一种用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电气自动化控制技术领域，尤其是涉及一种用于喷漆枪自动升降带位置调整控制装置。
【背景技术】
[0002]在石油管件的制造厂商中，生产的管件有若干个规格，并且最后生产工序是对管件进行喷漆。
[0003]原喷漆控制装置是由位置检测模块、喷漆枪升降驱动系统及管件旋转装置三部分构成；其中，所述的位置检测模块包括分别用螺栓固定在滑道上的上调节板和下调节板，所述的上调节板上固定着上限位开关、上接近传感器，下调节板固定着下限位开关、下接近传感器；所述的喷漆枪升降驱动系统主要是一部与螺纹丝杠连接的交流调速电动机，喷漆枪固定在螺纹丝杠上；所述的管件旋转装置包括一个托盘以及与托盘连接的交流电动机。待喷漆的管件被放置在托盘上由交流电动机控制管件的旋转。
[0004]工作过程是若为管件甲喷漆首先要人工调整上调节板的位置，使喷漆枪能够在(管件甲高度)的范围内上下移动。其次起动喷漆设备，交流电动机带动管件甲旋转，同时交流调速电机带动喷漆枪上下移动为管件甲喷漆。若为管件乙喷漆首先也要人工调整上调节板的位置，使喷漆枪能够在(管件乙高度)的范围内上下移动。上、下接近传感器用于检测喷漆枪的上下移动位置，上、下限位开关用于喷漆枪上下移动极限位置保护。
[0005]上述电气控制装置存在着自动化程度不高、对不同规格的管件喷漆时需要人工调整上调节板位置等问题；这种调整不仅费时而且精确度不高；极易浪费原材料，且影响产品质量。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是解决现有的喷漆控制装置的缺陷，提供一种低功耗、体积小、自动化程度及可靠性高、抗干扰能力强的控制装置。通过传感器检测自动识别管箍的规格，采用交流步进电动机和可编程控制器自动调整喷漆枪升降距离，此设备具有安装调试简单、布线少、易于维修等特点，能够在不同环境下使用该控制装置。
[0007]本发明采用的技术方案是:一种用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，由检测模块、喷漆枪升降控制模块及管件旋转模块三部分构成；其中，所述的检测模块由固定在支架上的限位开关以及固定在支架上的接近传感器组成；所述的喷漆枪升降控制装置主要是由可编程控制器、固定在支架上的交流步进电动机、与交流步进电动机输出轴连接的螺纹丝杠，安装在螺纹丝杠上相对于限位开关A和限位开关B之间的位置的喷漆枪构成；所述的管件旋转装置包括托盘以及与托盘连接的旋转电机，所述的托盘固定在支架另一侧对应于接近传感器和限位开关B之间的位置，所述的可编程控制器输入端与限位开关、接近传感器连接；所述的可编程控制器的输出端与交流步进电动机驱动器、托盘旋转电机连接。
[0008]用交流步进电动机及驱动器替代原设备交流调速电动机来控制喷漆枪的升降，去掉了原设备中用于喷漆枪升降控制的接近传感器，增设了用于检测不同规格管件的电感式传感器。根据不同规格管件的高度计算出交流步进电动机所执行的步数，输入到可编程控制器，经过可编程控制器运算输出一定数量和频率脉冲信号以及交流步进电动机旋转方向的信号给交流步进电动机驱动器，由检测管件的电感式传感器发出信号决定喷漆枪的升降距离。
[0009]本发明具有的优点和积极效果是:由于采用电感式传感器和交流步进电动机及驱动器作为主要控制的技术方案，可使喷漆枪能够根据管件的规格自动升降。因而克服了原有设备的诸多缺陷，提供了一种制造简单、性能稳定、易于维修、生产效率及自动化程度高的用于石油管件喷漆全自动控制装置。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型结构示意图。
[0011]图2是本实用新型电气控制框图。
[0012]其中，I限位开关A，2支架，3接近传感器A、4接近传感器B、5接近传感器C ；6限位开关B，7交流步进电动机，8螺纹丝杠，9喷漆枪，10托盘，11旋转电机。
[0013]图3是可编程控制器硬件接线图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图进一步说明本发明的【具体实施方式】。
[0015]参见图1，图2，一种用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，由检测模块、喷漆枪升降控制模块及管件旋转模块三部分构成；其中，所述的检测模块由固定在支架2上的限位开关Al和限位开关B6以及固定在支架2上的接近传感器A3、接近传感器B4、接近传感器C5构成；所述的喷漆枪升降驱动装置主要是由可编程控制器和固定在支架2上的交流步进电动机7、与交流步进电动机输出轴连接的螺纹丝杠8，安装在螺纹丝杠上相对于限位开关Al和限位开关B 6之间的位置的喷漆枪9构成；使喷漆枪上、下位置得到极限保护，且在螺纹丝杠上升降；所述的管件旋转装置包括托盘10以及与托盘连接的旋转电机11，所述的托盘10固定在支架2另一侧对应于接近传感器和限位开关B6之间的位置。所述的可编程控制器输入端与限位开关A限位开关B、接近传感器连接；所述的可编程控制器的输出端与交流步进电动机驱动器、托盘旋转电机连接。使用时，待喷漆的管件放置在托盘上，在喷漆时由托盘旋转电机带动管件旋转。
[0016]上述装置，还包括停止按钮，与可编程控制器输入端连接。
[0017]所述的接近传感器是电感式传感器。
[0018]所述的接近传感器有两个以上，分别是接近传感器A、接近传感器B、接近传感器C ;用于检测不同规格的管件所处位置，从而决定交流步进电动机拖动喷漆枪的升降距离。
