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    全自動繞線機控制系統設計


    一、控制系統設計

    機械系統部分的設計,只是設計了全自動化磁環繞線機系統的機構部分,完整的全自動繞線機系統還包括電氣控制部分。我們設計的全自動繞線機的自動化控制系統中,電氣控制的主要作用是實現整個系統的運動規劃,包括:執行元件的運動控制,檢測傳感器的信息處理和現場人員的人機交互等。主要分為以下的幾個單元來完成:

    PLC控制單元、人機界面單元、傳感檢測單元、執行單元和報警裝置單元等。

    二、全自動繞線機系統流程圖

    PLC流程圖又稱為順序功能圖。所謂順序控制,就是按照生產工藝預先規定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據內部狀態和時間的順序,在生產過程中對各個執行機構自動地有秩序地進行操作,便于調試。

    我們設計的全自動繞線機系統電氣控制部分相對比較復雜,整個系統控制由公司經驗豐富的電氣工程師負責。為便于PLC程序的順利編制,我們給出了全自動繞線機整體運動的系統流程圖,流程圖相對較長。

    三、全自動繞線機氣動系統設計

    1、氣動系統構成

    典型的氣動傳動系統由氣壓發生裝置、執行元件、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的動力源,是由空氣壓縮機產生的壓縮空氣。為保證氣動系統的正常工作,必須對壓縮空氣進行降溫、凈化、減壓、穩壓以及提供油霧等一系列處理,因此必須設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)執行元件

    執行元件是以壓縮空氣為工作介質,并將壓縮空氣的壓力能轉變為機械能的能量轉換裝置,執行元件包括:做直線往復運動的氣缸,做連續回轉運動的氣馬達和做不連續回轉運動的旋轉氣缸等。我們所涉及到的執行元件為直線往復運動的氣缸和回轉運動的旋轉氣缸以及氣爪。

    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,以便使執行機構完成預定的運動規律??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、全自動繞線機系統電磁換向閥選擇

    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換向功能。由于電磁閥是電氣操作,易與PLC等控制設備配合,因而得到廣泛應用。

    根據全自動繞線機系統的要求,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:15毫秒以下;

    4)可以多位集裝;

    5)最高動作頻率:10次/秒。

    當換向閥一端通電時,此端產生的電磁力推動先導閥打開,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,用于斷電情況下以機械方式移動閥芯。

    3、全自動繞線機氣動回路設計

    全自動繞線機包含27個各類氣缸,因此氣動系統的設計是全自動繞線機整體系統設計中重要的一環。

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