摘要：本文主要闡述了永宏P(guān)LC在全自動(dòng)收料機(jī)上的應(yīng)用，對收料這個(gè)行業(yè)作簡單介紹；系統(tǒng)方案的選擇和最終確定；電氣控制和軟硬件的設(shè)計(jì)開發(fā)；以及該系統(tǒng)最后調(diào)試的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC；收料機(jī)；系統(tǒng)

1、行業(yè)介紹

全自動(dòng)收料機(jī)設(shè)備：是一臺(tái)三軸機(jī)械手附加其他功能。此機(jī)械手與上位沖床配合，沖床開模后把產(chǎn)品取出，有序擺放在物料盤里（產(chǎn)品為粉末沖壓成型的刀具原型）。兩臺(tái)設(shè)備之間的配合依靠彼此給的動(dòng)作信號：沖床開模到位，機(jī)械手才能進(jìn)入取料；機(jī)械手離開到設(shè)定位置后沖床才能繼續(xù)工作。取料出來依據(jù)設(shè)定位置有序擺放到擺盤。此設(shè)備是為代替手工取料，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本為目的。全自動(dòng)收料機(jī)實(shí)物圖（如圖1-1）。

圖1-1全自動(dòng)收料機(jī)實(shí)物圖

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1方案背景

全自動(dòng)收料機(jī)目前市場上使用的控制系統(tǒng)方案為PLC或者是運(yùn)動(dòng)控制卡；其中PLC使用較多的品牌是三菱、臺(tái)達(dá)和西門子等；HMI使用最多的品牌是威綸通、三菱、臺(tái)達(dá)等。由于永宏經(jīng)濟(jì)型PLC和HMI的性價(jià)比相對于其他品牌較高，所以永宏經(jīng)濟(jì)型PLC和HMI在拉布機(jī)中的應(yīng)用前景很好。全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)方案（如表2-1）。

表2-1全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)方案

2.2客戶需求

根據(jù)客戶要求，全自動(dòng)收料機(jī)前進(jìn)/后退機(jī)構(gòu)要有翻轉(zhuǎn)/不翻轉(zhuǎn)兩種模式，不同型號擺放方式不同；吸料方式有側(cè)吸和上下吸兩種，應(yīng)對沖床不同的出料方式；沖床和機(jī)械手要有相互動(dòng)作信號。這幾部分動(dòng)作要求穩(wěn)定運(yùn)行，可操作性要強(qiáng)。全自動(dòng)收料機(jī)的具體功能要求（如表2-2）。

要求5給出設(shè)定位置與上位機(jī)沖床聯(lián)機(jī)信號

表2-2全自動(dòng)收料機(jī)具體功能要求

2.3解決方案

全自動(dòng)收料機(jī)，根據(jù)動(dòng)作及工藝要求，該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制等三部分，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)等三部分；全自動(dòng)收料機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)（如表2-3）；全自動(dòng)收料機(jī)實(shí)物圖(如圖2-1)。

表2-3全自動(dòng)收料機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)        圖2-1全自動(dòng)收料機(jī)實(shí)物圖

基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)方案架構(gòu)圖（如圖2-2）；本方案控制系統(tǒng)采用永宏經(jīng)濟(jì)型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設(shè)備的動(dòng)作流程；伺服系統(tǒng)采用三菱伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)，控制機(jī)械手快速定位；上位機(jī)采用永宏C3070SHMI操作界面，提供自動(dòng)操作、手動(dòng)調(diào)試等，用戶可根據(jù)自身需求進(jìn)行各項(xiàng)操作和參數(shù)設(shè)置。

圖2-2全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1硬件配置

全自動(dòng)收料機(jī)的系統(tǒng)硬件由永宏FBS-60MCT2-AC控制器、永宏C3070S觸摸屏、三菱伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)和外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和接近開關(guān)等）組成。全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)硬件清單（如表3-1）；全自動(dòng)收料機(jī)系統(tǒng)硬件配置（如圖3-1）。

表3-1全自動(dòng)收料機(jī)硬件明細(xì)表               圖3-1全自動(dòng)收料機(jī)硬件配置圖

3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)

