一种基于PLC控制的线装书装订自动化系统及方法

一种基于plc控制的线装书装订自动化系统及方法
技术领域
1.本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种基于plc控制的线装书装订自动化系统及方法。


背景技术：

2.我国书本的装帧历经了数千年的演变发展，线装这种装帧方式是古代装帧最后一种形式，也是古代书籍最具有代表性的一个阶段表现，具有鲜明的中国特色和时代精神。但是现在的线装书记的装订还依然是靠工人一针一线的装帧而成，长时间的装订会使工人出现各种疲劳反应，从而消耗大量精力和时间。
3.因此，提供一种基于plc控制的线装书装订自动化系统及方法，使工人从繁琐机械的劳动中解放出来，是本领域技术人员亟需解决的一个问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种基于plc控制的线装书装订自动化系统及方法，提高装订效率和准确率，节省人力资源，为后续生产流程提供良好的工艺条件。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于plc控制的线装书装订自动化系统，包括：上位机、plc控制模块、物料传输模块、定位模块、装订执行模块、夹紧模块；
7.plc控制模块，与上位机电性连接，用于接收上位机的指令，进行待装订书籍的装订控制；
8.物料传输模块，与plc控制模块的第一连接端口电性连接，用于运输待装订书籍，并在待装订书籍装订完毕后将其运输至下一环节；
9.定位模块，与plc控制模块的第二连接端口电性连接，用于定位物料传输模块上的待装订书籍，在待装订书籍到达装订位置后，将定位信号传输至plc控制模块；
10.夹紧模块，与plc控制模块的第三连接端口电性连接，用于将到达装订位置的待装订书籍进行夹紧固定，等待装订；
11.装订执行模块，与plc控制模块的第四连接端口电性连接，用于将待装订书籍进行装订。
12.可选的，定位模块，包括第一光传感器，用于检测待装订书籍的位置，当第一光传感器检测到待装订书籍后，plc控制模块采用位移的方式，控制物料传输模块将待装订书籍传输至装订位置。
13.可选的，夹紧模块，包括夹紧机构和第二光传感器，第二光传感器设置于夹紧结构上方，当第二光传感器检测到待装订书籍后，plc控制模块则控制夹紧机构对待装订书籍进行夹紧固定。
14.可选的，装订执行模块，包括机械臂、检测单元、机械臂舵机控制单元和协作抓取单元；
15.检测单元，设置于机械臂的末端，用于拍摄经过装订的书籍，并将拍摄的图片经plc控制模块上传至上位机；
16.机械臂舵机控制单元，与机械臂电性连接，用于控制机械臂对待装订书籍进行抓取以及使用装订工具对待装订书籍进行装订操作；
17.协作抓取单元，与机械臂电性连接，用于对待装订书籍和装订工具进行抓取操作。
18.可选的，检测单元为摄像装置。
19.一种基于plc控制的线装书装订方法，利用上述的一种基于plc控制的线装书装订自动化系统，包括以下步骤：
20.s101.启动plc控制模块，控制物料传输模块启动，将待装订的书籍向夹紧模块处传输；
21.s102.待装订的书籍首先经过定位模块，定位模块检测到有物体经过，将定位信号传输至plc控制模块；
22.s103.待装订的书籍到达夹紧模块时，物料传输模块停止传输，夹紧模块对待装订的书籍进行夹紧操作；
23.s104.待装订的书籍被夹紧后，装订执行模块进行装订工作，得到装订后的书籍；
24.s105.装订结束后，夹紧模块松开装订好的书籍，物料传输模块把装订好的书籍输送到下一环节。
25.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种基于plc控制的线装书装订自动化系统及方法：以固定的装订工艺进行装订，操作简单，准确可靠，维护方便，使工人从繁琐机械的劳动中解放出来；提高装订效率和准确率，节省人力资源，为后续生产流程提供良好的工艺条件。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明提供的一种基于plc控制的线装书装订自动化系统结构框图；
28.图2为本发明提供的一种基于plc控制的线装书装订方法流程图；
29.图3为本发明提供的一种基于plc控制的线装书装订自动化设备；
