按键自动装配控制系统、按键装配装置及主控制装置的利记博彩app

专利名称：按键自动装配控制系统、按键装配装置及主控制装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于控制技术领域，特别涉及一种按键自动装配控制系统及其 按键装配装置、主控制装置。
背景技术：
目前，诸如手机、无绳电话等通讯产品以及车载导航系统、快译通、
遥控器、MP3/MP4等电子产品上均需要配置有各种类型的按键。这些按键 的装配基本都是通过人工摆放按键来完成按键装配工作的，自动化程度非 常低，经常出现排错按键、排反按键、划伤按键、按键未被排平等问题。 为了减少人工排放按键的出错率，多采用 一人摆放一种按键或者一人排放 两种按键的方式。以普通的手机按键为例， 一般由0 9及"*，， 、 "#"的 12个按键组成，这样则至少需要6~ 12个员工来完成手机按键装配的工作。 通常这6~ 12个人围绕工作台坐成一圏，员工完成摆放相应的按键后，推 动装好按键的治具向下一个工序流动。这种做法不仅浪费人力资源、占用 空间大、生产效率低，且存在产品出错率偏高的缺点。对于遥控器等其他 具有更多按键的产品，上述问题尤为突出。

发明内容
本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。 为此，本发明的实施例提出一种能够节省人力且提高装配效率的按键 自动装配控制系统。
根据本发明实施例的按键自动装配控制系统，包括主控制装置以及至 少一个与所述主控制装置连接的按键装配装置。其中，所述主控制装置处 理所述至少一个按键装配装置的请求，以及传送对应控制信号到所述至少 一个按键装配装置；所述至少一个按键装配装置用于根据所述主控制装置 的控制信号装配特定数量的按键。根据本发明按键自动装配控制系统的进 一 步实施例，所述主控制装置 包括主可编程逻辑控制器PLC，所述至少一个按键装配装置分别包括用于
控制所述特定数量按键装配的从PLC,所述主PLC与所述从PLC之间按照
令牌总线协议互相连接。
根据本发明按键自动装配控制系统的进一步实施，所述按键装配装置 还包括信号检测单元、机械手控制器单元以及电磁阀单元，其中所述信号
检测单元与所述从PLC电连接，用于检测盛放按键的托盘及待装配治具的 位置状态，以及发送所述托盘和治具的位置信息到所述从PLC;所述机械 手控制器单元用于控制机械手执行按键装配动作；所述电磁阀单元用于控 制所述托盘、治具及按键的运动；所述从PLC分别与所述机械手控制器单 元以及所述电磁阀单元电连接，所述从PLC向所述主PLC发送请求并响应 所述主PLC的控制信号，以及根据所述位置信息和所述控制信号相应控制 所述机械手控制器单元和所述电磁阀单元。
另外，本发明的实施例还提出了一种按键装配装置，包括信号检测单 元、从PLC、机械手控制器单元以及电^f兹阀单元，其中，所述信号^r测单 元与所述从PLC电连接，用于检测盛放按键的托盘及待装配治具的位置状 态，以及发送所述托盘和治具的位置信息到所述从PLC;所述机械手控制 器单元用于控制机械手执行按键装配动作；所述电磁阀单元用于控制所述 托盘、治具及按键的运动；所述从PLC分别与主控制装置的主PLC、所述 机械手控制器单元以及所述电磁阀单元电连接，用于向主PLC发送请求并 响应主PLC的控制信号，以及根据所述位置信息和所述控制信号相应控制 所述机械手控制器单元和所述电磁阀单元。
根据本发明按键装配装置的进一步实施例，所述信号检测单元包括至 少一个数字光纤传感器。
根据本发明按键装配装置的进一步实施例，还包括RS-232C通讯单元， 以用于所述,人PLC和所述机械手控制器单元之间的通讯。所述RS-232C通 讯单元将所述从PLC发送的指令转换为所述机械手控制器单元识别的指 令，以及将所述机械手控制器单元发送的指令转换为所述从PLC识别的指 令。根据本发明按键装配装置的进一步实施例，所述电磁阀单元包括至少 一个气缸电；兹阀与至少一个真空电》兹阀，所述气缸电；兹阀用于才艮据所述/人 PLC的控制信号操作气缸运动以控制所述治具的定程、顶升、加紧及压平
以及执行所述托盘的定程及顶升；所述真空电》兹阀用于根据所述从PLC控 制信号操作真空动作以吸起所述按键。优选地，所述信号检测单元还包括 磁性开关，用于检测所述气缸的到位状态。
根据本发明按键装配装置的进一步实施例，所述信号检测单元还包括 急停按钮，以用于检测所述按键装配装置的异常状态。
根据本发明按键装配装置的进一步实施例，按键装配装置还包括与所 述从PLC电连接的显示单元，用于传输外部控制信号给所述从PLC,以及 接收并显示所述从PLC的输出。此外，所述按键装配装置还包括电源模块， 用于向所述信号^f企测单元、所述从PLC、所述电^f兹阀单元、所述显示单元 及所述机械手控制器单元供电。所述电源模块用于将交流220V电压转换为 直流24V稳压。
再者，本发明的实施例还提供了一种主控制装置，包括与至少一个按 键装配装置的从PLC连接的主PLC ，以处理所述至少 一 个按键装配装置的 从PLC请求，以及传送对应控制信号到所述至少一个按键装配装置的从 PLC。
根据本发明主控制装置的进一步实施例，还包括人机界面单元，用于 传输外部控制信号给所述主PLC。
根据本发明主控制装置的进一步实施例，所述主PLC与所述从PLC之 间按照令牌总线协议互相连接。所述主PLC监控所述至少一个按键装配装 置的执行状态。
根据本发明主控制装置的进一步实施例，还包括与所述主PLC电连接 的信号检测单元及电磁阀单元，所述信号才企测单元用于检测托盘及治具的 位置状态，以及所述电磁阀单元用于控制所述托盘及治具的运动。
本发明通过在主控制装置的主PLC与多个按键装配装置的从PLC之间 建立协议连接，从而经过简单设置即能够实现主、从PLC之间的通讯以及 元件状态和数值共享。因此，通过主控制装置对每个按键装配装置的控制以及各个按键装配装置对特定数量按键的自动装配，本发明具有提高装配 准确率、节省人力、操作方便且通用性好的优点。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面 的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。


