基于PLC的整流器沥青灌装机械手及控制设计.docx

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基于PLC的整流器沥青灌装机械手及控制设计

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牛丽丁海波

摘要：针对镇流器在生产中灌装沥青时，大多为手持镇流器配合灌装机进行人工灌装，效率低，成本高。设计沥青自动灌装机械手，介绍了机械结构及自动灌装流程，采用三菱FX3U-48MT可编程控制器、MR-J3-20A伺服系统及触摸屏组成控制系统，实现对机械手的控制，参数修改、选择及监控等功能，设备操作简单、控制精确、自动化程度高，对提高镇流器的生产效率、减少人工、降低成本具有重要意义。

关键词：灌装沥青;机械手;自动化;控制系统

Abstract：Whenballastisfilledwithasphaltinproduction，mostofthemaremanualfillingwithhand-heldballastandfillingmachine，whichhaslowefficiencyandhighcost.Designtheasphaltautomaticfillingmanipulator，introducethemechanicalstructureandautomaticfillingprocessindetail，anduseMitsubishiFX3U-48MTprogrammablecontroller，MR-J3-20Aservosystemandtouchscreentoformacontrolsystemtorealizethecontroloftherobot，parametermodification，Functionssuchasselectionandmonitoring，simpleequipmentoperation，precisecontrol，andhighdegreeofautomationareofgreatsignificanceforimprovingtheballastsproductionefficiency，reducinglabor，andreducingcosts.

Keywords：fillingasphalt;manipulator;automation;controlsystem

鎮流器是广泛应用于气体放电灯启动和限流的控制器件，内部含有硅钢制作的铁芯，铁芯上缠绕漆包线，工作时镇流器始终有电流通过，容易产生振动与发热[1]，气体放电灯户外照明时镇流器还面临雨水侵袭的风险。因沥青具有散热、绝缘、防水、防尘、防震及降噪等作用。实际生产中，镇流器壳体内通过沥青灌装机进行沥青灌装填充，使得镇流器能够获得增强绝缘强度、降低工作温度等性能的提升，从而延长了使用寿命[2]。经苏州地区生产镇流器的某外资企业反映，大多数镇流器生产企业配备沥青灌装机，采用人工手持镇流器进行沥青灌装，二班生产，人力成本高，且加热的沥青还散发一些刺激性气味，长期接触具有健康隐患。为节约成本，提高效率，维护员工健康，生产实际也需求自动灌装设备代替人工。

1整流器沥青自动化灌装方案

设备都是为实现生产工艺服务的，自动化设备也不例外。设计整流器沥青自动化灌装设备方案首先需要了解整流器沥青灌装生产工艺，了解人工灌装的动作流程，作为设计沥青自动化灌装方案的基础与必要依据，这样设计出来的自动化灌装设备才能更好的与灌装机配合，更好地融入原来的生产线。

1.1人工灌装沥青工艺说明

人工灌装沥青过程为，人工从传送带拿起镇流器至灌装机灌装口处，脚踏启动灌装机，灌装过程中，人为往复移动镇流器，使得沥青尽可能短的时间内在镇流器内分布均匀，同时因沥青比较粘稠，往复移动可以防止溢出，灌装时间达到设定值时，灌装机自动停止，人工将灌好沥青的镇流器移送到工作台，完成一个人工灌装的生产工艺过程。沥青流动速度及灌装时间根据不同型号的镇流器进行灌装测试，取得合适的参数并保存在灌装机中，生产时直接调出相关工艺数据。

1.2沥青自动灌装方案

增加自动灌装设备的目的就是代替人力工位，为减少投入，尽量减少对原先生产线的改动，这样比较便捷的方式就是设备模仿人工的灌装动作。根据人工灌装沥青的动作过程，需要一个类似于人手的机械手，对镇流器进行抓取，然后精确移动到灌装机灌装口处，相对于灌装口进行往复移动，灌装完成后移动到产线的下一工位，机械手放下镇流器，灌装结束。设计以升降气缸、旋转气缸、气爪构成三自由度机械手，并安装在滚珠丝杠上，实现移动功能，为应对同一系列不同尺寸的镇流器移动位置及便于调试、操作，采用伺服电机驱动，PLC控制[3]。沥青自动化灌装方案如图1所示