專利名稱：一種plc控制方法及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)，特別是涉及一種用于PCB板在線插針機的PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
PCB板是汽車電子系統(tǒng)的核心部件，在PCB板上集成有CPU、電阻、電容以及繼電器 等電子元件。由于汽車在使用過程中經(jīng)常會發(fā)生劇烈震動，因此汽車電子系統(tǒng)中各PCB板 PCB板之間的連接和通訊是依靠插裝于PCB板上的各種細(xì)長金屬針來實現(xiàn)的。傳統(tǒng)的在PCB 板上插裝金屬針的作業(yè)主要依靠人工輔助插針機來完成，這種插針作業(yè)方式具有生產(chǎn)效率 低、產(chǎn)品質(zhì)量差的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高 生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的用于PCB板在線插針機的PLC控制方法及其控制系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種用于PCB板在線插針機的PLC控制 系統(tǒng)，其特征在于，包括可編程控制器，具有信號輸入端、信號輸出端、通信接口和人機對話接口，用于處 理其信號輸入端及通信口所接收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)處理結(jié)果通過其信號輸出端及通信口發(fā) 送控制命令；人機對話設(shè)備，連接可編程控制器的人機對話接口，用于向可編程控制器發(fā)送控 制命令及顯示命令執(zhí)行結(jié)果；至少一個傳感器，連接所述可編程控制器信號輸入端的各管腳，用于各作業(yè)區(qū)域 的PCB板到位監(jiān)測；機械手，能沿兩兩垂直并相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用于向PCB板插裝 金屬針；兩個運動伺服模塊，均具有信號輸入端和信號輸出端，其信號輸出端均連接機械 手，分別用于控制機械手沿X軸及Y軸移動；兩個定位模塊，均具有通信接口和信號輸出端，其通信接口均連接所述可編程控 制器的通信接口，其信號輸出端分別連接兩個運動伺服模塊的信號輸入端，分別用于控制 所述機械手沿X軸及Y軸的移動距離；Z軸氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用于控制 機械手沿所述Z軸移動；擋料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于PCB板的定位；托料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于PCB板的托持，以防止插裝 金屬針時因PCB板局部受力而受損；夾爪氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用于控制機械手夾持金屬針；插針氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于壓緊金屬針，使其插裝牢
罪；輸送帶，用于輸送PCB板。進(jìn)一步的，所述人機對話設(shè)備是觸摸顯示屏。進(jìn)一步的，還包括入口放行氣缸，所述入口放行氣缸連接可編程控制器信號輸出 端的管腳，用于控制PCB板進(jìn)入插針區(qū)域。進(jìn)一步的，還包括出口放行氣缸，所述出口放行氣缸，連接可編程控制器信號輸出 端的管腳，用于控制PCB板離開插針區(qū)域。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的PLC控制系統(tǒng)的控制方法的流程如下1)輸送帶將待插針的PCB板輸送至PCB板在線插針機的入口處；2)插針區(qū)域的傳感器監(jiān)測到插針區(qū)域無PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號， 可編程控制器收到信號后控制入口放行氣缸執(zhí)行放行動作，使待插針PCB板由輸送帶帶動 進(jìn)入插針區(qū)域；3)插針位置的傳感器監(jiān)測到PCB板到位后向可編程控制器發(fā)送擋料及托料信號， 可編程控制器收到信號后先控制擋料氣缸執(zhí)行擋料動作，以阻止待插針PCB板繼續(xù)前行， 然后再控制托料氣缸執(zhí)行托料動作，使待插針PCB板準(zhǔn)確定位至插針位置；4)可編程控制器分別經(jīng)兩個定位模塊和兩個運動伺服模塊控制機械手沿X軸及Y 軸移動，直至機械手移動至取針區(qū)域上方；5)機械手到達(dá)取針區(qū)域上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 再通過夾爪氣缸控制機械手夾緊金屬針，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，完成取針；6)機械手取針完畢后，可編程控制器分別經(jīng)定位模塊和運動伺服模塊控制機械手 沿X軸及Y軸移動，直至機械手移動至插針位置上方；7)機械手到達(dá)插針位置上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 將金屬針插入PCB板上預(yù)置的孔中，再通過夾爪氣缸控制機械手松開金屬針，并控制插針 氣缸下壓使金屬針插裝牢靠，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，并控制插針氣缸上升， 完成插裝作業(yè)；8)可編程控制器控制擋料氣缸和托料氣缸執(zhí)行松開動作，使已插針PCB板落至輸 送帶上；9)輸送帶將已插針PCB板輸送至在線插針機的出口處；10)出口處的傳感器監(jiān)測到PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號，可編程控制 器收到信號后控制出口放行氣缸執(zhí)行放行動作，已插針PCB板由輸送帶帶動進(jìn)入下道工序。本發(fā)明提供的用于PCB板在線插針機的PLC控制方法及其控制系統(tǒng)，利用傳感器 監(jiān)測作業(yè)進(jìn)程，并利用可編程控制器控制機械手向PCB板插裝金屬針，相比現(xiàn)有的人工輔 助方式具有插針?biāo)俣瓤?、插針精度高的特點，能提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明實施例的PLC控制系統(tǒng)的電路連接示意圖2是本發(fā)明實施例的PLC控制系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合

