技术领域
[0001] 本
发明属于电工包装箱包装领域,具体涉及基于PLC输出的薄包装箱码垛控制系统。
背景技术
[0002] 电工薄膜出厂前,膜卷经装箱、封箱、打包后,重达100kg的薄膜包装箱需在木地垄码垛,根据包装要求,既有码4垛方式又有码8垛方式;为节约木地垄及仓库存放地对批次余数不足4垛或8垛的需凑足补齐。目前电工薄膜出厂包装过程中,包装箱靠人工码垛,不仅劳动强度大,且工作效率低。
发明内容
[0003] 本发明针对
现有技术的不足,提供一种操作灵活、劳动强度低、工作效率高、生产成本低的基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统,包括如下组成部分:
操作系统,用于发出操作指令,操作系统的输出端与的第一输入端相连;
位置检测系统,用于检测包装箱码垛设备的搬箱机械手运行位置,位置检测系统的输出端与PLC的第二输入端相连;位置检测系统检测的位置范围包括:码垛
平移机构原点位、码垛平移机构搬箱位、码垛平移机构前位放箱、码垛平移机构后位放箱、平移机构前保护位、码垛平移机构后保护位、码垛升降机构原点位、码垛升降机构搬箱位、码垛升降机构上层放箱位、码垛升降机构下层放箱位、码垛升降机构上保护位和码垛升降机构下保护位;包装箱检测系统,用于检测有无包装箱,包装箱检测系统的输出端与PLC的第三输入端相连;PLC, PLC的第一输出端与平移伺服
驱动器的第一输入端相连,用于控制平移伺服
电机的转动速度、转动步数和旋转方向; PLC的第二输出端与平移
伺服电机制动器的输入端相连;用于控制平移伺服制动电机的转动速度、转动步数和旋转方向; PLC的第三输出端与升降伺服驱动器的第一输入端相连,用于控制升降伺服电机的转动速度、转动步数和旋转方向; PLC的第四输出端与升降伺服电机制动器的输入端相连; PLC的第五输出端与
手指气缸电磁
阀的输入端相连; PLC的第六输出端与
夹板气缸
电磁阀的输入端相连;平移伺服驱动器,所述平移伺服驱动器的第一输入端与PLC的第一输出端相连,平移伺服驱动器第二输入端与平移伺服电机
编码器相连,平移伺服驱动器的输出端与平移伺服电机相连;平移伺服电机,平移伺服电机的输入端与平移伺服驱动器的输出端相相连,用于驱动搬箱机械手平移机构;平移伺服电机编码器,平移伺服电机编码器与平移伺服驱动器的第二输入端相连;平移伺服电机制动器,用于对平移伺服电机实施抱闸制动,确保平移伺服电机无惯性停止;升降伺服驱动器,升降伺服驱动器的第一输入端与PLC的第三输出端相连,升降伺服驱动器第二输入端与升降伺服电机编码器相连,升降伺服驱动器的输出端与升降伺服电机相连;升降伺服电机,用于驱动驱动搬箱机械手升降机构;升降伺服电机的输入端与升降伺服驱动器的输出端相连;升降伺服电机编码器,升降伺服电机编码器与升降伺服驱动器的第二输入端相连;升降伺服电机制动器,用于对升降伺服电机实施抱闸制动,确保升降伺服电机无惯性停止;手指气缸电磁阀,用于驱动搬箱机械手手指的抓取与释放;夹板气缸电磁阀,用于驱动搬箱机械手夹板的夹紧与松开。
[0005] 作为本发明的进一步改进,操作系统的操作指令按钮包括8垛方式/4垛方式/手动补垛三种选择
开关按钮和暂停按钮和复位按钮, 其中:8垛方式选择开关按钮包括上层启动按钮和下层启动按钮; 4垛方式选择开关按钮包括启动按钮;手动补垛选择开关按钮包括下层前位放箱启动按钮、下层后位放箱启动按钮、上层前位放箱启动按钮和上层后位放箱启动按钮。
[0006] 作为本发明的优选,位置检测系统所用检测元件为LJ18A3-8-Z/B型
接近开关;包装箱检测系统所用检测元件为SC08-1K漫反射型红外线光电开关;PLC的型号为三菱FX1N-24MT-001;平移伺服驱动器为国产成都广泰数控GUNTSD-30LS型交流伺服驱动器;平移伺服电机为国产成都广泰数控110ACM06020LZ型交流伺服电机,额定功率1.2KW,额定转矩6N.M,额定转速2000r/min;平移伺服电机制动器安装在平移伺服电机后轴上,制动线圈