本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描
述中将变得明显和容易理解，其中
图1为本发明实施例的按键自动装配控制系统的简化结构框图； 图2为本发明实施例的按键自动装配控制系统的具体系统框图； 图3为本发明实施例的按键自动装配控制系统的主、从PLC连接电路
原理图4为本发明实施例的按键装配装置的系统框图； 图5为本发明实施例的按键装配装置的可编程逻辑控制器的连接电路 原理图6为本发明实施例的按键装配装置的电源模块的电路原理图； 图7为本发明实施例的按44装配装置的RS-232C通讯单元的电路原理 图；以及
图8为本发明实施例的按键装配装置的机械手控制器单元的电路原理图。
具体实施例方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其
能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发 明，而不能解释为对本发明的限制。
参考图1，图1为本发明实施例的按键自动装配控制系统的简化结构 框图。如图1所示，在该实施中，按键自动装配控制系统包括主控制装置 10和多个按键装配装置20、 30及N0等。主控制装置10包括主可编程逻辑控制器(PLC) 12，其他每个按键装配装置例如第一按键装配装置20包 括从PLC 22，第二按键装配装置30包括从PLC 32，第N按键装配装置 NO包括从PLC N2。主PCL与各个从PLC之间按照令牌总线协议互相连接 组成一个主从通讯网络，以实现主、从PLC之间的元件状态及数值共享。
在本发明的系统中，主控制装置10负责处理各个按键装配装置的请 求，并传送对应控制信号到对应的按键装配装置中。各个按键装配装置则 根据主控制装置IO传输的控制信号进行特定数量按键的装配。关于主控制 装置与各个按键装配装置之间的工作原理，下文中将给出详细说明。
需要指出的是，这里第N个按键装配装置表示在本发明的该系统中按 键装配装置的数量不具体限定，而是可以根据特定的待装配按键的治具进 行具体设定。N可以为> 1的整数，即从站的按4建装配装置可以是至少 一个。 例如，对于手机按键一般由0~9及"*" 、 "#，， 12个按4定组成，则可以 采用四个按键装配装置。每一台装配装置仅负责装配一排按键，例如第
一个按键装配装置负责装配"1" 、 "2" 、 "3"号键；第二个按键装配装 置负责装配"4" 、 "5" 、 "6"号键；第三个按键装配装置负责装配"7"、
"8" 、 "9"号键；第四个装配装置负责装配"*，， 、 "0" 、 "#，，号键。 当然，本发明的其他实施例中也可以根据实际需要采用两台或者六台按键 装配装置。同理，在例如遥控器的按键装配中，可以根据遥控器待装配的 按键数量及类型来设定具体数量的按键装配装置。
下面将结合图2的实施例具体说明本发明按键自动装配控制系统的工 作原理，图2为本发明实施例的按键自动装配控制系统的具体系统框图。
在图2的实施例中，以手机按键装配为例对本发明进行描述。如图2 所示，根据手机按键的数量及类别，按键自动装配控制系统采用四个按键 装配装置，例如设定第一装配装置装配"1" 、 "2" 、 "3"号键；第二装 配装置负责装配"4" 、 "5" 、 "6"号键；第三装配装置负责装配"7"、
"8" 、 "9"号键；第四装配装置负责装配"*，， 、 "0" 、 "#，，。主控制 装置与四个装配装置通过对应的PLC连接，组成一个主从网络站。这里， 主控制装置作为主站，主要用于放盘阶段控制，并根据作为从站的各个装 配装置发送的请求控制放盘阶段的待装空治具及装有按键的托盘的流放。第一装配装置、第二装配装置、第三装配装置及第四装配装置分别对应为
1#从站、2#从站、3#从站及4#从站，相当于本发明按键自动装配控制系统 的装配段。
如图所示，主控制装置(0#主站)包括可编程逻辑控制器PLC 4、人 机界面3、信号检测单元l、电磁阀单元7及电源模块2。人机界面3、信 号检测单元1、电磁阀单元7及电源模块2分别与可编程逻辑控制器PLC 4 电连接。人机界面3用于传输外部控制信号给可编程逻辑控制器4。信号 检测单元1用于检测主站流行从站各个装配装置的治具和装有按键的托盘 以及从各个从站装置配置返回的空治具的位置状态。信号一企测单元1可以 是数字光纤传感器，当可编程逻辑控制器4根据从站装配装置的治具或托 盘流放请求，决定流放托盘或治具时，会发送控制指令到电-兹阀单元7， 以驱动电磁阀单元7执行气缸动作进行对应的托盘或治具流放。信号检测 单元1用于对流放托盘或治具的数量进行检测，每个装配装置每次仅允许 流放一个托盘或治具，因此信号检测单元1发送对应检测信号给可编程逻 辑控制器4进行流放装置的数量控制。
另外，当主控制装置接收空治具时，用作信号检测单元1的数字光纤 传感器实时发出LED光线，并根据光线的反射值来标准值进行比较，从而 来确定空治具是否到位情况。信号检测单元1将检测信号发送给可编程逻 辑控制器4,从而可编程逻辑控制器4向电磁阀单元7发送控制信号，以 驱动电磁阀单元7执行气缸动作，将接收所述空治具到放盘段。
信号检测单元1还可以包括磁性开关，用于4企测电》兹阀单元7在流放 托盘或治具，或者接收空治具时所控制的气缸的位置状态。
本发明按键自动装配控制系统的主站相当于放盘段，主控制装置主要 通过可编程逻辑控制器4负责处理从站各个装配装置的可编程逻辑控制器 发出的给出待装按键的空治具、装满按键的托盘的请求，并监控从站各执 行机构的状态。此外装有按键的治具经过点胶、压合后，取出成品，空治 具经返流拉送回给放盘段。这时，通过信号检测单元1和电磁阀单元7来 收集返回的空治具。
