基于PLC的柔性的指甲油瓶旋盖生产线

河源职业技术学院 叶 旋 冯友强河源技师学院 叶 韬



基于PLC的柔性的指甲油瓶旋盖生产线

河源职业技术学院 叶 旋 冯友强
河源技师学院 叶 韬

【摘要】近年来，企业对自动化控制的生产线的需求越来越强烈，自动化控制技术也得到了长足的发展。本文阐述了一种基于PLC的柔性的指甲油瓶旋盖生产线，工厂实地测试结果表明，该系统生产柔性高，适用于各种不同尺寸的指甲油瓶的旋盖作业，可以提高企业的生产效率，为企业提高效益。

【关键词】PLC；指甲油；旋盖；自动化

0　引言

随着我国人口红利的逐步减少，企业的用工成本的不断上升，企业对自动化生产技术的需求也越来越大，而可编程逻辑控制器（PLC）具有功能性强、编程方便，可靠性高，体积小巧等优点，使其在工业控制系统中应用越来越广泛[1-2]。本文阐述了一种基于PLC的柔性的指甲油瓶旋盖生产线，采用PLC配合红外传感器和步进电动机等机构，实现了对旋盖生产线的自动控制。相对于当前指甲油产品的生产企业广泛采用的多工位转盘式生产装置，该生产线适用于多种尺寸和形状的指甲油瓶的旋盖作业，生产的柔性更高，灵活性更强。本文论述了该生产线的机械结构、控制硬件及软件设计，对该生产线的特点进行了分析，在交付企业使用的过程中，验证了该系统的有效性，具有一定的现实意义。

1　生产线的机械结构

旋盖生产线的机械结构如图1所示，该旋盖生产线采用皮带传送机为传输机构，皮带上设置横向距离和高度可调节的护栏，以满足不同尺寸的瓶子的输送作业；采用步进电动机为动力源，可以精密地控制皮带的启停；采用红外传感器作为系统控制信号源，在控瓶器入口与出口，以及旋盖机工位处分别设置红外传感器1、2和3，以检测瓶子的位置；采用另外一个步进电机驱动圆形转盘作为控瓶器，以分离紧密排放的瓶子，逐个地将瓶子输送至旋盖工位，且瓶子嵌入控瓶器的缺口的宽度是可调节的，如图1所示，这样可以传送不同尺寸的瓶子；采用气缸作为瓶子旋盖作业的夹紧装置。其工作原理为，步进电机带动链轮，驱动皮带前进，当指甲油瓶到达控瓶器入口时，红外传感器1检测到信号，PLC控制皮带停止，同时控制控瓶器转动，带动一个瓶子继续前进至控瓶器出口，红外传感器2检测到信号，PLC控制皮带启动，同时控制控瓶器停止转动，皮带带动一个指甲油瓶至旋盖工位，红外传感器3检测到信号，PLC控制皮带停止，同时控制气缸夹紧指甲油瓶，旋盖机工作1至2秒后复位，PLC控制控制控瓶器转动，继续下一个瓶子的旋盖作业。

图1　旋盖生产线的结构示意图

2　生产线的硬件构成

旋盖生产线的控制硬件采用三菱FX3G-24M型号的PLC作为控制中枢，IO口分配如下，X1旋盖机复位；X2右夹紧气缸复位；X3右夹紧气缸伸出，X4左夹紧气缸复位；X5左夹紧气缸伸出；X10停止按钮；X11启动按钮；X12控瓶器出口红外检测信号；X13控瓶器入口红外检测信号；Y0控瓶器电机脉冲输出；Y1皮带电机脉冲输出；Y3皮带电机释放；Y4皮带电机方向信号；Y5控瓶器电机释放；Y6控瓶器电机方向信号；Y10气缸电磁阀启动。采用威纶通TK6070iP1型号的触摸屏作为控制输入装置，采用雷塞DM860驱动器驱动雷塞86HS45步进电机带动皮带，采用雷塞DM422驱动器驱动雷塞42HS03步进电机带动控瓶器，采用沪工E3F1-3DN2型号NPN常闭型红外传感器检测瓶子的位置，采用AIRTAC的TN10X60S型号的气缸。

3　生产线的系统软件

采用三菱PLC梯形图语言进行编程，系统通电后，处于待机状态，PLC在接收到触摸屏的启动信号之后，控制步进电机带动传送带向前运动。通过红外传感器检测瓶子的位置，PLC根据红外传感器的信号控制传送带、控瓶器和气缸。软件程序指令为，0 LD M8002，1 OR X010，2 ZRST S0 S28，7 ZRST M0 M2，12 ZRST Y000 Y010，17 LD X011，18 SET S0，20 LDP M0，22 ANI M2，23 MOVP K300 D0，28 LDP M2，30 ANI M0，31 MOVP K200 D0，36 LD M0，37 OR M2，38 OUT Y004，39 DPLSV D0 Y001 Y004，52 LD M1，53 OUT Y006，54 DPLSY K800 K1600 Y000，67 STL S0，68 OUT T0 K5，71 LD T0，72 SET S20，74 STL S20，75 SET M0，76 OUT T5 K5，79 LD X013，80 AND T5，81 AND X003，82 ANI X014，83 SET S21，85 STL S21，86 OUT T1 K5，89 AND T1，90 RST M0，91 SET M1，92 AND M8029，93 OUT T2 K5，96 LD T2，97 AND X012，98 SET S22，100 STL S22，101 RST M1，102 SET M2，103 MPS ，104 AND X014，105 RST M2，106 SET Y010，107 MPP ，108 AND X002，109 AND X005，110 OUT T3 K10，113 LD T3，114 SET S23，116 STL S23，117 RST Y010，118 LD X003，119 OUT S20，121 RET ，122 END 。

4　结语

本文从指甲油产品的生产企业的实际需求出发，研制了一条新型的适用于多种尺寸的指甲油瓶的旋盖工作的生产线。该系统采用PLC作为控制中枢，实现了对指甲油瓶旋盖作业的全自动控制，结合指甲油自动灌装生产线和指甲油瓶自动加毛刷生产线，即可以实现指甲油全工序自动生产。

参考文献

[1]段波,李波,江云等.基于PLC的工厂生产流水线控制系统的开发[J].科学技术与工程,2010(6):1569-1572.

[2]邓红.工业自动化生产流水线中的PLC应用设计[J].微计算机信息,1996(1):48-50.