电压为DC24V;升降伺服驱动器的型号为国产成都广泰数控GUNTSD-50LF;升降伺服电机的型号为国产成都广泰数控130ACM15015LZ,额定功率2.3KW,额定转矩15N.M,额定转速1500r/min。
[0007] 综上所述本发明的有益效果:通过采用8垛方式、4垛方式、手动补垛三位选择开关切换,既可码4垛又可码8垛,也可通过手动补垛对不足4垛或8垛的箱垛凑足补齐,采用此种控制系统操作灵活;通过位置检测系统,使搬箱机械手码垛时可实现下层前位、下层后位、上层前位、上层后位四种位置放箱,PLC程序控制搬箱机械手按不同位置放箱,配合人工旋转木地垄,使所码箱垛紧凑整齐,降低劳动强度、提高工作效率、降低了生产成本。
附图说明
[0008] 图1为本发明基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统的原理图;图2为基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统的使用示意图;
其中,1升降平移装置,2搬箱机械手,3包装箱,4包装箱输送装置,10操作系统,20位置检测系统,30包装箱检测系统,40 PLC,50平移伺服驱动器,51平移伺服电机,52平移伺服电机编码器,53平移伺服电机制动器,60升降伺服驱动器,61升降伺服电机,62升降伺服电机编码器,63升降伺服电机制动器,70手指气缸电磁阀,80夹板气缸电磁阀。
具体实施方式
[0009] 本发明基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统,如图1所述包括如下组成部分:操作系统10,用于发出操作指令,操作系统10的输出端与PLC的第一输入端相连;其中操作系统10包括的操作指令按钮:8垛方式/4垛方式/手动补垛三种选择开关按钮和暂停按钮和复位按钮,所述8垛方式选择开关按钮包括上层启动按钮和下层启动按钮;所述4垛方式选择开关按钮包括启动按钮;所述手动补垛选择开关按钮包括下层前位放箱启动按钮、下层后位放箱启动按钮、上层前位放箱启动按钮和上层后位放箱启动按钮。
[0010] 位置检测系统20,用于检测包装箱码垛设备的搬箱机械手2运行位置,位置检测系统20的输出端与PLC的第二输入端相连;其中位置检测系统20检测的位置范围包括:码垛平移机构原点位、码垛平移机构搬箱位、码垛平移机构前位放箱、码垛平移机构后位放箱、平移机构前保护位、码垛平移机构后保护位、码垛升降机构原点位、码垛升降机构搬箱位、码垛升降机构上层放箱位、码垛升降机构下层放箱位、码垛升降机构上保护位和码垛升降机构下保护位;位置检测系统所用检测元件为LJ18A3-8-Z/B型接近开关。
[0011] 包装箱检测系统30,用于检测有无包装箱3,包装箱检测系统30的输出端与PLC的第三输入端相连;包装箱检测系统所用检测元件为SC08-1K漫反射型红外线光电开关。
[0012] PLC的型号为三菱FX1N-24MT-001, PLC的第一输出端与平移伺服驱动器50的第一输入端相连,用于控制平移伺服电机51的转动速度、转动步数和旋转方向; PLC的第二输出端与平移伺服电机制动器53的输入端相连,用于控制平移伺服制动电机的转动速度、转动步数和旋转方向;所述PLC的第三输出端与升降伺服驱动器60的第一输入端相连,用于控制升降伺服电机的转动速度、转动步数和旋转方向; PLC的第四输出端与升降伺服电机制动器63的输入端相连;所述PLC的第五输出端与手指气缸电磁阀70的输入端相连; PLC的第六输出端与夹板气缸电磁阀80的输入端相连;平移伺服驱动器50,平移伺服驱动器50的第一输入端与PLC的第一输出端相连,平移伺服驱动器50第二输入端与平移伺服电机编码器52相连,平移伺服驱动器50的输出端与平移伺服电机51相连;