通过可编程逻辑控制器4分别与可编程逻辑控制器104、 204、 304及404的连接，从而实现主控制装置与各个装配装置的通讯以及主控制装置 对各个装配装置的控制。在该实施例中，主站的可编程逻辑控制器4与各 个从站可编程逻辑控制器通过令牌总线协议的方式连接。具体请参考图3。 图3为本发明实施例的按键自动装配控制系统的主、从PLC连接电路 原理图。可编程逻辑控制器4、 104、 204、 304及404的连接采用五个 FXlN-485-BD通讯板以令牌总线协议的方式连接而成。如图3所示，分别 将FX1N系列PLC编程口上面的盖板取下，把FX1N-485-BD通讯板9、 109、 209、 309及409分别插入座内。并且，每个FX1N-485-BD通讯板的 A读取端(RDA)与A发送端(SDA)短接，B读取端(RDB )与B发送 端(SDB)短接，每块FX1N-485-BD通讯板的RDA端与RDA端相连， RDB端与RDB端相连，信号用接地端(SG)与SG端相连。接线时采用 屏蔽双绞线，并在0#主站与4#/人站的RDA端与RDB端之间接上终端电阻， 阻值110欧。因此，在上述主、从PLC组成的N:N网络中，主从站的各个 P L C之间通讯不用经过编程，经过简单的设置就可以实现各个PLC之间元 件状态或是数值的共享。并且，通过上述PLC连接，主控制装置能够监控 各个按键装配装置的执行状态。例如按键装配过程中使用的气缸的动作和 所处的状态。
现在参考图2,对从站的各个装配装置的结构作出说明。如图所示， 除可编程逻辑控制器104、 204、 304、 404之外，各个装配装置分别对应具 有信号检测单元IOI、 201、 301及401,电磁阀单元107、 207、 307、 407， 人机界面103、 203、 303、 403, RS-232C通讯单元105、 205、 305、 405, 机械手控制器单元106、 206、 306、 406，以及电源模块102、 202、 302、 402。
由于从站的各个按键装配装置结构及工作原理相似，因此为简明目的， 这里仅针对1#从站的第一装配装置进行描述。即，结合图4-8对本发明图 2实施例的第一装配装置作出详细说明。
图4为本发明实施例的按键装配装置的系统框图。信号检测单元101、 人机界面103以及电磁阀单元107分别与可编程逻辑控制器104电连接， 机械手控制器单元106通过RS-232通讯单元105与可编程逻辑控制器104连接。电源模块102由开关电源组成，分别与信号检测单元101、可编程
逻辑控制器104、电磁阀单元107、人机界面103、 RS-232通讯单元105以 及机械手控制器单元106连接，并且将交流220V电压转换为直流24V稳 压向上述部件供电。
人机界面103可以是一个与可编程控制器104电连接的触摸显示屏， 两者例如通过RS422接口通信标准进行通讯联系。人机界面103可以通过 设置的系统控制参数将外部控制信号传送给可编程逻辑控制器104，可编 程逻辑控制器104同时也可以将系统的运行状态及各参数传送到人机界面 103的触摸屏中显示。
信号检测单元101包括至少一个数字光纤传感器，它们与可编程逻辑 控制器104电连接。数字光纤传感器的工作原理与上述光纤传感器的工作 原理相同，通过发出LED光线的反射值和标准值比较来检测盛放按键的托 盘及待装配治具的位置状态，即上述设备是否到达适当装配位置。当检测 到托盘及治具到位，数字光纤传感器会发送托盘和/或治具的到位信号给可 编程逻辑控制器104，可编程逻辑控制器104则会控制电磁阀单元107或 者机械手控制器单元106做出相应的动作来接收治具或托盘，从而可以达 到定位托盘及治具的目的。数字光纤传感器包括托盘来料检测光纤传感器、
检测托盘、治具以及压平机构的到位情况。关于数字光纤传感器与可编程 逻辑控制器104及电源模块102的连接关系可参考图5,下文中将给出详 细i兌明。
另外，信号检测单元101还包括急停按钮，用于检测对应装配装置是 否存在异常情况，例如是否非正常停止等。
如上文所述，可编程逻辑控制器104与主控制装置的可编程逻辑控制 器4连接，用于向可编程逻辑控制器4发送请求，以及根据信号检测单元 101发出的位置信息和可编程逻辑控制器4返回的控制信号相应控制机械 手控制器单元106和电；兹阀单元107。另外，可编程逻辑控制器104可以 通过RS-232C通讯单元105向机械手控制器单元106发出读取坐标、更改 坐标、移动、微动、单动等命令，以实时与机械控制器单元106进行信号交换，从而控制机械手的运动以完成对应的按键装配工作。
RS-232C通讯单元105用于建立可编程逻辑控制器104和机械手控制 器单元106之间的通讯。可编程逻辑控制器104通过和RC-232C通讯单元 105连4妄，可以控制三轴才几械手的运动。其中，RS-232C通讯单元105将可 编程逻辑控制器104发送的指令转换为机械手控制器单元106识别的指令， 以及将所述机械手控制器单元106发送的指令转换为可编程逻辑控制器 104识别的指令。具体来说，RS-232C通讯单元105负责将可编程逻辑控制 器104传送来的十六进制数转换成ASCII码指令后，发送给机械手控制器 单元106,以控制机械手按照指定动作运动。并且将机械手控制器单元106 返回的各种ASCII参数转换成十六进制数传送给可编程逻辑控制器104。 此外，在可编程逻辑控制器104中进行十六进制数与十进制数转换，可以 把机械手的各种数据和工作状态都返回到可编程逻辑控制器104,并以十 进制参数显示在人4几界面103上或者进行输入。
机械手控制器单元106是由四个三轴机械手的控制器组成，用于控制 机械手按照其内部程序运动。同时通过与可编程逻辑控制器104的1/0信 号交换，执行其内部程序。并接收RS-232C通讯单元105传送的指令，做 出相应的动作。以及通过RS-232C通讯单元105返回当前数据参数等到可 编程逻辑控制器104。
电磁阀单元107主要包括多个控制气缸的电;兹阀及多个控制真空的电 磁阀，它们与可编程逻辑控制器104电连接。当可编程逻辑控制器104发 送给它们动作信号时，电^F兹阀单元107得电会带动相应的气缸或真空动作。 其中，气缸电磁阀用于根据可编程逻辑控制器104的控制信号操作气缸运 动以控制治具的定程、顶升、加紧及压平，以及执行托盘的定程及顶升。 真空电磁阀则根据所述可编程逻辑控制器104的控制信号操作真空动作以 驱动对应的吸头吸起托盘上的待装配按键。此外，信号检测单元101还包 括磁性开关，用于检测气缸的到位状态，并传输检测信息给可编程逻辑控 制器104，从而可编程逻辑控制器104发送对应控制命令到机械手控制器 单元106执行对应的操作。接电路图。