30.其中，1-物料传输模块，2-定位模块，3-夹紧模块，4-装订执行模块、5-平台，6-收纳箱，7-待装订书籍。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.参照图1所示，本发明公开了一种基于plc控制的线装书装订自动化系统的结构框
图，包括：上位机、plc控制模块、物料传输模块、定位模块、装订执行模块、夹紧模块；
33.plc控制模块，与上位机电性连接，用于接收上位机的指令，进行待装订书籍的装订控制；
34.物料传输模块，与plc控制模块的第一连接端口电性连接，用于运输待装订书籍，并在待装订书籍装订完毕后将其运输至下一环节；
35.定位模块，与plc控制模块的第二连接端口电性连接，用于定位传输模块上的待装订书籍，在待装订书籍到达装订位置后，将定位信号传输至plc控制模块；
36.夹紧模块，与plc控制模块的第三连接端口电性连接，用于将到达装订位置的待装订书籍进行夹紧固定，等待装订；
37.装订执行模块，与plc控制模块的第四连接端口电性连接，用于将待装订书籍进行装订。
38.可选的，物料传输模块，包括传送带和支架，传送带由电机驱动，电机由plc控制模块控制启停。
39.可选的，定位模块，包括第一光传感器，用于检测待装订书籍的位置，当第一光传感器检测到待装订书籍后，plc控制模块采用位移的方式，控制物料传输模块将待装订书籍传输至装订位置。
40.可选的，夹紧模块，包括夹紧机构和第二光传感器，第二光传感器设置于夹紧结构上方，当第二光传感器检测到待装订书籍后，plc控制模块则控制夹紧机构对待装订书籍进行夹紧固定。
41.其中，夹紧机构由力源装置、中间递力结构、夹紧元件构成，该夹紧机构的力源装置为电动。
42.可选的，装订执行模块，包括机械臂、检测单元、机械臂舵机控制单元和协作抓取单元；
43.检测单元，设置于机械臂的末端，用于拍摄经过装订的书籍，并将拍摄的图片经plc控制模块上传至上位机；
44.机械臂舵机控制单元，与机械臂电性连接，用于控制机械臂对待装订书籍进行抓取以及使用装订工具对待装订书籍进行装订操作；
45.协作抓取单元，与机械臂电性连接，用于对待装订书籍和装订工具进行抓取操作。
46.可选的，检测单元为摄像装置。
47.参照图2所示，本发明公开了一种基于plc控制的线装书装订方法，利用上述的一种基于plc控制的线装书装订自动化系统，包括以下步骤：
48.s101.启动plc控制模块，控制物料传输模块启动，将待装订的书籍向夹紧模块处传输；
49.s102.待装订的书籍首先经过定位模块，定位模块检测到有物体经过，将定位信号传输至plc控制模块；
50.s103.待装订的书籍到达夹紧模块时，物料传输模块停止传输，夹紧模块对待装订的书籍进行夹紧操作；
51.s104.待装订的书籍被夹紧后，装订执行模块进行装订工作，得到装订后的书籍；
52.s105.装订结束后，夹紧模块松开装订好的书籍，物料传输模块把装订好的书籍输
送到下一环节。
53.参照图3所示，本发明公开了一种基于plc控制的线装书装订自动化设备，包括：物料传输模块1，定位模块2，夹紧模块3，装订执行模块4、待装订书籍5，收纳箱6；
54.物料传输模块1包括支架和传输带，传输带设置于支架下方，在传输带的上方设置有定位模块2，定位模块2可选用光感传感器，用来检测书籍7的位置，并将检测信号发送至plc控制模块，plc控制模块控制传输带的启停，当书籍7到达定位模块处时，plc控制模块采用位移的方式，开始计时，当书籍7到达夹紧模块时，传输带停止转动；夹紧模块3设置于传送带上方，包括夹紧结构和检测单元，检测单元可选用光传感器，用于检测书籍位置，当检测到书籍7时，控制夹紧机构对用书籍7进行夹紧固定；装订执行模块4设置于平台5上，位置高于传输带，包括机械臂、检测单元、机械臂舵机控制单元和协作抓取单元；机械臂机械臂舵机控制单元控制机械臂和协作抓取单元对书籍7进行固定和利用装订工具进行装订，检测单元可选择摄像装置(摄像头)，拍摄经过装订的书籍7，并将图像经过plc控制模块传输至上位机，判断装订是否完成，若完成，则传输带开始转动，将装订好的书籍7送至收纳箱6内，装订环节结束。
55.对所公开的实施例的上述说明，按照递进的方式进行，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。