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1、2018/4/24高级维修电工技师论文高级维修电工技师论文国家职业资格统一鉴定PLC 在“自动贴刮片机”的应用姓名：杨全学号：20121379093567所在省市：广东省广州市培训单位：广州工程技术职业学院时间：2014 年 6 月 15 号2018/4/24PLC 在“自动贴刮片机”的应用摘要：本文主要介绍了在打印耗材公司，应用三菱 FX1N-24-MR PLC 作为自动贴刮片机的电气主控，通过对自动贴刮片机 PLC 设计以及调 试运行情况来看，用机器代替手工，用工装设备节省人工，试工厂推 行精益生产的大趋势。关键词： PLC 刮片机 墨盒 送带 吸带 切带 翻转下图为自动贴刮片机：2018
2、/4/24前 言打印耗材属于打印机消耗品，主要包括碳粉、墨盒、硒鼓等。 它广泛用于我们的办公生活中。打印耗材的生产工序多而复杂，所以生产线上人口密度大，手工作业多。随着打印耗材的附加值越来越低，中国劳动力成本越来越高，很多打印耗材生产厂家不堪重负，努力朝新工艺、新技术，新工装夹具发展，以提高劳动生产率、减少劳动人口密度为突破口，从而达到减低生产成本的目的。自动贴刮片机就是在这样的背景情况下的产物。 一、问题的提出：刮片是贴在硒鼓里面的一个小部件，它的作用是防止碳盒漏碳粉。不同长度的硒鼓，贴在碳盒上的刮片长度也不一样。以往贴刮片都是人工贴。首先，员工根据硒鼓的型号裁剪相应长度的刮片，然后将刮片一
3、端贴在碳盒的一端，再用手轻轻的、慢慢的将刮片整段抹平贴在碳盒上，接着，再用力将刮片整段捋几遍，然后手持热风筒对着刮片缓缓来回吹两遍，最后再目视检查刮片贴在碳盒表面是否有波纹。无波纹为合格，否则，重新贴过。这样一个简单的工序，对于一个熟手操作工来说，所花时间为 70 秒，合格率为 85%。为此，厂领导要求提高生产率与合格率。智慧在群众中，我们工作设备部相应厂领导的号召，特地组成了设计自动贴刮片机的专项小组，我有幸成为其中电气设计人员。2018/4/24二、解决问题：通过实地考察与分析，机械人员与市场部沟通，将原来条形刮 片做成磁带形状的整卷刮片，挂在旋转轮上，采取机械式自动调整张力。将墨盒贴刮片
4、位置朝上，稳稳地放置在定做的底座上。1、 元器件选型元器件选型：该机器有 7 个动作，加上马达有反转，热风筒吹风，一共有 9个输出点；对于输入点来说：送带到位检测，切刀上下位，翻转原位与到位，压紧原位（考虑到面墨盒高度有偏差，压紧时气缸位置有偏差，故压紧到位感应器取消） ，热风筒上下位，热风筒左右限位，再加上启动、停止位，根据 I/O 输入输出表可知：输入 12 点，输出 19 点，共计 21 点。为了以后还有一定的扩展空间，根据有关资料预留 10%15%的余量，我查三菱 FX1NPLC 使用手册选型，选用 PLC 可编程控制器：FX1N-24MR它输入 14 点，输出 10 点，其 M 为基
5、本单元，R 为继电器输出而且用电范围广，导通压降小，受瞬时过压，过电流的能力强，适合交、直流负载，最大负载电流为 2A/点。完全可以满足电磁阀和接触线圈的要求。在设备调试、第一次装带时，需要手动送带，手动切带，因此，加多一个输入点作为手动切带，至于手动送带就使用停止按钮作为复合按钮，当停止开关被按下超过 3 秒钟，即可手动送带。对于马达正反转，除了在程序软件中加了互锁，我们在电路硬2018/4/24件中，用过 KA4 与 KA5 的常闭点进行互锁，预防继电器吸死或者PLC 输出点损坏直通的情况下，导致短路而损坏电器。选择好 PLC 后，下一步确定的 I/O 点。FX1N-24-MR PLC 的
6、 I/O 输出表如下： 输 入输 出X0(马达)左限Y0送带X1（马达）右限Y1切带X2手动切带Y2翻转X3停止/点动送带Y3压紧X4启动Y4负压吸膜（吸带）X5光电检测Y5风枪开X6切刀上位Y6风枪斜下X7切刀下位Y7风枪（马达）左X10旋转原位Y10风枪（马达）右X11旋转到位X12位压紧原X13风枪上位2018/4/24 X14风枪下位2、电路图、电路图PLC 的输入输出点确定好后，电路图绘制如下：LN COM X0X1 X2X3X4X5X6X7 X10 X11 X12 X13 X14 X1524V COM COM0 Y0 COM1 Y1 COM2 Y2 COM3 Y3Y4Y5 COM4
7、 Y6Y7 Y10 Y11 NCKA1KA2KA3 KA4L2EN2S9 S10 SB1 SB2 SB3S1S2S3S4S5S6S7S8S-120-24YV1YV2YV3 YV4YV5送带 马达切 带翻 转压 紧负压 吸膜风枪 开风枪 上下风枪 左风枪 右FX1N-24-MR左 限 位右 限 位手 动 切 带停 止 与 电 动 送 带启 动光 电 检 测切 刀 上 位切 刀 下 位旋 转 原 位旋 转 到 位压 紧 原 位风 枪 上 位风 枪 下 位注：完整电路图参考附页一电路图绘制好后，即可着手选择其它电气元器件。所有的电气元器件清单如下表： 序号元件名称规格型号单位数量厂家备注1三菱 PL