平移伺服电机51,平移伺服电机51的输入端与平移伺服驱动器50的输出端相连,用于驱动搬箱机械手平移机构;平移伺服电机为国产成都广泰数控110ACM06020LZ型交流伺服电机,额定功率1.2KW,额定转矩6N.M,额定转速2000r/min。平移伺服驱动器为国产成都广泰数控GUNTSD-30LS型交流伺服驱动器。
[0013] 平移伺服电机编码器52,平移伺服电机编码器52与平移伺服驱动器50的第二输入端相连;平移伺服电机制动器53,用于对平移伺服电机实施抱闸制动,确保平移伺服电机无惯性停止;平移伺服电机制动器53安装在平移伺服电机51后轴上,制动线圈电压为DC24V;
升降伺服驱动器60,升降伺服驱动器60的第一输入端与PLC的第三输出端相连,升降伺服驱动器60第二输入端与升降伺服电机编码器62相连,升降伺服驱动器60的输出端与升降伺服电机61相连;升降伺服驱动器的型号为国产成都广泰数控GUNTSD-50LF;
升降伺服电机61,用于驱动搬箱机械手升降机构,升降伺服电机61的输入端与升降伺服驱动器60的输出端相连;升降伺服电机的型号为国产成都广泰数控130ACM15015LZ,额定功率2.3KW,额定转矩15N.M,额定转速1500r/min。
[0014] 升降伺服电机编码器62,升降伺服电机编码器62与升降伺服驱动器60的第二输入端相连;升降伺服电机制动器63,用于对升降伺服电机实施抱闸制动,确保升降伺服电机无惯性停止;
手指气缸电磁阀70,用于驱动搬箱机械手手指的抓取与释放;
夹板气缸电磁阀80,用于驱动搬箱机械手夹板的夹紧与松开。
[0015] 下面就上述基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统结合具体实际操作如图2所示对本发明做进一步说明:码垛放箱过程中,下层前位、下层后位、上层前位、上层后位PLC检测到响应位置时程序状态流程描述:1.1下层前位运行流程:
S3初始状态→(启动)→S30平移搬箱状态→(检测到平移机构搬箱位)→S31下降搬箱状态→(检测到升降机构搬箱位)→S32抓手抓取状态→(延时2秒)→S33上升搬运状态→(检测到上层放箱位)→S34平移码垛状态→(检测到前位放箱位)→S35下降放箱状态→(检测到下层放箱位)→S36抓手松开状态→(延时2秒)→S37回垂直原点状态→(检测到升降机构原点位)→S38回
水平原点状态→(检测到平移机构原点位)→S3初始状态。
[0016] 1.2下层后位运行流程:S3初始状态→(启动)→S30平移搬箱状态→(检测到平移机构搬箱位)→S31下降搬箱状态→(检测到升降机构搬箱位)→S32抓手抓取状态→(延时2秒)→S33上升搬运状态→(检测到上层放箱位)→S34平移码垛状态→(检测到平移机构原点位)→下降→(检测到下层放箱位)→平移→(检测到后位放箱位)→S36抓手松开状态→(延时2秒)→S37回垂直原点状态→(检测到升降机构原点位)→S38回水平原点状态→(检测到平移机构原点位)→S3初始状态。
[0017] 1.3上层前位运行流程:S3初始状态→(启动)→S30平移搬箱状态→(检测到平移机构搬箱位)→S31下降搬箱状态→(检测到升降机构搬箱位)→S32抓手抓取状态→(延时2秒)→S33上升搬运状态→(检测到上层放箱位)→S34平移码垛状态→(检测到前位放箱位)→S36抓手松开状态→(延时2秒)→S37回垂直原点状态→(检测到升降机构原点位)→S38回水平原点状态→(检测到平移机构原点位)→S3初始状态。
