基于PLC200的旋锻机自动上下料装置设计

申慧　宋治飞　钟佳良

【摘要】为解决由于采用人工方式给旋锻机送、卸料而造成的工作效率低下问题，本文给出了一种旋锻机自动上、下料装置设计，介绍了其主要组成机构和工作原理。该设备采用西门子PLC200编程来实现预期功能，在节约人工成本，提高生产效率方面可以达到教好的效果。

【关键词】P/C 旋锻 自动

一、前言

目前，工厂中采用人工的方式给旋锻机送入待旋锻的圆管工料、回收旋锻好的工件，耗费人力、时间，工作效率低下。为解决这一问题而设计的旋锻机自动上下料装置，可以实现旋锻机加工过程的无人化操作，即将上料斗中的待旋锻的圆管工料自动排序（待旋锻的工料为圆管形状，其两端尺寸不一样大，需要将它们按照要求，将大头或小头统一都朝向一边排放）、定向，并输送至旋锻机上料工位。同时将旋锻好的成品工件回收到下料斗中。

该装置的整体结构如图1所示。

二、硬件部分

根据上述实现功能描述，该装置主要包括上、下料机构、换向机构和送料机构等。

1、上、下料机构

上料机构主要由上料升降机、上料斗、排序板和导向座等组成，实现将上料斗里的待旋锻工料排序，并通过气缸顶升至换向工位。由伺服电机带动上料升降机，推动上料料斗内的待旋锻工料向上移动，并沿滑道滚至排序机构。通过气缸运行将一根待旋锻工料顶升至换向工位。

下料机构包括回收滑道、下料升降机、下料斗等。由取料气爪卸下旋锻好的工件，使其沿着回收滑道滚至下料斗，升降机适时向下移动，使成品工件填满下料斗。

需要注意的是，每次更换零件批次时，要根据待旋锻工料的长度来移动上料斗的调节侧板，并更换过渡底板；升降机在向上运动时容易使待旋锻工料堆积成三角形，所以要避免工料堆积过高而从料斗内滚出。

2、换向机构

换向机构结构图如图2所示。

旋锻机自动上下料装置可以实现对待旋锻工料的排序（大头或小头朝向同一方向），这一功能通过换向机构来实现。换向机构由换向上下气缸、摆动气缸和换向气爪组成。通过激光测距仪来判断当前的工料是否满足预定的排序要求。满足，则由气爪将待旋锻工料送至旋锻机上料工位等待取料加工；不满足，气爪抓取待旋锻工料后先旋转180度，再将其送至旋锻机上料工位等待取料加工。

激光测距仪测量的数据是判断工料是否换向的重要依据，在更换零件批次之前要设置好激光测距仪的相关参数。

3、其他

为优化该设备的总体功能，协调好各机构的工作任务，该装置还包括缓存机构和送料机构。缓存机构主要由缓存滑道、下推气缸、顶块、推块和导向座等组成，主要用于缓存一定数量的工件，等待进入下一步工序。送料机构主要由送料气缸、取料气爪、滑动轴承和导向轴等组成，实现对旋锻机的送料动作。

三、软件部分

该装置的功能实现主要通过西门子S7-200系列PLC编程来完成。控制系统采用西门子S7-224XP CN PLC以及相应的数字量I/O扩展模块、继电器输出模块和现场的检测开关等。PLC接口为RS485（PPI），人机操作界面选用西门子文本显示器TD400C。

结论：通过调试和试运行，该装置能够很好的完成给旋锻机自动上、下料的工作任务，在一些类似的工作场合下值得推广。