图5为本发明实施例的可编程逻辑控制器104、电磁阀单元107、信号 才企测单元101及电源模块102之间的连接电路原理图，在该实施例中可编 程控制器104采用FX1N-60MR,机械手控制器单元106的每个控制器分别 用来控制三轴机械手，即机械手1、机械手2及机械手3。每个机械手对对 应的控制器电/f兹阀单元107包括气缸电》兹阀和真空电f兹阀，以#4居可编程 逻辑控制器104的指令分别控制对应的托盘顶升气缸、治具定程气缸、治 具夹具气缸、压平定程气缸、压平气缸、真空吸头等。
其中，图5中各编号表示如下。STO:机械手1#气缸前限位；ST1:机 械手1#气缸后限位；ST2:机械手2#气缸前限位；ST3:机械手2#气缸后 限位；ST4:机械手3#气缸前限位；ST5:机械手3#气缸后限位；ST6:托 盘定程气缸前限位；ST7:托盘定程气缸后限位；ST8:托盘顶升气缸前限 位；ST9:托盘顶升气缸后限位；ST10:治具定程气缸前限位；ST11:治 具定程气缸后限位；ST12:治具夹紧气缸前限位；ST13:治具夹紧气缸后 限位；ST14:压平定程气缸前限位；ST15:压平定程气缸后限位；ST16: 急停按钮；ST17:托盘来料检测；ST18:治具来料检测；ST19:压平来料 检测；ST20:备用；ST21:备用；ST22:备用；ST23:备用；DO20:机 械手一般输出；D021:机械手一般输出；D022:机械手一般输出；D023: 机械手一般输出；D024:机械手一般输出；D025:机械手一般输出；D026: 机械手一般输出；D027:机械手一般输出；KA1:沖压气缸继电器；KA2: 机械手急停继电器；YV1:机械手1#气缸；YV2:机械手1#真空；YV3: 机械手2#气缸；YV4:机械手2#真空；YV5:机械手3#气缸；YV6:机械 手3#真空；YV7:托盘定程气缸；YV8:托盘顶升气缸；YV9:治具定程 气缸；YV10:治具夹紧气缸；YV11:压平气缸；YV12:压平定程气缸； DI01:机械手SERVO ON; DI17:机械手原点回归；DI20:机械手一般输 入；DI21:机械手一般输入；DI22:机械手一般输入；DI23:机械手一般 输入；DI24:机械手一般输入；DI25:机械手一般输入；DI26:机械手一 般输入；DI27:机械手一般输入。
如图5所示，可编程逻辑控制器104的输入公共端COM端及输出共同端COM0 、 COMl、 COM2、 COM3、 COM4、 COM5、 COM6、 COM7 端接到开关电源的DC0V上。
可编程逻辑控制器104的输出端YO接到冲压气缸继电器KA1的常开 触点，这个常开触点的另外一端接到冲压气缸电磁阀的负端上，冲压气缸 电磁阀的正端接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端 Yl接到机械手急停继电器KA2的常闭触点，这个常开触点的另外一端连 接到机械手控制器的SAFETY端的4脚与14脚间。可编程逻辑控制器104 的输出端Y2接到机械手1#气缸电磁阀YV1的负端，其正端连接到开关电 源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Y3接到机械手1#真空电 磁阀YV2的负端，其正端连接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制 器104的输出端Y4接到机械手2#气缸电石兹阀YV3的负端，其正端连接到 开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Y5接到机械手2# 真空电磁阀YV4的负端，其正端连接到开关电源的DC24V上。可编程逻 辑控制器104的输出端Y6接到机械手3#气缸电石兹阀YV5的负端，其正端 连接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Y7接到机 械手3#真空电磁阀YV6的负端，其正端连接到开关电源的DC24V上。可 编程逻辑控制器104的输出端Y10接到托盘定程气缸电磁阀YV7的负端， 其正端连接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Yll 接到托盘顶升气缸电磁阀YV8的负端，其正端连接到开关电源的DC24V 上。可编程逻辑控制器104的输出端Y12接到治具定程气缸电^f兹阀YV9 的负端，其正端连接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输 出端Y13接到治具夹紧气缸电磁阀YV10的负端，其正端连接到开关电源 的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Y14接到压平气缸电磁阀 YV11的负端，其正端连接到开关电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104 的输出端Y15接到压平定程气缸电磁阀YV12的负端，其正端连接到开关 电源的DC24V上。可编程逻辑控制器104的输出端Y16连接的机械手 STD.DIO端的2脚DI01SERVOON信号端。可编程逻辑控制器104的输出 端Y17连接的机械手STD.DIO端的10脚DI17原点回归信号端。可编程逻 辑控制器104的输出端Y20连接的机械手STD.DIO端的11脚机械手一般输入DI20信号端。可编程逻辑控制器104的输出端Y21连接的机械手 STD.DIO端的12脚机械手一般输入DI21信号端。可编程逻辑控制器104 的输出端Y22连接的机械手STD.DIO端的13脚机械手一般输入DI22信号 端。可编程逻辑控制器104的输出端Y23连接的机械手STD.DIO端的14 脚机械手一般输入DI23信号端。可编程逻辑控制器104的输出端Y24连 接的机械手STD.DIO端的15脚机械手一般输入DI24信号端。可编程逻辑 控制器104的输出端Y25连接的机械手STD.DIO端的16脚冲几械手一般输 入DI25信号端。可编程逻辑控制器104的输出端Y26连接的机械手 STD.DIO端的17脚冲几械手一般输入DI26信号端。可编程逻辑控制器104 的输出端Y27连接的机械手STD.DIO端的18脚机械手一4殳输入DI27信号 端。
