專利名稱：全自動排紙機的制作方法
技術領域：
本實用新型全自動排紙機涉及的是一種應用在粉末壓制成型車 間生產流水線上，用于代替人工排紙的自動化設備。它適用于粉末壓 制成型產品在排列時產品之間需要加紙條或其它材質的隔條的生產 線和產品包裝線上。
背景技術：
目前有很多粉末壓制成型產品在生產過程和包裝過程中都沒有 在產品之間加隔紙條以保護產品，防止在燒結時粘在一起，防止在傳 送運輸過程中相互摩擦損壞產品。有的有加隔紙條，是通過人工加的， 這樣每臺成型設備都要一個專門的操作人員，成本高，效率低。 發明內容
本實用新型針對上述不足之處提供一種全自動排紙機，是一種簡 單、實用、高效、可靠的全自動排紙機，使粉末成型車間的自動化程 度、生產效益提高，產品的質量保證，安全性能更趨完善。 全自動排紙機及其控制方法是由以下方案實現 全自動排紙機包括吸盤前后運動汽缸、吸盤升降運動汽缸、吸盤 汽缸、真空吸盤、夾緊汽缸、爪子、機械手旋轉運動汽缸、機械手進 退運動汽缸、機械手升降運動汽缸、減震器、安裝板、換紙旋轉汽缸、
換紙快裝紙盒i、換紙快裝紙盒n、鋁型材支架、高度調節腳座、電磁閥、位置檢測傳感器、負壓壓力傳感器、可編程控制器PLC、 HMI 顯示屏、報警指示器和開關按鈕。
可編程控制器PLC、電磁閥安裝在電控箱內部；HMI顯示屏、 報警指示器、負壓壓力傳感器安裝在電控箱面板上；位置檢測傳感器 安裝在汽缸上；真空吸盤安裝在吸盤汽缸上，兩個吸盤汽缸平行安裝 在連桿上；吸盤升降運動汽缸垂直安裝在連桿上，連桿安裝在吸盤前 后運動汽缸上；吸盤前后運動汽缸安裝在L型支架上，L型支架安裝 在機械手安裝板上；機械手進退運動汽缸活塞桿與連桿保持平行；爪 子安裝在夾緊汽缸上，兩個夾緊汽缸平行安裝在旋轉軸上；旋轉軸與 機械手旋轉運動汽缸相連與機械手進退運動汽缸活塞桿平行；機械手 旋轉運動汽缸安裝在機械手進退汽缸活塞桿上；機械手進退運動汽缸 安裝在支撐板上；支撐板安裝在機械手升降汽缸上；機械手升降運動 汽缸安裝在安裝板上，同時升降汽缸加減震器來提高汽缸的穩定性能 和使用壽命；換紙快裝紙盒I和換紙快裝紙盒II安裝在換紙旋轉汽缸 上且互相平行；換紙旋轉汽缸安裝在L型安裝板上；L型安裝板固定 在鋁型材支架側面；安裝板固定在鋁型材支架上，鋁型材支架四個腳 裝有高度調節腳座。
開關按鈕與位置傳感器與可編程控制器PLC的輸入點相連，可 編程控制器PLC通過讀起開關按鈕狀態與傳感器信號進行邏輯運算 處理，生成輸出信號控制程序進而控制與可編程控制器PLC輸出點 相連的電磁閥工作，實現汽缸動作的控制；HMI顯示屏通過專用通 訊電纜與可編程控制器PLC相連；報警指示器與可編程控制器PLC相連；可編程控制器PLC通過讀起HMI的參數設置進行工作，同時 通過HMI顯示屏顯示系統的工作狀態，報警指示器用于指示系統出 現異常；負壓壓力傳感器與可編程控制器PLC輸入點相連用于檢測
吸盤氣壓。
全自動排紙機的控制方式
全自動排紙機的執行機構全都是汽缸，各個執行機構在運動時在 空間和時間上有相互制約關系，因此全自動排紙機的安全性能與穩定 性主要取決于軟硬件的合理設計。本發明在執行機構的空間布局上充 分利用平行關系(兩個吸盤汽缸平行安裝在連桿上；機械手進退汽缸 活塞桿與連桿保持平行；兩個夾緊汽缸平行安裝在旋轉軸上；旋轉軸 與機械手旋轉運動汽缸相連與機械手進退運動汽缸活塞桿平行；換紙 快裝裝置I和換紙快裝裝置II安裝在換紙旋轉汽缸上且互相平行)最 大限度減少空間交叉制約，減少各執行機構相互碰撞的概率。在全自 動排紙機的安全保障控制上采用"四維空間唯一順控邏輯控制"，復 位動作自動有序控制，故障和急停最高優先級控制，另全自動排紙機 還配有自動和手動兩種控制方式，具體控制方法如下