8、CFX1N-24MR个1三菱PLC2交流减速马达70YS15GV22+70GK5H套1精研风枪马达3交流马达调速器SPC1000-E(25W)个1精研疯抢移动速度可调2018/4/24 4直流减速马达ZGB42FM84i套1精研送带马达5直流马达调速板B-HW-A-0140B块1哈尔滨汇丰送带速度可调624V 直流开关电源S-120-24个1金威PLC I/O 电源7带灯转换开关ZB2BK123+ZB2BWB31C套1施耐德SA 8二位五通电磁阀SY5120-5LZD-01个4SMCYV1-3， YV59二位五通电磁阀VDW21-5G-2-01个1SMCYV410启动、点动按钮XB2BW33B
9、1C个2施耐德SB1， SB311停止按钮XB2BW34B1C个1施耐德SB22018/4/2412光电开关FS-T1个1基恩士光电检测 5113光纤FU-34根114中间继电器MY4N/24VDC个4欧姆龙KA1-415中间继电器座PYF14A-E个4欧姆龙16磁性开关CS1-GN个4亚德客S2-5517磁性开关CS1-JG个3亚德客S6-SB18空气开关C45N-10/2P个1施耐德OF19热风枪广州黄花 GR-800W个1广州黄花热风枪20标准挂墙电箱400*500*150*1.5个1珠海宏达配电箱1、 改造后的控制要求：改造后的控制要求：在方案分析会上，关于改造的动作，我们一致达成如下
10、动作合并方案：1. 翻转，将吸附刮片的整个机构朝墨盒翻转，使刮片紧紧贴在墨盒上，然后松开吸附，机构翻转复位，时间 6 秒；2. 压紧，利用气缸带动压块实整段刮片面，三秒后气缸复位，时间 7 秒；3. 热风筒斜下来，靠近刮片：2 秒4. 马达通过齿形皮带带动热风筒来回对着刮片吹两遍后结束，时间 20 秒。5. 压紧，利用气缸带动压块实整段刮片面，三秒后气缸复位，时间 7 秒；6热风筒斜下来，靠近刮片；2 秒7.马达通过齿形皮带带动热风筒来回对着刮片吹两遍后结束，时间 20 秒。整个顺序过程为 45 秒，加上放墨盒和取墨盒的时间，约为 48 秒。2018/4/24至于定于距离送带、吸带、切带，可以
11、在第 1 个动作完成后同步进行，这样整个过程仅需要 35 秒，加上放墨盒与取墨盒的时间，约为 38 秒，只是第一次开机的墨盒刮片空贴而已。对于整个过工段来说，可忽略不计。4、设备编程与调试、设备编程与调试当设备机械与电气器件全部安装完毕后，余下就是编程与调试了。经过现场调试，PLC 内部程序如下：注：完整程序见附页二2018/4/24效益对比：自 2012 年 9 月该设备投入生产以来，产品合格率提升了 8 个点，达到 93%，生产效率提升了 70%。以一个工人月收入 3000 元计算，直接经济利益为：每年节约人名币 3000*12*0.7=25200 元。该机投入为每台 18000 元，不到
12、一年，成本即可收回。厂领导对于该设备极为重视，后来一共制造了 16 台自动贴刮片机，及大大的提高了工厂的生产效率，同时也减轻了工人的劳动强度，提升了公司设备自动化程度。结束语：PLC 具有可靠性高，通用性强，已与修改而不用重新接线等特点。使用 PLC 作为电气设计主控，在我们公司设备工装部应用比较广泛。通过这次自动贴刮片机的技术设计经验，我学习到了很多新知识，从而也在不知不觉间提升呢过自己的技术能力水平。致谢：本次技术设计得到了广州工程学院机电系张教授的悉心指导，也得到了同学们的无私帮助。感谢广州工程技术职业职业学院给我搭建的这个学习平台，感谢广州工程技术职业学院的老师及各位评审员老师的点评。
13、由于本人水平有限，文中难免有错漏这处恳请各位专家和评审员批评指正。 参考文献：电工新技术教程中国劳动社会保障出版社 梁耀光 主编从入门到精通三菱 FX2N PLC 技术与应用人民邮电出版社张运刚 宋小春 郭武强 编著附页一：电路图2018/4/24LN COM X0X1 X2X3X4X5X6X7 X10 X11 X12 X13 X14 X1524V COM COM0 Y0 COM1 Y1 COM2 Y2 COM3 Y3Y4Y5 COM4 Y6Y7 Y10 Y11 NCKA1KA2KA3 KA4L2EN2S9 S10 SB1 SB2 SB3S1S2S3S4S5S6S7S8S-120-24CM 调速器KA3KA4KA3KA4KA2KA2SAQFN1L1NLEM调速器24+24-KA1KA1风枪马达风枪插座送带马达YV1YV2YV3 YV4YV5送带 马达切 带翻 转压 紧负压 吸膜风枪 开风枪 上下风枪 左风枪 右FX1N-24-MR左 限 位右 限 位手 动 切 带停 止 与 电 动 送 带启 动光 电 检 测切 刀 上 位切 刀 下 位旋 转 原 位旋 转 到 位压 紧 原 位风 枪 上 位风 枪 下 位2018/4/24附页二：程序：2018/4/242018/4/242018/4/242018/4/242018/4/24
