基于气压传动的焊条包装线的研发

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目前，我国的焊条包装采用人工操作，劳动强度大，工作效率低，质量得不到保证，进口的焊条自动化包装生产线价格过于昂贵，企业回收周期长。鉴于此，提出了基于气压传动和PLC控制的焊条包装线，在PLC的控制下，利用气压传动完成焊条的定位、挡料、振动、推料、抱料、举料、装盒等过程，以在短时间内完成焊条的自动化包装。该焊条包装线气源容易获得，对环境无污染，动作容易实现，编程简单、可靠，成本低。随着我国包装机械的不断发展和需求的不断增大，焊条自动包装生产线必将在焊条生产企业得到广泛的应用 j。

1 焊条自动包装线的总体设计及工作原理焊条自动包装线的总体结构如图1所示，该生产线的结构主要是由传动部分(V带及同步带)、计数部分(滚珠丝杠组件)、包装部分(推料气缸、举焊条组件)等结构组成。主要完成如下功能：从料炉内输出的焊条输送到焊条自动包装线的传动部分，传感器检测到设定数量的焊条后，定位气缸执行动作 1(上下往复运动)定位焊条；在伺服电机的作用下定位气缸随焊条-起运动，到达设定位置后，挡料气缸执行动作2(上下往复运动)，挡料气缸上移挡赘条，定位气缸退回到起点位置，焊条落人料盒中；挡料气缸到达最高点时，振动气缸执行动作 3(上下往复运动)使料盒中的焊条整齐紧凑；振动气缸停止动作回到最低位后，推料气缸执行动作4(水平往复运动)将焊条推出料盒；焊条被推出后两个抱爪气缸执行动作 5(水平往复运动)将焊条抱紧，举焊条气缸执行动作6(上下往复运动)，举焊条组件向上翻转9O。，待焊条装盒后完成整套焊条自动包装过程。

图 1 总体结构2 焊条自动包装线气压传动系统设计如图2中的 1为气动三联件，它的作用是为装置提供清洁、润滑、稳定气源；2为振动气缸，其主要作用是将料盒中的焊条抖动整齐；3为推焊条气缸，其主要作用是将料盒中的焊条推出；4为推焊条气缸，其主要作用是将举焊条组件举起；5、6为左、右抱爪气缸，其收稿日期：2012-08-03基金项目：天津市科技支撑重点项目(10ZCKFSF01500)作者简介：陈建平(1961-)，男，天津人，副教授，高级工程师，硕士，主要从事计算机控制、传感器技术、液压技术、机械自动化及设备状态监控与故障诊断领域。

46 液压与气动 2013年第2期2 3 4 5 6 7 8l 1 .1 l l l l l I l f l 1 l l气路板 [ l l9 1O l1 12 l3 14吸 呕 皿 呕 皿 、 磁 、 皿0.5MPa 1DT 2DT 3DT 4DT 5DI 6DT 7DT 8DT 9DT 10DT l1DT 12DTJ n/L 。 - 1 电磁阀底座 11.气动三联件 2.振动气缸 3.椎焊条气缸 4.举焊条气缸 5.左抱爪气缸 6.右抱爪气缸 7.挡焊条气缸8.定位气缸 9～14.二位五通换向阀图2 气动回路控制主要作用为将推焊条气缸推来的焊条抱紧、抬起，方便工人装盒操作；7为挡焊条气缸，其主要作用为将多余的焊条挡在传送带上；8为定位气缸，其主要作用为确定每-料盒的根数，根据设定值，确定每-包的焊条数量。

图中采用了6个二位五通的换向阀分别控制上述各个气缸的动作，以电磁换向阀作为驱动气缸的主控阀，通过PLC的输入输出信号来控制其动作的先后顺序。在本设计中为实现焊条简单准确的定位、计数与包装，在推焊条和举焊条时采用磁性开关配合完成整套动作，如果要改变整套动作的顺序，只需要改变控制程序即可 。

