Utilizzando il linguaggio a contatti per PLC ho scritto un programma per gestire
la movimentazione di pezzi sfusi in contenitori, mediante una pinza pick and place. Come si può vedere nel
file pdf, i pezzi vengono caricati tre per volta.
La macchina è fondamentalmente costituita da due nastri trasportatori e da una pinza pick and place;
di seguito ne descrivo il funzionamento.
Premendo il pulsante di avvio PM, i due nastri trasportatori partono e rimangono in moto per tutto il
ciclo di lavoro della macchina.
Supponendo che, in seguito ad un arresto anomalo, la pinza si trovi orizzontalmente in
una posizione compresa tra i sensori di finecorsa S7
ed S8 e verticalmente in battuta superiore, alla prima pressione del pulsante di avvio
(quindi simultaneamente alla partenza dei nastri), si eccita il teleruttore KR, che comanda
la traslazione verso destra.
Raggiunto il finecorsa S8, se sul nastro M1 non sono ancora presenti i tre pezzi da prelevare,
la macchina pick and place rimane in attesa; non appena le fotocellule S1,S2,S3 risultano impegnate,
si eccita la bobina KD dell’ elettrovalvola bistabile che controlla il pistone verticale, quindi la
pinza inizia a scendere.
Al disimpegno del finecorsa alto S9 scatta su ON il pistone C3, comandato dalla relativa elettrovalvola monostabile;
questo avrà la funzione d’ impedire l’ avanzamento dei pezzi in coda durante il sollevamento della pinza.
Raggiunto il finecorsa basso S10, si eccita la bobina KB (chiusura) dell’ elettrovalvola bistabile
che controlla la pinza pick and place e dopo un istante la bobina KU, quindi la pinza risale.
Raggiunto il finecorsa S9, il pistone C3 torna a riposo e si eccita il teleruttore KL;
la pinza trasla verso sinistra fino al finecorsa S6.
Se sul nastro M2 non è ancora presente il contenitore in posizione di carico, la macchina pick and place resta in attesa.
Supponendo che i contenitori in arrivo sul nastro M2 siano tutti a contatto tra loro come in figura,
per il corretto funzionamento della macchina pick and place, occorre distanziare il contenitore in
posizione di carico dagli altri contenitori in coda. Per questo, quando le fotocellule S4 ed S5 sono
entrambe impegnate, scatta il pistone C2, comandato dalla relativa elettrovalvola monostabile;
di conseguenza i contenitori in coda restano bloccati, mentre il primo avanza fino al pistone C1.
A questo punto, la fotocellula S4A innesca la discesa della pinza pick and place,
che deposita i primi tre pezzi, risale e trasla fino al finecorsa S8 per prelevare gli altri tre pezzi.
La procedura si ripete, ma questa volta ovviamente la pinza si ferma sul finecorsa S7 per il secondo deposito.
Una volta pieno il contenitore, completata la corsa di salita, scatta su ON il pistone C1,
comandato dalla relativa elettrovalvola monostabile
(da notare che lavora nel verso contrario rispetto i pistoni C2 e C3);
quindi il contenitore appena riempito è libero di avanzare. Nel frattempo la pinza trasla
nuovamente verso il finecorsa S8 per prelevare altri tre pezzi.
Quando la fotocellula S4 è libera il pistone C2 torna in posizione OFF; subito dopo, al disimpegno
della fotocellula S4A, torna a riposo anche il pistone C1.
Se si preme il pulsante di arresto PA durante il ciclo, la macchina pick and place termina
eventualmente di riempire il contenitore, si sposta sul finecorsa S8 e si ferma.
Come si vede dai disegni, anche per il movimento verticale, come per la pinza pick and place,
ho previsto un dispositivo pneumatico (pistone) a doppia mandata, controllato da un’ elettrovalvola
bistabile (detta anche a cassetto), che ha solo due posizioni, in questo caso salita o discesa.
Di conseguenza, ciascuno dei due comandi rimane attivo a prescindere dal fatto che la relativa bobina
(KU o KD) sia eccitata o meno.
Ciò significa che lo stop di emergenza interrompe elettricamente il funzionamento della macchina
pick and place, ma non il movimento del pistone; è quindi opportuno inserire un’ elettrovalvola di sicurezza
che, contestualmente alla pressione dello stop, blocchi la mandata dell’ aria.
Inoltre, se ad esempio viene premuto lo stop durante la traslazione verso sinistra
(quindi con la pinza carica di pezzi) al suo ripristino il PLC non ricorda che operazione stava
svolgendo la macchina pick and place al momento dell’ interruzione; di conseguenza, premendo il pulsante
di avvio PM, la macchina si prepara a prelevare i primi tre pezzi, portando la pinza (già carica)
sul finecorsa S8. In alcuni casi sono quindi necessarie operazioni di ripristino manuali prima di avviare il ciclo.
Nel pdf qui sotto ho condiviso lo schema meccanico, elettrico e pneumatico, nonché il codice del programma.
Dalla simulazione, che ho condiviso nel video,
sembra funzionare correttamente; tuttavia, per avere la piena
certezza che non ci siano bug, il funzionamento andrebbe testato su una vera macchina pick and place.
Ricordo comunque che tutto il materiale pubblicato in questo sito è di natura amatoriale. Macchina pick and place