可编程逻辑控制器104的输入端X0连接机械手1#气缸前限位磁性开 关的黑色线，机械手1#气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器 104的输入COM端连接。可编程逻辑控制器104的输入端XI连接机械手 1#气缸后限位磁性开关的黑色线，机械手1#气缸后限位磁性开关的蓝色线 与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接。可编程逻辑控制器104的 输入端X2连接机械手2#气缸前限位磁性开关的黑色线，机械手2#气缸前 限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接。可 编程逻辑控制器104的输入端X3连接机械手2#气缸后限位磁性开关的黑 色线，机械手2#气缸后限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的 输入COM端连接。可编程逻辑控制器104的输入端X4连接机械手3#气缸 前限位磁性开关的黑色线，机械手3#气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编 程逻辑控制器104的输入COM端连接。可编程逻辑控制器104的输入端 X5连接机械手3#气缸后限位磁性开关的黑色线，机械手3#气缸后限位磁 性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接。可编程逻 辑控制器104的输入端X6连接托盘定程气缸前限位磁性开关的黑色线，托 盘定程气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM 端连接，托盘定程气缸前限位磁性开关的棕色线与开关电源的DC24V连 接。可编程逻辑控制器104的输入端X7连接托盘定程气缸后限位磁性开关的黑色线，托盘定程气缸后限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104
的输入COM端连接，托盘定程气缸后限位磁性开关的棕色线与开关电源 的DC24V连接。可编程逻辑控制器104的输入端X10连接托盘顶升气缸 前限位磁性开关的黑色线，托盘顶升气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编 程逻辑控制器104的输入COM端连接，托盘顶升气缸前限位磁性开关的 棕色线与开关电源的DC24V连接。可编程逻辑控制器104的输入端Xll 连接托盘顶升气缸后限位磁性开关的黑色线，托盘顶升气缸后限位磁性开 关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接，托盘顶升气缸 后限位磁性开关的棕色线与开关电源的DC24V连接。可编程逻辑控制器 104的输入端X12连接治具定程气缸前限位磁性开关的黑色线，治具定程 气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连
编程逻辑控制器104的输入端X13连接治具定程气缸后限位磁性开关的黑 色线，治具定程气缸后限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的 输入COM端连接，治具定程气缸后限位磁性开关的棕色线与开关电源的 DC24V连接。可编程逻辑控制器104的输入端X14连接治具夹紧气缸前限 位磁性开关的黑色线，治具夹紧气缸前限位磁性开关的蓝色线与可编程逻 辑控制器104的输入COM端连接，治具夹紧气缸前限位磁性开关的棕色 线与开关电源的DC24V连接。可编程逻辑控制器104的输入端X15连接 治具夹紧气缸后限位磁性开关的黑色线，治具夹紧气缸后限位磁性开关的 蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接，治具夹紧气缸后限 位磁性开关的棕色线与开关电源的DC24V连接。可编程逻辑控制器104的 输入端X16连接压平定程气缸前限位磁性开关的黑色线，压平定程气缸前 限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM端连接，压 平定程气缸前限位磁性开关的棕色线与开关电源的DC24V连接。可编程逻 辑控制器104的输入端X17连接压平定程气缸后限位磁性开关的黑色线， 压平定程气缸后限位磁性开关的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入 COM端连接，压平定程气缸后限位磁性开关的棕色线与开关电源的DC24V 连接。可编程逻辑控制器104的输入端X20连接急停按钮的常开触点。可编程逻辑控制器104的输入端X21连接托盘来料检测光纤传感器的黑色线， 托盘来料检测光纤传感器的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM 端连接，托盘来料检测光纤传感器的棕色线与开关电源的DC24V连接。可
治具来料检测光纤传感器的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM 端连接，治具来料检测光纤传感器的棕色线与开关电源的DC24V连接。可
压平来料检测光纤传感器的蓝色线与可编程逻辑控制器104的输入COM 端连接，压平来料检测光纤传感器的棕色线与开关电源的DC24V连接。可 编程逻辑控制器104的输入端X24、 X25、 X26、 X27留待备用。
下面结合图6对本发明实施例的电源模块102进行说明，图6为本发 明实施例的按键装配装置的电源模块的电路原理图。
请参考图6,当第一装配装置工作时，220V的交流电经过漏电断路器 保护后，经过电源滤波器滤波，输出给电源模块102、可编程逻辑控制器 104和机械手控制器单元106。电源模块102把交流220V转换为直流24V, 然后供给人机界面103和信号检测单元101、电磁阀单元107及机械手控 制器单元106。其中，SBO表示电源停止按钮，SB1表示电源启动按钮， KM1表示交流接触器，该实施例中人机界面103例如为MT506型号。