[0019]所述的支架固定在工作台上。
[0020]参见图3，可编程控制器选用西门子S7-200，其中输入单元用于连接现场的输入信号。在接线方面，将检测不同规格管件的接近传感器、限位开关、停止按钮的一端全部连接在一起在与外接DC24V电源的正极连在一起，这些开关、按钮的另一端分别连接到可编程控制器对应10.0至10.5的输入端子上，转换为可编程控制器所能接收和处理的电平信号。
[0021]输出单元将输出的电平信号转换为外部设备所能接收的电平信号，以驱动负载的通断；或者当其定义为高速脉冲输出后，其他操作均失效只能作为高速脉冲输出端使用，以驱动负载实现精确控制。在接线方面，将交流步进电动机驱动器的脉冲端和方向控制端分别与可编程控制器规定的脉冲输出端Q0.0和输出端Q0.1相连，由脉冲端输出端输出一定数量和频率的脉冲来控制交流步进电动机的旋转距离及速度，托盘旋转电机与可编程控制器输出端Q0.5连接。
[0022]电源单元是可编程控制器为其内部电路进行供电的开关式稳压电源。其特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰能力强。输入电路电源可以使用外部DC24V电源，也可以使用CPU模块提供DC24V电源。
[0023]本发明电气控制装置作用是根据检测不同规格管件传感器的输出信号来自动调整喷枪的升降距离，使得不同规格的管件有不同的喷漆范围。
[0024]系统工作过程为:当某一规格的管件到达喷漆位置时，该规格的检测用接近传感器检测到信号，传送到可编程控制器输入端，利用专用高速脉冲输出端，来控制步进电机的旋转步数及频率，由另外两个输出端控制交流步进电机的旋转方向和托盘旋转电机。喷枪升、降的极限位置设有两个限位开关，该信号接入可编程控制器的输入端，用于交流步进电机失步时极限保护，可有效地防止设备损坏。
[0025]本发明电气控制装置工作原理为:首先将不同规格管件的高度折算为交流步进电动机旋转的脉冲数及频率，由可编程控制器进行逻辑及位置控制。当接近传感器3检测到信号后，托盘旋转电机拖动管件旋转同时交流步进电动机拖动喷漆枪在管件底部喷漆2秒，然后在区域X范围内边上升边喷漆，到达规定脉冲数时再延时喷漆2秒，然后边下降边喷漆到达规定脉冲数时停止，喷漆结束。当接近传感器4检测到信号后，托盘旋转电机拖动管件旋转同时交流步进电动机拖动喷漆枪在管件底部喷漆2秒，然后在区域Y (或Z)范围内边上升边喷漆，到达规定脉冲数时再延时喷漆2秒，然后边下降边喷漆到达规定脉冲数时停止，喷漆结束。当接近传感器5检测到信号后，原理同上。喷漆枪上升、下降的速度由脉冲频率决定。
【主权项】
1.一种用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，由检测模块、喷漆枪升降控制模块及管件旋转模块三部分构成；其中，所述的检测模块由固定在支架上的限位开关以及固定在支架上的接近传感器组成；其特征在于，所述的喷漆枪升降控制装置主要是由可编程控制器、固定在支架上的交流步进电动机、与交流步进电动机输出轴连接的螺纹丝杠，安装在螺纹丝杠上相对于限位开关A和限位开关B之间的位置的喷漆枪构成；所述的管件旋转装置包括托盘以及与托盘连接的旋转电机，所述的托盘固定在支架另一侧对应于接近传感器和限位开关B之间的位置，所述的可编程控制器输入端与限位开关、接近传感器连接；所述的可编程控制器的输出端与交流步进电动机驱动器、托盘旋转电机连接。
2.根据权利要求1所述的用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，其特征在于，还包括停止按钮，与可编程控制器输入端连接。
3.根据权利要求1所述的用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，其特征在于，所述的接近传感器是电感式传感器。
4.根据权利要求1所述的用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，其特征在于，所述的接近传感器有两个以上。
5.根据权利要求1所述的用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，其特征在于，所述的支架固定在工作台上。
6.根据权利要求1所述的用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，其特征在于，所述的可编程控制器选用西门子S7-200。
【专利摘要】一种用于喷漆枪自动升降带的位置调整控制装置，由检测模块、喷漆枪升降控制模块及管件旋转模块三部分构成；其中，所述的检测模块由固定在支架上的限位开关以及固定在支架上的接近传感器组成；所述的喷漆枪升降控制装置主要是由可编程控制器、固定在支架上的交流步进电动机、与交流步进电动机输出轴连接的螺纹丝杠，安装在螺纹丝杠上相对于限位开关A和限位开关B之间的位置的喷漆枪构成；所述的管件旋转装置包括托盘以及与托盘连接的旋转电机，所述的托盘固定在支架另一侧对应于接近传感器和限位开关B之间的位置，所述的可编程控制器输入端与限位开关、接近传感器连接；所述的可编程控制器的输出端与交流步进电动机驱动器、托盘旋转电机连接。
【IPC分类】B05B13-04, B05B15-08
【公开号】CN204294420
【申请号】CN201420619357
【发明人】靳哲, 肖军
【申请人】天津冶金职业技术学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月24日