3 PLC自动控制系统设计3.1 PLC的选型PLC是面向工业控制领域的专用设备，在现实的生产过程中应用较广，根据 PLC的特点及焊条自动包装控制系统的要求，本控制系统需要输入点数为 l5个，输出点数为 12个。由于本控制系统输入输出点数较少，选用性价 比较高的 PLC控制，配置 如表 1所示 。

表 1 PLC选型项目 型号 规格 备注输入：16 电源电压 DC24 V，输入CPU FP0-C32 电压 DC24 V 4-公共端， 输出：16晶体管输出NPNO0.1A3.2 I/，O地址的分配根据焊条自动包装线控制系统的要求，PLC控制的输人、输出的地址如表 2所示。

表 2 焊条自动包装生产线PLC控制的输入、输出点分配表序号 名称 输入点 序号 名称 输出点0 旋转编码器信号 X0 0 伺服信号 Y01 启动 X1 1 伺服方向 Y12 焊条计数 X2 2 伺服复位 Y23 停止 X3 3 传送电机速度- Y34 丝杠原点 X4 4 传送电机速度二 Y45 急停 X5 5 定位气缸电磁阀 Y56 丝杠终点 X6 6 挡料气缸电磁阀 Y67 伺服 OK X7 7 抖动气缸电磁阀 Y78 伺服报警 X8 8 抱爪气缸电磁阀 Y89 脚踏开关 X9 9 推气缸电磁阀 Y9磁性开关 110 XA 1O 举气缸电磁阀 YA (抖动下)磁性开关211 XB 11 电机使能 YB (推料后)磁性开关 312 XC(举起下)13 脚踏开关 XD23214 文本屏 串口3.3 控制 电路设计根据焊条的控制要求，该焊条 自动包装线控制系统的硬件框图如图3所示。

2013年第2期 液压与气动 47液压平衡阀微动性能实验与仿真研究李胜民 --，柳琼璞 ，杨耀祥 ，罗 斌Experimention and Simulation on the Jiggling Capability ofHydraulic Counterbalance ValveLI Sheng.min ，LIU Qiong-pu ，YANG Yao-xiang ，LUO Bin(1.长安大学，陕西 西安 710061；2.三-重工股份有限公司，湖南 长沙 410100)摘 要：该文为解决液压平衡阀工作时阀芯微动性能差的问题，对其进行了数学建模和计算机仿真研究。通过实验验证了模型的正确性，分析得到了影响平衡阀微动性能的重要参数并提出了改善措施。

关键词：平衡阀；微动性能；仿真；AMESim中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)02-0047-04引言平衡阀是液压承重系统中的关键液压元件，它在平衡回路中起到稳定和控制重物下落的作用。混凝土泵车臂架油缸也大量应用平衡阀，液压平衡阀品牌很多，但在应用中都存在小流量时重物下落低频抖动的现象，所以有必要对液压平衡阀的微动性能做深入改收稿 日期 ：2012-08-21作者简介 ：李胜民(1985-)，男，山东滨州人，在读硕士生，主要从事液压元件的科研和学习工作。

图 3 焊 条 自动包装线控制 系统的硬件框 图4 结论基于气压传动的焊条包装线在天津市大桥焊条制造有限公司已投入使用，与人工上料对比可得到结果如表 3所示。

由表 3可以得到现焊条包装线有如下几个特点：(1)可显著提高工作效率；(2)节省了劳动力和成本，提高了经济效益；表3 人工上料和现焊条包装线对比名称 工作周期 所需人员数 稳定性 计量 成本12 h不出现 人工上料 8/'min 6～10人 ±1 高 故障现焊条 8-10//min 24 h不出现包装线 可调 2-3人 0 低 故障(3)克服了原有设备中计数不准确的问题，安全可靠，自动化水平明显提高，系统稳定性好；(4)易于扩展，可进行二次开发。

经过5次 720 h连续不间断工作试验验证，该焊条包装线设计精巧、独特，具有很强的推广价值。