[0018] 1.4上层后位运行流程:S3初始状态→(启动)→S30平移搬箱状态→(检测到平移机构搬箱位)→S31下降搬箱状态→(检测到升降机构搬箱位)→S32抓手抓取状态→(延时2秒)→S33上升搬运状态→(检测到上层放箱位)→S34平移码垛状态→(检测到后位放箱位)→S36抓手松开状态→(延时2秒)→S37回垂直原点状态→(检测到升降机构原点位)→S38回水平原点状态→(检测到平移机构原点位)→S3初始状态。
[0019] 本
实施例分别以码4垛方式, 码8垛方式,手动补垛,来说明基于PLC输出的薄膜包装箱码垛控制系统的工作方法:1.1 码4垛方式:
1.1.1将木地垄放在可旋转木地垄架上,木地垄架
锁定不旋转。
[0020] 1.1.2将“8垛方式/4垛方式/手动补垛”三位选择开关切换至4垛方式。
[0021] 1.1.3当包装箱输送装置4末端有包装箱3时,按“启动”按钮启动码垛,升降平移装置1控制搬箱机械手2先完成下层前位第一箱码垛;当安装在包装箱输送装置4末端的待码垛纸箱检测开关检测到包装箱3时,自动启动搬箱机械手2依次完成下层后位、上层前位、上层后位后三箱码垛。
[0022] 1.1.4当4垛码垛结束后,升降平移装置1控制搬箱机械手2停止,控制系统发出提示报警,按“复位”按钮消除报警,并将已码垛纸箱用铲车运走。
[0023] 1.1.5当已码垛纸箱用铲车运走后,可重新启动4垛码垛,若已码垛包装纸箱检测开关检测到已码垛纸箱未运走,则不可重新启动。
[0024] 1.2码8垛方式:1.2.1将木地垄放在可旋转木地垄架上,木地垄架不锁定可旋转。
[0025] 1.2.2将“8垛方式/4垛方式/手动补垛”三位选择开关切换至8垛方式。
[0026] 1.2.3当包装箱输送装置4末端有包装箱3时,先按“下层启动”按钮启动下层码垛,升降平移装置1控制搬箱机械手2先完成下层前位第一箱码垛;当安装在包装箱输送装置4末端的待码垛包装箱3检测开关检测到包装箱3时,自动启动升降平移装置1控制搬箱机械手2重复三次下层后位码垛,同时人工配合旋转木地垄架,即可使所码箱垛紧凑整齐。
[0027] 1.2.4当下层4垛码垛结束后,升降平移装置1控制搬箱机械手2停止,控制系统发出提示报警,1.2.5当包装箱输送装置4末端有包装纸箱时,按“上层启动”按钮启动上层码垛,同时消除下层提示报警,升降平移装置1控制搬箱机械手2先完成上层前位第一箱码垛;当安装在包装箱输送装置4末端的待码垛纸箱检测开关检测到包装箱3时,自动启动升降平移装置
1控制搬箱机械手2重复三次上层后位码垛,同时人工配合旋转木地垄架,即可使所码箱垛紧凑整齐。
[0028] 1.2.6当下层4垛及上层4垛码垛结束后,升降平移装置1控制搬箱机械手2停止,控制系统发出提示报警,按“复位”按钮消除报警,并将已码垛纸箱用铲车运走。
[0029] 1.2.7当已码垛纸箱用铲车运走后,可重新启动下层码垛,若已码垛包装纸箱检测开关检测到已码垛纸箱未运走,则不可重新启动下层码垛。
[0030] 1.3手动补垛:1.3.1将已码垛的不足4垛或8垛的箱垛木地垄用铲车运放在可旋转木地垄架上,木地垄架不锁定可旋转。
[0031] 1.3.2将“8垛方式/4垛方式/手动补垛”三位选择开关切换手动补垛。
[0032] 1.3.3选择性的按“下层前位放箱启动”按钮;“下层后位放箱启动”按钮;“上层前位放箱启动”按钮;“上层后位放箱启动”按钮。对不足4垛或8垛的箱垛凑足补齐。
[0033] 1.3.4箱垛凑足补齐后用铲车运走。
[0034] 通过采用8垛方式、4垛方式、手动补垛三位选择开关切换,既可码4垛又可码8垛,也可通过手动补垛对不足4垛或8垛的箱垛凑足补齐,采用此种控制系统操作灵活;通过位置检测系统,使搬箱机械手码垛时可实现下层前位、下层后位、上层前位、上层后位四种位置放箱,PLC程序控制搬箱机械手按不同位置放箱,配合人工旋转木地垄,使所码箱垛紧凑整齐,降低劳动强度、提高工作效率、降低了生产成本。