對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實施例并不用于限 制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)、方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。 如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的一種用于PCB板在線插針機的PLC控制系統(tǒng)， 其特征在于，包括可編程控制器1，具有信號輸入端11、信號輸出端12、通信接口 13和人機對話接口 14，用于處理其信號輸入端11及通信口 13所接收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)處理結(jié)果通過其信號輸 出端及通信口發(fā)送控制命令；人機對話設(shè)備2，連接可編程控制器1的人機對話接口 14，用于向可編程控制器1 發(fā)送控制命令及顯示命令執(zhí)行結(jié)果；至少一個傳感器3，連接所述可編程控制器1信號輸入端11的各管腳，用于各作業(yè) 區(qū)域的PCB板到位監(jiān)測；機械手4，能沿兩兩垂直并相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用于向PCB板插裝 金屬針；兩個運動伺服模塊51、52，分別具有信號輸入端511、521和信號輸出端512、522， 其信號輸出端512、522均連接機械手4，分別用于控制機械手沿X軸及Y軸移動；兩個定位模塊61、62，分別具有通信接口 611、621和信號輸出端612、622，其通信 接口 611、621均連接所述可編程控制器1的通信接口 13，其信號輸出端612、622分別連接 兩個運動伺服模塊51、52的信號輸入端511、521，分別用于控制所述機械手4沿X軸及Y軸 的移動距離；Z軸氣缸71，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，其動力軸連接機械手4， 用于控制機械手4沿所述Z軸移動；入口放行氣缸72，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用于控制PCB板進(jìn) 入插針區(qū)域；擋料氣缸73，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用于PCB板的定位；托料氣缸74，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用于PCB板的托持，以防 止插裝金屬針時因PCB板局部受力而受損；夾爪氣缸75，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，其動力軸連接機械手4， 用于控制機械手13夾持金屬針；插針氣缸76，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用于壓緊金屬針，使其插
裝牢靠；出口放行氣缸77，連接可編程控制器1信號輸出端12的管腳，用于控制PCB板離 開插針區(qū)域；輸送帶(圖中未示)，用于輸送PCB板。所述人機對話設(shè)備2是觸摸顯示屏。 本發(fā)明實施例中，所述X軸和Y軸均為水平軸，所述Z軸垂直于地面。
如圖2所示，本發(fā)明所述的PLC控制系統(tǒng)的工作流程如下
1)輸送帶將待插針的PCB板輸送至PCB板在線插針機的入口處；2)插針區(qū)域的傳感器監(jiān)測到插針區(qū)域無PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號， 可編程控制器收到信號后控制入口放行氣缸執(zhí)行放行動作，使待插針PCB板由輸送帶帶動 進(jìn)入插針區(qū)域；3)插針位置的傳感器監(jiān)測到PCB板到位后向可編程控制器發(fā)送擋料及托料信號， 可編程控制器收到信號后先控制擋料氣缸執(zhí)行擋料動作，以阻止待插針PCB板繼續(xù)前行， 然后再控制托料氣缸執(zhí)行托料動作，使待插針PCB板準(zhǔn)確定位至插針位置；4)可編程控制器分別經(jīng)兩個定位模塊和兩個運動伺服模塊控制機械手沿X軸及Y 軸移動，直至機械手移動至取針區(qū)域上方；5)機械手到達(dá)取針區(qū)域上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 再通過夾爪氣缸控制機械手夾緊金屬針，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，完成取針；6)機械手取針完畢后，可編程控制器分別經(jīng)定位模塊和運動伺服模塊控制機械手 沿X軸及Y軸移動，直至機械手移動至插針位置上方；7)機械手到達(dá)插針位置上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降， 將金屬針插入PCB板上預(yù)置的孔中，再通過夾爪氣缸控制機械手松開金屬針，并控制插針 氣缸下壓使金屬針插裝牢靠，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，并控制插針氣缸上升， 完成插裝作業(yè)；8)可編程控制器控制擋料氣缸和托料氣缸執(zhí)行松開動作，使已插針PCB板落至輸 送帶上；9)輸送帶將已插針PCB板輸送至在線插針機的出口處；10)出口處的傳感器監(jiān)測到PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號，可編程控制 器收到信號后控制出口放行氣缸執(zhí)行放行動作，已插針PCB板由輸送帶帶動進(jìn)入下道工序。本發(fā)明實施例的機械手取針位置和插針位置均可利用觸摸屏設(shè)置，最多可設(shè)置60 個不同的取針位置。本發(fā)明實施例中，運動伺服模塊可選用三菱的MR-J3S系列，可編程控制器可選用 三菱的FX2N-80MR，定位模塊可選用三菱的FX2N-1PG，觸摸屏可選用PR0FACEAST-3301。