图7为本发明实施例的RS-232C通讯单元的电路 理图。
在图7实施例中，RS-232C通讯单元105可采用FX2N-232IF通讯模块。 如图所示，RS-232C通讯单元105的24+端接到开关电源的DC24V上， RS-232C通讯单元105的24-端接到开关电源的DC0V上，接地端接地。 RS-232C通讯单元105的9芯插口处，l脚与4脚、6脚短接，2脚与才几械 手控制器上的通讯COM端的3脚连接，3脚机械手控制器上的通讯COM 端的2脚连接，5脚与机械手控制器上的通讯COM端的5脚连接，7脚与 8脚短接，9脚悬空。图7实施例中，显示了与RS-232C通讯单元105连接 的机械手控制器单元106的一个机械手控制器及其相关插头。
参考图8,图8为本发明实施例的按键装配装置的机械手控制器单元 的电路原理图。该实施例中才几械手4空制器单元106的一个才几械手控制器采用RCX142 控制器，RS-232C通讯单元105采用FX2N-232IF通讯模块。其中，图8 中各编号表示如下。DO20:机械手一般输出39脚；D021:机械手一般输 出40脚；D022:机械手一般输出41脚；D023:机械手一般输出42脚； D024:机械手一般输出43脚；D025:机械手一般输出44脚；D026: 机械手一般输出45脚；D027:机械手一般输出46脚；DI20:机械手一 般输入11脚；DI21:机械手一般输入12脚；DI22:机械手一般输入13 脚；DI23:机械手一般输入14脚；DI24:机械手一般输入15脚；DI25: 才几械手一般输入16脚；DI26:才几械手一般输入17脚；DI27:机械手一般 输入18脚；DI01:机械手SERVO ON 2脚；Dill:机械手INTERLOCK 4脚;DI17:机械手原点回归10脚;PIN47:接DC24V47脚；PIN48: 接DC24V48脚；PIN49:接DC0V49脚；PIN50:接DC0V50脚。
如图8所示，机械手控制器RCX142对应的三轴机械手的X轴、Y轴、 Z轴电才几电源线对应插入才几械手控制器RCX142上的XM、 YM、 ZM端， 三个轴的编码器的线对应的插在机械手控制器RCX142上的ROB I/O的XY 及ZR端。机械手控制器RCX142上的通讯COM端，1脚、4脚、6脚与9 脚悬空，2脚与RS-232C的通讯模块FX2N-232IF的3脚连接，3脚与 RS-232C通讯冲莫块FX2N-232IF的2脚连接，5脚RS-232C通讯模块 FX2N-232IF的5脚连接，7脚与8脚短接。机械手控制器RCX142上的 STD.DIO端口上，2脚DI01 SERVO ON信号与可编程逻辑控制器104的输 出端Y16连接，4脚Dill INTERLOCK信号与开关电源的DC0V连接，10 脚DI17原点回归信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y17连接，11脚 一般输入DI20信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y20连接，12脚一 般输入DI21信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y21连接，13脚一般 输入DI22信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y22连接，14脚一般输 入DI23信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y23连接，15脚一般输入 DI24信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y24连接，16脚一般输入DI25 信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y25连接，17脚一般输入DI26信 号与可编程逻辑控制器104的输出端Y26连接，18脚一般输入DI27信号与可编程逻辑控制器104的输出端Y27连接，39脚一般输出DO20信号与 可编程逻辑控制器104的输入端X30连接，40脚一般输出D021信号与可 编程逻辑控制器104的输入端X31连接，41脚一般输出D022信号与可编 程逻辑控制器104的输入端X32连接，42脚一般输出D023信号与可编程 逻辑控制器104的输入端X33连接，43脚一般输出D024信号与可编程逻 辑控制器104的输入端X34连接，44脚一般输出D025信号与可编程逻辑 控制器104的输入端X35连接，45脚一般输出D026信号与可编程逻辑控 制器104的输入端X36连接，46脚一般输出D027信号与可编程逻辑控制 器104的输入端X37连接，47脚与48脚是DC24V端，与开关电源的DC24V 端连接，49与50脚是GND端，与开关电源的DC0V相连。机械手控制器 RCX142上的ACIN端与经过滤波的交流电源连接，接地端接地。
在该实施例中，电磁阀单元107由9个气缸电磁阀及3个真空电磁阀 组成，与可编程逻辑控制器104电连接。气缸电磁阀接收可编程逻辑控制 器104的控制信号，使得气缸在按键装配过程中做出相应的动作。真空电 磁阀PLC的控制信号，使得在按键自动装配过程中真空电磁阀始终工作。 电^f兹阀单元107的正端与开关电源的DC24V相连，其负端与可编程逻辑控 制器104的相应输出点相连。
虽然上述实施例根据特定类型可编程逻辑控制器、机械手控制器单元、 RS-232通讯单元等对本发明作出描述，但需要指出的是，上述实施例目的 在于对本发明的原理作出示例性阐明，不用来限制本发明。现有任何类型 的可编程逻辑控制器、机械手控制器单元、RS-232通讯单元，只要在不脱
离本发明的原理和精神的情况下进行的变化、修改、替换和变型均落在本 发明的保护范围内。
下面，结合对应上述各个部件具体描述本发明图2实施例的按键自动 装配控制系统的手机按键装配工作步骤。如上文所述，第一装配装置和第 二、第三及第四装配装置的工作原理相似，因此为简明目的，将主要针对 第一装配装置作出描述。
