏設(shè)置 |
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要求4 |
具有依次模擬運(yùn)行和配合主機(jī)運(yùn)行功能 |
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要求5 |
觸摸屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài) |
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要求6 |
具有設(shè)備不運(yùn)行報(bào)警提示功能 |
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要求7 |
各工位能單獨(dú)啟停操作 |
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要求8 |
能控制成型機(jī)的啟停與制杯動作 |
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3.硬件配置
制杯機(jī)取杯機(jī)械手組裝機(jī)需要控制2個(gè)伺服電機(jī)和1個(gè)變頻器以及多個(gè)氣缸。所以采用1臺FBs-40MCT2-AC（主機(jī)）作為整臺設(shè)備的控制系統(tǒng)；并使用1個(gè)FBs-B2DA（模擬量板）進(jìn)行PLC對變頻器的頻率控制；上位機(jī)采用HMI觸摸屏界面用于數(shù)據(jù)監(jiān)控及參數(shù)設(shè)置。運(yùn)動控制采用用伺服驅(qū)動及電機(jī)和變頻器及電機(jī)；其它執(zhí)行單元選用氣缸，普通電機(jī)等；檢測單元選用編碼器和接近開關(guān)。整套配置方案能夠幫助客戶節(jié)約很多系統(tǒng)成本。整套配置方案能夠幫助客戶節(jié)約很多系統(tǒng)成本。
4.工藝流程
制杯機(jī)取杯機(jī)械手的工藝流程主要分為四個(gè)流程：機(jī)械手控制，輸送帶控制，主機(jī)控制，制杯控制。還有輔助的報(bào)警功能等。
機(jī)械手控制：XY軸伺服電機(jī)進(jìn)行取杯放杯動作。
輸送帶控制：對疊放好的塑料杯進(jìn)行傳送。
主機(jī)控制：控制變頻器啟停以及頻率變化。
制杯控制：塑料杯成型控制。
5.結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）
通過現(xiàn)場調(diào)試，制杯機(jī)取杯機(jī)械手組裝機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、便于維護(hù)、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備的運(yùn)行效率為2-3s/板，而且設(shè)備在運(yùn)行過程中運(yùn)行平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高；從而可以為客戶提高生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度，節(jié)約人工成本，改善生產(chǎn)環(huán)境。該設(shè)備在一次性塑料杯領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，以其高速度、高精度、高穩(wěn)定性和很強(qiáng)的適用性，同時(shí)也得到了越來越多的客戶認(rèn)可。
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