權(quán)利要求
一種PLC控制系統(tǒng)的控制方法，所述的PLC控制系統(tǒng)包括可編程控制器，具有信號輸入端、信號輸出端、通信接口和人機對話接口，用于處理其信號輸入端及通信口所接收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)處理結(jié)果通過其信號輸出端及通信口發(fā)送控制命令；人機對話設(shè)備，連接可編程控制器的人機對話接口，用于向可編程控制器發(fā)送控制命令及顯示命令執(zhí)行結(jié)果；至少一個傳感器，連接所述可編程控制器信號輸入端的各管腳，用于各作業(yè)區(qū)域的PCB板到位監(jiān)測；機械手，能沿兩兩垂直并相交的X軸、Y軸及Z軸作三維移動，用于向PCB板插裝金屬針；兩個運動伺服模塊，均具有信號輸入端和信號輸出端，其信號輸出端均連接機械手，分別用于控制機械手沿X軸及Y軸移動；兩個定位模塊，均具有通信接口和信號輸出端，其通信接口均連接所述可編程控制器的通信接口，其信號輸出端分別連接兩個運動伺服模塊的信號輸入端，分別用于控制所述機械手沿X軸及Y軸的移動距離；Z軸氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用于控制機械手沿所述Z軸移動；擋料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于PCB板的定位；托料氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于PCB板的托持，以防止插裝金屬針時因PCB板局部受力而受損；夾爪氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，其動力軸連接機械手，用于控制機械手夾持金屬針；插針氣缸，連接可編程控制器信號輸出端的管腳，用于壓緊金屬針，使其插裝牢靠；輸送帶，用于輸送PCB板；其特征在于方法的流程如下1)輸送帶將待插針的PCB板輸送至PCB板在線插針機的入口處；2)插針區(qū)域的傳感器監(jiān)測到插針區(qū)域無PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號，可編程控制器收到信號后控制入口放行氣缸執(zhí)行放行動作，使待插針PCB板由輸送帶帶動進(jìn)入插針區(qū)域；3)插針位置的傳感器監(jiān)測到PCB板到位后向可編程控制器發(fā)送擋料及托料信號，可編程控制器收到信號后先控制擋料氣缸執(zhí)行擋料動作，以阻止待插針PCB板繼續(xù)前行，然后再控制托料氣缸執(zhí)行托料動作，使待插針PCB板準(zhǔn)確定位至插針位置；4)可編程控制器分別經(jīng)兩個定位模塊和兩個運動伺服模塊控制機械手沿X軸及Y軸移動，直至機械手移動至取針區(qū)域上方；5)機械手到達(dá)取針區(qū)域上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降，再通過夾爪氣缸控制機械手夾緊金屬針，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，完成取針；6)機械手取針完畢后，可編程控制器分別經(jīng)定位模塊和運動伺服模塊控制機械手沿X軸及Y軸移動，直至機械手移動至插針位置上方；7)機械手到達(dá)插針位置上方后，可編程控制器先通過Z軸氣缸控制機械手下降，將金屬針插入PCB板上預(yù)置的孔中，再通過夾爪氣缸控制機械手松開金屬針，并控制插針氣缸下壓使金屬針插裝牢靠，然后再通過Z軸氣缸控制機械手上升，并控制插針氣缸上升，完成插裝作業(yè)；8)可編程控制器控制擋料氣缸和托料氣缸執(zhí)行松開動作，使已插針PCB板落至輸送帶上；9)輸送帶將已插針PCB板輸送至在線插針機的出口處；10)出口處的傳感器監(jiān)測到PCB板后向可編程控制器發(fā)送放行信號，可編程控制器收到信號后控制出口放行氣缸執(zhí)行放行動作，已插針PCB板由輸送帶帶動進(jìn)入下道工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于所述人機對話設(shè)備是觸摸顯示屏。
全文摘要
一種PLC控制方法及其控制系統(tǒng)，涉及PLC控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)效率低及產(chǎn)品質(zhì)量差的技術(shù)問題。該系統(tǒng)包括可編程控制器、人機對話設(shè)備、多個傳感器、機械手、運動伺服模塊、定位模塊、多個氣缸及輸送帶；所述人機對話設(shè)備連接可編程控制器的人機對話接口，所述傳感器連接可編程控制器信號輸入端的各管腳，所述運動伺服模塊的信號輸出端連接機械手，所述定位模塊的通信接口連接可編程控制器的通信接口，其信號輸出端連接運動伺服模塊的信號輸入端，各氣缸均連接可編程控制器信號輸出端的管腳。本發(fā)明提供的PLC控制方法及其控制系統(tǒng)，能提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號B25J9/16GK101876817SQ20091005010
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者周益范, 張詠明, 王耀欣, 連鑫 申請人:上海龍能自動化設(shè)備有限公司;上海聯(lián)能機電有限公司