四維空間唯一順控邏輯控制由于全自動排紙機配有9個執行 機構(汽缸)共有14個位置檢測傳感器分布三維空間上，同時對兩 個關鍵執行機構機械手進退運動汽缸和換紙旋轉運動汽缸加時間
檢測，這樣控制系統可以獲得四維空間上的檢測信號共16個，在理 論上可以產生2"個信號組合加上開關信號輸入檢測編碼VD0得到檢 測信號編碼VD1。在軟件上根據生產現場要求選取一組組合作為各個執行機構的唯一運行允許信號，反之出現其它任意一組信號組合
全自動排紙機將緊急停止并且發出報警指示信號VD2。因此只要全 自動排紙機任何一個執行部件或檢測開關出現工作異常，全自動排 紙機將停止運行并產生報警指示保證設備和生產的絕對安全。四維 空間唯一順控邏輯控制原理見附錄圖3。
故障和急停最高優先級控制，系統在軟件控制上把各個故障和急 停信號作為各個執行機構執行信號的牽制條件，并且把故障和急停設 為最高中斷優先級，以保證系統的響應速度和可靠性。
全自動排紙機手動控制，手動控制工作原理見附錄圖2。全自 動排紙機的電氣原理圖見附錄圖4。在手動控制方式下每個執行機 構都有一個對應的開關控制，同時每個執行機構的運行條件也是四維 空間唯一順控邏輯控制，保證了手動運行的安全。手動控制方式主要 是為了方便設備的調試和檢修。
全自動排紙機自動控制方式，自動控制方式工作流程圖見附錄 圖1。在自動控制方式下四維空間唯一順控邏輯控制理念貫穿始終， 在生產中起監控作用。
為了提高全自動排紙機的工作效率和人性化設計。全自動排紙機 還具有復位動作自動有序控制功能，其工作流程與自動運行流程相 反，每個執行機構的運行條件也是四維空間唯一順控邏輯控制，保證 了運行的安全。
本實用新型全自動排紙機設計合理，是一種簡單、實用、高效、 可靠的全自動排紙機，使粉末成型車間的自動化程度、生產效益提高，產品的質量保證，安全性能更趨完善。是一種應用在粉末壓制成型車
間生產流水線上，用于代替人工排紙的自動化設備。它適用于粉末壓
制成型產品在排列時產品之間需要加紙條或其它材質的隔條的生產
線和產品包裝線上。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明。 圖1是全自動排紙機自動運行流程圖。
圖2是全自動排紙機手動運行流程圖。 圖3是全自動排紙機四維空間唯一順控邏輯控制原理圖。 圖4是全自動排紙機電氣原理圖。 圖5是全自動排紙機機械結構主視圖。 圖6是全自動排紙機機械結構俯視圖。 圖7是全自動排紙機機械結構左視圖。
具體實施方式
參照附圖l，自動控制方式工作流程圖。當全自動排紙機開機自 動運行初始化完成后，系統所先檢測換紙快裝裝置紙夾里面是否有 紙，沒有則換紙旋轉汽缸旋轉180度，并發出加紙提示信號，若有且 滿足自動動作的條件，系統將按圖1流程圖的順序自動遠行。在自動 控制方式下四維空間唯一順控邏輯控制理念貫穿始終，在生產中起監 控作用。
參照附圖2，手動控制工作原理圖。在手動控制方式下每個執行 機構都有一個對應的開關控制，同時每個執行機構的運行條件也是要在滿足不在空間和時間會產生碰撞，即四維空間唯一順控邏輯控制， 保證了手動運行的安全。手動控制方式主要是為了方便設備的調試和檢修。
參照附圖3，四維空間唯一順控邏輯控制原理。由于全自動排紙 機配有9個執行機構(汽缸)共有14個位置檢測傳感器分布三維空