全自動(dòng)收料機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：料盤進(jìn)退機(jī)構(gòu)、手臂前進(jìn)后退機(jī)構(gòu)、手臂上下機(jī)構(gòu)、稱重機(jī)構(gòu)等。全自動(dòng)收料機(jī)整體結(jié)構(gòu)解析（如圖3-2）。

圖3-2全自動(dòng)收料機(jī)整體結(jié)構(gòu)解析圖

3.3電氣控制

全自動(dòng)收料機(jī)的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心控制單元，實(shí)現(xiàn)對伺服系統(tǒng)、電磁閥和氣動(dòng)元件等執(zhí)行單元的控制。全自動(dòng)收料機(jī)PLC接線原理（如圖3-3），PLC電氣控制柜接線(如圖3-4)。

圖3-3全自動(dòng)收料機(jī)電氣控制原理圖

圖3-4全自動(dòng)收料機(jī)PLC電氣控制柜接線圖

4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1工藝流程

全自動(dòng)收料機(jī)的工藝流程主要包括五部分：料盤定位、手臂前進(jìn)后退定位、上下電機(jī)定位、翻轉(zhuǎn)選擇、稱重裝置等。

設(shè)備啟動(dòng)，料盤進(jìn)退機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置；手臂前進(jìn)后退機(jī)構(gòu)到取料位置；根據(jù)設(shè)置翻轉(zhuǎn)或不翻轉(zhuǎn)、側(cè)吸或上下吸，使手臂上下機(jī)構(gòu)動(dòng)作；取完料后把料有序放到料盤；根據(jù)設(shè)定的擺放數(shù)量啟動(dòng)稱重功能，并檢測產(chǎn)品是否合格。全自動(dòng)收料機(jī)工藝流程（如圖4-1）。全自動(dòng)收料機(jī)控制流程(如圖4-2)

圖4-1全自動(dòng)收料機(jī)工藝流程圖

圖4-2全自動(dòng)收料機(jī)控制流程圖

4.3I/O點(diǎn)配置

根據(jù)全自動(dòng)收料機(jī)的工藝流程和控制流程要求，進(jìn)行了永宏P(guān)LC程序的輸入輸出點(diǎn)配置；永宏P(guān)LC輸入點(diǎn)配置如（表4-1），輸出點(diǎn)配置表如(表4-2)。

表4-1PLC輸入點(diǎn)配置表

表4-2PLC輸出點(diǎn)配置表

4.4PLC功能指令應(yīng)用

4.4.1參數(shù)設(shè)置指令

永宏P(guān)LC脈沖輸出的參數(shù)設(shè)置有專門的參數(shù)設(shè)置指令（FUN141），永宏FUN141指令的參數(shù)設(shè)置方式采用表格的形式進(jìn)行參數(shù)編輯。永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)(如表4-3)，永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)程序(如圖4-3)。

表4-4永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)表

圖4-3永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)程序

4.4.2脈沖輸出指令

永宏P(guān)LC脈沖輸出控制有專門的命令設(shè)置指令（FUN140），永宏FUN140指令的命令設(shè)置方式同樣是采用表格的形式進(jìn)行命令編輯；使用永宏脈沖輸出指令可以很好的實(shí)現(xiàn)對XYZ軸的單軸高速定位控制。永宏P(guān)LC脈沖輸出控制程序(如圖4-4)，永宏P(guān)LC脈沖輸出控制設(shè)置表格(如圖4-5)。

圖4-4脈沖輸出控制程序

圖4-5脈沖輸出控制表格

5、結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）

通過現(xiàn)場調(diào)試，全自動(dòng)收料機(jī)定位精準(zhǔn)快速，誤差在正負(fù)0.1mm范圍以內(nèi)，符合客戶要求。利用自動(dòng)化控制，更加準(zhǔn)確檢測產(chǎn)品重量，并提高了工作效率。從而高性價(jià)比的永宏P(guān)LC在全自動(dòng)收料機(jī)上得到了很好的應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司