Oplossing voor regeling van automatische voedingsmechanisme van productielijn gebaseerd op tijdrelais

I. Overzicht van de oplossing​
Deze oplossing is gericht op het ontwerpen van een stabiel, efficiënt en economisch elektrisch besturingssysteem voor het automatische voedingsmechanisme van een productielijn. Als startunit van de productielijn is de kernopdracht van dit mechanisme om werkstukken automatisch en geordend van de opslagbak naar het materiaalplatform te duwen, ze daar gedurende een bepaalde tijd vast te houden en vervolgens aan het volgende werkstation te leveren. Het kernaspect van de oplossing bestaat uit het selecteren van een gelijkstroom-elektromagnetische tijdschakelaar om een nauwkeurige vertraging van 2 seconden in het materiaalplatform te realiseren, waardoor een accurate productieritme wordt gewaarborgd.

​II. Selectie en analyse van belangrijke componenten​

​Tijdschakelaar (kernbesturingscomponent)​​

• Selectie: Gelijkstroom-elektromagnetische tijdschakelaar.
• Keuzebasis:
• ​Aanpasbaarheid:​​ Het voedingsmechanisme van de productielijn kenmerkt zich door hoge herhaalbaarheid en frequente werking. De gelijkstroom-elektromagnetische schakelaar, met zijn eenvoudige constructie, lange levensduur en hoge toegestane actuatietellen, voldoet perfect aan deze hoge frequentie-eis.
• ​Economie:​​ In vergelijking met synchrone motor-schakelaars is het kosteneffectiever, wat helpt bij het verlagen van de totale kosten.
• ​Functie-overeenstemming:​​ De vereiste 2-secondenvertraging valt binnen het typische vertragingsbereik (0,3-5,5 seconden), en de functie van de stroomafbreking-vertraging die in deze oplossing nodig is, is een specialiteit van het type gelijkstroom-elektromagnetisch.

​Werkprincipe:​​ In deze oplossing wordt gebruikgemaakt van het kenmerk van de stroomafbreking-vertraging. Na het voltooien van de actie van de duwcilinder (trigger signaal verdwijnt) wordt de spoel van de tijdschakelaar gedempt, en beginnen de contacten van de stroomafbreking-vertraging met tellen. Na een vertraging van 2 seconden worden de contacten geactiveerd, wat een signaal stuurt om de volgende cyclus te laten beginnen of om het transportmechanisme te starten.

​Cilinder met magnetische schakelaar (positiedetectie en actuator)​​

• ​Functie:​​ Detecteert nauwkeurig de standen van de duw- en klemcilinders (uitgebreide en ingetrokken grenzen), en geeft feedbacksignalen aan de PLC of het besturingscircuit, als basis voor sequentiële procescontrole.
• ​Belangrijkste kenmerken:​​ Gemakkelijke installatie en instelling, met detectiepunten ingesteld via schuif- en aandraadbouten; blauwe draad verbonden met de gemeenschappelijke terminal, bruine draad met de signaalterminal, overeenkomstig bedradingnormen.

​Enkelvoudige solenoïde-bestuurde richtingsklep (richtingscontrolecomponent)​​

• ​Functie:​​ Ontvangt besturingsignalen om de richting van de samengeperste luchtstroom om te schakelen, waardoor de uitschuiving en intrekking van de duw- en klemcilinders worden bestuurd.
• ​Werkprincipe:​​ Wanneer de solenoïdespoel onder spanning staat, drijft het zuigerrooster om, waardoor de cilinder wordt geactiveerd; wanneer het niet onder spanning staat, zorgt de veer ervoor dat het zuigerrooster terugzet, waardoor de cilinder omkeert of zijn positie behoudt.

​Nabijheidsensor (hulpdetectiecomponent)​​

• ​Functie:​​ Kan worden gebruikt om te detecteren of er een werkstuk op het materiaalplatform aanwezig is, als trigger-signaal voor de tijdschakelaar om te beginnen met tellen of als een veiligheidscontrolesignaal na het voltooien van het tellen.

​III. Werkproces en besturingslogica van het voedingsmechanisme​
In combinatie met de bovenstaande componenten is het geautomatiseerde werkproces van het voedingsmechanisme als volgt:

1. ​Initiële toestand:​​ De opslagbak is gevuld met werkstukken; de duwcilinderpistoonstok is ingetrokken (aan de bodem van de bak), en de klemcilinderpistoonstok is ingetrokken.
2. ​Trigger klemmen:​​ Het systeem start, en de enkelvoudige solenoïde-bestuurde richtingsklep activeert de klemcilinderpistoonstok om uit te schuiven, druk uit oefenen op het sublaagwerkstuk om te voorkomen dat de hele stapel valt.
3. ​Uitvoeren duwen:​​ Na bevestiging van de klem (gedetecteerd door de magnetische schakelaar), activeert een andere enkelvoudige solenoïde-bestuurde richtingsklep de duwcilinderpistoonstok om uit te schuiven, waardoor het laagwerkstuk precies naar het materiaalplatform wordt geduwd.
4. ​Duwen terugtrekken:​​ Zodra de duwcilinder de voorste limietpositie bereikt (gedetecteerd door de magnetische schakelaar), wordt de solenoïdeklep gedempt, en trekt de cilinderpistoonstok automatisch in.
5. ​Vertraging starten:​​ Nadat de duwcilinder volledig is ingetrokken (achterste magnetische schakelaar detecteert het signaal), dient dit signaalverdwijnen (stroomafbreking) als ingangssignaal voor de tijdschakelaar. De tijdschakelaar begint met een 2-seconde stroomafbreking-vertraging.
6. ​Loslaten en voeden:​​ Tijdens de vertraging van de tijdschakelaar blijft het werkstuk stil op het materiaalplatform, waarbij de procesvereiste van een stabilisatietijd van 2 seconden wordt voldaan. Na afloop van de vertraging worden de stroomafbreking-contacten van de tijdschakelaar geactiveerd.
• ​Optie A (interlock-besturing):​​ Dit signaal wordt gebruikt om de solenoïdeklep van de klemcilinder te dempen, waardoor de pistoonstok inkort en het werkstuk loslaat.
• ​Optie B (sequentiele besturing):​​ Dit signaal kan dienen als triggerconditie voor de volgende actie (bijvoorbeeld het starten van het transportmechanisme of het initiëren van de volgende voedingscyclus).
7. ​Cyclus voltooid:​​ Na het loslaten van de klemcilinder daalt de hele stapel werkstukken onder invloed van de zwaartekracht één positie, met het laagwerkstuk op zijn plaats. Het mechanisme keert terug naar de initiële toestand, wachtend op het volgende startsignaal, en de cyclus herhaalt zich.

​IV. Kernrol van de tijdschakelaar​
In het besturingscircuit van deze oplossing is de tijdschakelaar cruciaal voor het realiseren van de kernfunctie:

• ​Functie-implementatie:​​ Specifiek verantwoordelijk voor het voldoen aan de procesvereiste van "het werkstuk 2 seconden op het materiaalplatform vasthouden."
• ​Werkwijze:​​ Maakt gebruik van de stroomafbreking-vertragingmodus. Het tellen begint wanneer de duwcilinder de intrekking bevestigt (signaal verdwijnt) en eindigt 2 seconden later met een uitgangssignaal om vervolgende acties te besturen.
• ​Voordelen:​​ Dit ontwerp zorgt ervoor dat de vertraging pas begint nadat het werkstuk succesvol is geduwd en de duwcilinder veilig is ingetrokken, waardoor de logica strikt, veilig en betrouwbaar is.