間上，同時對兩個關鍵執行機構機械手進退運動汽缸和換紙旋轉運
動汽缸加時間檢測，這樣控制系統可以獲得四維空間上的檢測信號共
16個，在理論上可以產生216個信號組合加上開關信號輸入檢測編碼 VD0得到檢測信號編碼VD1。在軟件上根據生產現場要求選取一組組 合作為各個執行機構的唯一運行允許信號，反之出現其它任意一組信 號組合全自動排紙機將緊急停止并且發出報警指示信號VD2。因此 只要全自動排紙機任何一個執行部件或檢測開關出現工作異常，全自 動排紙機將停止運行并產生報警指示保證設備和生產的絕對安全。
參照附圖4，電氣原理圖。開關按鈕與位置傳感器與可編程控制 器PLC的輸入點相連，可編程控制器PLC通過讀起開關按鈕狀態與 傳感器信號進行邏輯運算處理，生成輸出信號控制程序進而控制與可 編程控制器PLC輸出點相連的電磁閥工作，實現汽缸動作的控制； HMI顯示屏通過專用通訊電纜與可編程控制器PLC相連；報警指示 器與PLC相連；可編程控制器PLC通過讀起HMI的參數設置進行工 作，同時通過HMI顯示屏顯示系統的工作狀態，報警指示器用于指 示系統出現異常；負壓壓力傳感器與PLC輸入點相連用于檢測吸盤 氣壓。參照附圖5、 6、 7，圖中1、吸盤前后運動汽缸，2、吸盤汽缸
I ， 3、機械手進退運動汽缸，4、支撐板，5、安裝板，6、機械手升 降運動汽缸，7、高度調節腳座，8、吸盤升降運動汽缸，9、連桿，
io、吸盤汽缸n， ii、夾緊汽缸n， 12、爪子，13、旋轉軸，14、夾
緊汽缸I， 15、換紙快裝紙盒I， 16、換紙旋轉汽缸，17、 L型安裝 板，18、減震器，19、鋁型材支架，20、真空吸盤，21、換紙快裝紙 盒II， 22、 L型支架，23、機械手旋轉汽缸。
全自動排紙機包括吸盤前后運動汽缸、吸盤升降運動汽缸、吸盤 汽缸、真空吸盤、夾緊汽缸、爪子、機械手旋轉運動汽缸、機械手進 退運動汽缸、機械手升降運動汽缸、減震器、安裝板、換紙旋轉汽缸、
換紙快裝紙盒i、換紙快裝紙盒n、鋁型材支架、高度調節腳座、電
磁閥、位置檢測傳感器、負壓壓力傳感器、可編程控制器PLC、 HMI 顯示屏、報警指示器和開關按鈕。
可編程控制器PLC、電磁閥安裝在電控箱內部；HMI顯示屏、 報警指示器，負壓壓力傳感器安裝在電控箱面板上；位置檢測傳感器 安裝在汽缸上。
真空吸盤20安裝在吸盤汽缸上，吸盤汽缸I 2與吸盤汽缸I1 10 平行安裝在連桿9上；吸盤升降運動汽缸8垂直安裝在連桿9上，連 桿9安裝在吸盤前后運動汽缸1上；吸盤前后運動汽缸1安裝在L 型支架22上，L型支架22安裝在機械手安裝板上；機械手進退運動 汽缸活塞桿與連桿9保持平行；爪子12安裝在夾緊汽缸14上，夾緊 汽缸I 14與夾緊汽缸n 11平行安裝在旋轉軸13上；旋轉軸13與機械手旋轉運動汽缸23相連與機械手進退運動汽缸3活塞桿平行； 機械手旋轉運動汽缸23安裝在機械手進退運動汽缸3活塞桿上；機
械手進退運動汽缸23安裝在支撐板4上；支撐板4安裝在機械手升 降運動汽缸上；機械手升降運動汽缸6安裝在安裝板5上，同時機械 手升降運動汽缸6加減震器18來提高汽缸的穩定性能和使用壽命； 換紙快裝紙盒I 15和換紙快裝紙盒II 21安裝在換紙旋轉汽缸16上 且互相平行；換紙旋轉汽缸16安裝在L型安裝板17上；L型安裝板 17固定在鋁型材支架19側面；安裝板5固定在鋁型材支架19上， 鋁型材支架19四個腳裝有高度調節腳座7。