首先在按键装配的开始阶段，通过操作主控制装置的人机界面3以及 从站各个装配装置的人机界面103、 203、 303及403，发送开机信号给对应的各个可编禾呈逻辑控制器4、 104、 204、 304、 404。在选择开始位置的 外部控制信号通过各个人机界面传输到对应可编程逻辑控制器中之后，每 个可编程逻辑控制器通过对应的RS-232C通讯单元向机械手控制器单元发 送指令，确定机械手从托盘上哪一对应位置启动，即从托盘上第一个按键 开始装配，从而选择开始位置。在具体操作中，可以设置可编程逻辑控制 器根据响应时间段来选择开始装配的位置。例如在一定时间段内未收到选 择位置指令，则操作机械手从第一个默认按键开始工作。若在一定时间段 内收到位置选择指令，则从对应选择点操作机械手工作。
此外，还可以设定各个装置的可编程逻辑控制器处理是否存在异常情 况的外部控制信号，从而判断是否启动正常的按键装配操作。
按键自动装配控制系统开始启动后，从站的各个装配装置通过各自的 可编程逻辑控制器向主控制器的可编程逻辑控制器4发出要求流放空治具 及装有按键的托盘的请求，可编程逻辑控制器4处理接收的请求，并向从 站各个装配装置陆续放出七个空治具和四个装有按键的托盘，其中设置从 站的各个装配装置分别具有装配和压平位置，压平是为了防止安装的按键 不到位。在该实施例中每个装配装置需要的空治具的数量为两个，分别被 执行安装和压平操作，但最后一个位置可以由人工处理，不需流放治具， 因此对于四个装配装置可编程逻辑控制器4需要控制放出七个空治具。从 站装配装置的各个信号检测单元101、 201、 301、 401通过检测确定是否收 到治具或托盘。并将检测的到位信息传输给对应的可编程逻辑控制器，然 后各个可编程逻辑控制器4、 104、 204、 304、 404把治具或托盘的到位信 号返回给主控制器的可编程逻辑控制器4。当主站可编程逻辑控制器4收 到从站全部收到治具或托盘的信号后才会停止流放治具或托盘，等待下一 轮的治具及托盘的流放。
从站的各个可编程逻辑控制器与对应的机械手控制器单元通过信号交 换来配合动作，从而快速连贯的在治具上装配按键。例如，在第一装配装 置负责装配完设定的一排按键后，则向主站的可编程逻辑控制器4发出装 配完成以及请求治具流放信号。同样地，其他装置完成预定按键装配后也 向主站发送信号。待四台装配机都完成装配后，即当所有从站上的治具已装好按键或托盘中的按键已被机械手取光，主站的可编程逻辑控制器4才 会根据从站各个可编程逻辑控制器的治具流放请求发出允许流放信号，四
台装配装置的可编程逻辑控制器会控制同时流放当前已处理完成的治具。 换言之，第一装配装置上已装有一排按键的治具向第二装配装置流动，第 二装配装置上已装有两排按键的治具向第三装配装置流动，第三装配装置 上装有三排按键的治具向第四装配装置流动，第四装配机上装满四排按键 的治具向收盘段流动。同时放盘段会流出一组新的治具给第一装配机。以 此方式循环动作，完成治具的流动。
托盘的流动方式与治具的流动方式一致，第一装配装置只吸取托盘上 的第一排按键，第二装配装置只吸取托盘上的第二排按键，第三装配装置 只吸取托盘上第三排按键，第四装配装置只吸取托盘上第四排按键。当某 台装配装置上吸取光托盘上该台装配装置装配的按键后，该装配装置向可 编程逻辑控制器4发出请求托盘流放的信号，主站的可编程逻辑控制器4
在收集了所有装配装置的请求托盘流放的信号后，才会给出允许托盘流放 的信号，四台装配装置同时流放托盘，运动方向同治具流动方向。第四装 配装置上的空托盘被收盘段对应装置收集。收盘段没有连接在按键自动装 配控制系统的主从网络上，它主要负责流走装配好按键的治具，收集被装 配机吸光按键的托盘。收集到一定的数量，指示灯亮起，蜂鸣器鸣叫，以 提醒工作人员收取空托盘。
另外，各个装配装置上的机械手先到装有按键的托盘上去吸取一排按 键，吸取后机械手移动到校正位去校正按键，最后依次装在治具上。治具 在从上一台装配装置向下一台装配装置流动时会经过一个压平装置，目的 在于使治具上没有装配好的按键能够被压紧，不至于掉落。
通过上述循环操作，从而本发明的按键自动装配控制系统能够实现对 大量治具的自动、快捷且准确的按键装配。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员 而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例 进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等 同限定。
权利要求
1.一种按键自动装配控制系统，其特征在于，所述系统包括主控制装置以及至少一个与所述主控制装置连接的按键装配装置，其中，所述主控制装置处理所述至少一个按键装配装置的请求，以及传送对应控制信号到所述至少一个按键装配装置；所述至少一个按键装配装置根据所述主控制装置的控制信号装配特定数量的按键。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述主控制装置包括主可编程 逻辑控制器PLC,所述至少一个按键装配装置分别包括用于控制所述特定 数量按键装配的从PLC,所述主PLC与所述从PLC之间按照令牌总线协议 互相连4妻。
3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述按键装配装置还包括信号 检测单元、机械手控制器单元以及电磁阀单元，其中，所述信号检测单元与所述从PLC电连接，用于检测盛放按键的托盘及 待装配治具的位置状态，以及发送所述托盘和治具的位置信息到所述从 PLC;所述机械手控制器单元用于控制机械手执行按键装配动作； 所述电磁阀单元用于控制所述托盘、治具及按4建的运动； 所述从PLC分别与所述机械手控制器单元以及所述电》兹阀单元电连 接，所述从PLC向所述主PLC发送请求并响应所述主PLC的控制信号， 以及根据所述位置信息和所述控制信号相应控制所述机械手控制器单元和 所述电》兹阀单元。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号检测单元包括至少一 个数字光纤传感器。
5. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述按键装配装置还包括 RS-232C通讯单元，以用于所述从PLC和所述机械手控制器单元之间的通 讯。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述RS-232C通讯单元将所述从PLC发送的指令转换为所述机械手控制器单元识别的指令，以及将所述机械手控制器单元发送的指令转换为所述从PLC识别的指令。
7. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电-兹阀单元包括至少一个 气缸电》兹阀与至少一个真空电》兹阀，所述气缸电》兹阀用于才艮据所述从PLC 的控制信号操作气缸运动以控制所述治具的定程、顶升、加紧及压平以及 执行所述托盘的定程及顶升；所述真空电磁阀用于根据所述从PLC控制信 号操作真空动作以吸起所述按键。
8. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述按键装配装置还包括与所 述从PLC电连接的显示单元，用于传输外部控制信号给所述从PLC,以及 接收并显示所述从PLC的输出。
9. 一种按键装配装置，其特征在于，包括信号检测单元、从PLC、机械手 控制器单元以及电》兹阀单元，其中，所述信号检测单元与所述从PLC电连接，用于检测盛放按键的托盘及 待装配治具的位置状态，以及发送所述托盘和治具的位置信息到所述从 PEC;所述机械手控制器单元用于控制机械手执行按键装配动作； 所述电磁阀单元用于控制所述托盘、治具及按4建的运动； 所述从PLC分别与主控制装置的主PLC、所述机械手控制器单元以及 所述电磁阀单元电连接，用于向主PLC发送请求并响应主PLC的控制信号， 以及根据所述位置信息和所述控制信号相应控制所述机械手控制器单元和 所述电磁阀单元。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信号检测单元包括至少 一个数字光纤传感器。
11. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括RS-232C通讯单元， 以用于所述从PLC和所述机械手控制器单元之间的通讯。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述RS-232C通讯单元将所 述从PLC发送的指令转换为所述机械手控制器单元识别的指令，以及将所 述机械手控制器单元发送的指令转换为所述从PLC识别的指令。
13. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电;兹阀单元包括至少一个气缸电/F兹阀与至少一个真空电i兹阀，所述气缸电》兹阀用于才艮据所述/人PLC的控制信号操作气缸运动以控制所述治具的定程、顶升、加紧及压平 以及执行所述托盘的定程及顶升；所述真空电磁阀用于根据所述从PLC控 制信号操作真空动作以吸起所述按键。
14. 如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述信号检测单元还包括磁 性开关，用于检测所述气缸的到位状态。
15. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信号检测单元还包括急 停按钮，以用于检测所述按键装配装置的异常状态。
16. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括与所述从PLC电连接 的显示单元，用于传输外部控制信号给所述从PLC，以及接收并显示所述 从PLC的输出。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括电源模块，用于向所 述信号检测单元、所述从PLC、所述电》兹阀单元、所述显示单元及所述机 械手控制器单元供电。
18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电源模块用于将交流 220V电压转换为直流24V稳压。
19. 一种主控制装置，其特征在于，所述主控制装置包括主PLC，与至少 一个按键装配装置的从PLC连接，以处理所述至少一个按键装配装置的从 PLC请求，以及传送对应控制信号到所述至少一个按键装配装置的从PLC。
20. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括人机界面单元，用于 传输外部控制信号给所述主PLC。
21. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述主PLC与所述从PLC 之间按照令牌总线协议互相连接。
22. 如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述主PLC监控所述至少 一个按键装配装置的执行状态。
23. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括与所述主PLC电连 接的信号检测单元及电磁阀单元，所述信号检测单元用于检测托盘及治具 的位置状态，以及所述电磁阀单元用于控制所述托盘及治具的运动。
全文摘要
本发明公开了一种按键自动装配控制系统，包括主控制装置以及至少一个与所述主控制装置连接的按键装配装置，其中所述主控制装置处理所述至少一个按键装配装置的请求，以及传送对应控制信号到所述至少一个按键装配装置，所述至少一个按键装配装置用于根据所述主控制装置的控制信号装配特定数量的按键。所述主控制装置包括主可编程逻辑控制器PLC，按键装配装置包括用于控制特定数量按键装配的从PLC，所述主PLC与所述从PLC之间按照令牌总线协议互相连接。本发明不仅能够节省人力还提高了按键装配的效率。
文档编号G05B19/418GK101625566SQ20081011653
公开日2010年1月13日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者孙云松, 朱复宇, 覃宇平 申请人:比亚迪股份有限公司