全自動排紙機部分元器件選配示例可編程控制器PLC采用西 門子S-200系列，HMI顯示屏采用TD200系列，位置檢測傳感器采 用汽缸選配磁環開關，吸盤前后運動汽缸1采用CKD汽缸STR2-Q 系列，真空吸盤20采用CKD汽缸VSP-W系列，機械手進退運動汽 缸3采用-SMC汽缸MGGM系列，機械手升降運動汽缸6采用CKD 汽缸SSD系列，吸盤升降運動汽缸8采用CKD汽缸STR2-Q系歹lj， 夾緊汽缸I與夾緊汽缸II采用CKD汽缸MHC2系列，換紙旋轉汽缸 16采用CKD汽缸GRC-GRC-K系列。減震器18采用市售減震器。 負壓壓力傳感器采用市售壓力傳感器。換紙快裝紙盒I和換紙快裝紙
盒n采用"u"形裝紙盒。
權利要求1.一種全自動排紙機，其特征在于包括吸盤前后運動汽缸，吸盤升降運動汽缸，吸盤汽缸，真空吸盤，夾緊汽缸，爪子，機械手旋轉運動汽缸，機械手進退運動汽缸，機械手升降運動汽缸，減震器，安裝板，換紙快裝紙盒I、換紙快裝紙盒II，鋁型材支架，高度調節腳座，電磁閥，位置檢測傳感器，負壓壓力傳感器，可編程控制器PLC，HMI顯示屏、報警指示器和開關按鈕；可編程控制器PLC、電磁閥安裝在電控箱內部；HMI顯示屏、報警指示器，負壓壓力傳感器安裝在電控箱面板上；位置檢測傳感器安裝在汽缸上；真空吸盤安裝在吸盤汽缸上，兩個吸盤汽缸平行安裝在連桿上；吸盤升降運動汽缸垂直安裝在連桿上，連桿安裝在吸盤前后運動汽缸上；吸盤前后運動汽缸安裝在L型支架上，L型支架安裝在機械手安裝板上；機械手進退汽缸活塞桿與連桿保持平行；爪子安裝在夾緊汽缸上，兩個夾緊汽缸平行安裝在旋轉軸上；旋轉軸與機械手旋轉汽缸相連與機械手進退汽缸活塞桿平行；機械手旋轉汽缸安裝在機械手進退汽缸活塞桿上；機械手進退汽缸安裝在支撐板上；支撐板安裝在機械手升降汽缸上；機械手升降汽缸安裝在安裝板上；換紙快裝紙盒I和換紙快裝紙盒II安裝在換紙旋轉汽缸上且互相平行；換紙旋轉汽缸安裝在L型安裝板上；L型安裝板固定在鋁型材支架側面；安裝板固定在鋁型材支架上，鋁型材支架四個腳裝有高度調節腳座。
2.根據權利要求1所述的全自動排紙機，其特征在于所述的開關按鈕與位置傳感器與可編程控制器PLC的輸入點相連；HMI顯示 屏通過專用通訊電纜與可編程控制器PLC相連；報警指示器與可編 程控制器PLC相連；可編程控制器PLC通過讀起HMI的參數設置進 行工作，同時通過HMI顯示屏顯示系統的工作狀態，報警指示器用 于指示系統出現異常；負壓壓力傳感器與可編程控制器PLC輸入點 相連用于檢測吸盤氣壓。
專利摘要本實用新型全自動排紙機涉及的是一種應用在粉末壓制成型車間生產流水線上，用于代替人工排紙的自動化設備，適于粉末壓制成型產品在排列時產品之間需要加紙條或其它材質隔條生產線和產品包裝線上。包括吸盤前后運動汽缸，吸盤升降運動汽缸，吸盤汽缸，真空吸盤，夾緊汽缸，爪子，機械手旋轉運動汽缸，機械手進退運動汽缸，機械手升降運動汽缸，減震器，安裝板，換紙旋轉汽缸，換紙快裝紙盒I、換紙快裝紙盒II，鋁型材支架，高度調節腳座，電磁閥，位置檢測傳感器，負壓壓力傳感器，可編程控制器PLC，HMI顯示屏、報警指示器和開關按鈕。可編程控制器PLC、電磁閥安裝在電控箱內部；HMI顯示屏、報警指示器，位置檢測傳感器安裝在汽缸上。
文檔編號B65G47/74GK201385949SQ20092003633
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月4日 優先權日2009年3月4日
發明者瑛 王, 陽 許, 黃木清 申請人:陽 許