摘要：本文主要闡述了永宏PLC在全自動收料機上的應用，對收料這個行業(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計開發(fā)；以及該系統(tǒng)最后調(diào)試的結(jié)果。

關鍵詞：永宏PLC；收料機；系統(tǒng)

1、行業(yè)介紹

全自動收料機設備：是一臺三軸機械手附加其他功能。此機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）。兩臺設備之間的配合依靠彼此給的動作信號：沖床開模到位，機械手才能進入取料；機械手離開到設定位置后沖床才能繼續(xù)工作。取料出來依據(jù)設定位置有序擺放到擺盤。此設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。全自動收料機實物圖（如圖1-1）。

圖1-1全自動收料機實物圖

2、系統(tǒng)設計方案

2.1方案背景

全自動收料機目前市場上使用的控制系統(tǒng)方案為PLC或者是運動控制卡；其中PLC使用較多的品牌是三菱、臺達和西門子等；HMI使用最多的品牌是威綸通、三菱、臺達等。由于永宏經(jīng)濟型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，所以永宏經(jīng)濟型PLC和HMI在拉布機中的應用前景很好。全自動收料機系統(tǒng)方案（如表2-1）。

表2-1全自動收料機系統(tǒng)方案

2.2客戶需求

根據(jù)客戶要求，全自動收料機前進/后退機構(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，應對沖床不同的出料方式；沖床和機械手要有相互動作信號。這幾部分動作要求穩(wěn)定運行，可操作性要強。全自動收料機的具體功能要求（如表2-2）。

要求5給出設定位置與上位機沖床聯(lián)機信號

表2-2全自動收料機具體功能要求

2.3解決方案

全自動收料機，根據(jù)動作及工藝要求，該方案主要包括系統(tǒng)硬件設計和系統(tǒng)軟件設計；其中系統(tǒng)硬件設計包括硬件（產(chǎn)品）配置、機械結(jié)構(gòu)和電氣控制等三部分，系統(tǒng)軟件設計包括流程控制、I/O配置和程序設計等三部分；全自動收料機設計參數(shù)（如表2-3）；全自動收料機實物圖(如圖2-1)。

表2-3全自動收料機設計參數(shù)        圖2-1全自動收料機實物圖

基于上述各項技術指標，全自動收料機系統(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)濟型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設備的動作流程；伺服系統(tǒng)采用三菱伺服驅(qū)動器及電機，控制機械手快速定位；上位機采用永宏C3070SHMI操作界面，提供自動操作、手動調(diào)試等，用戶可根據(jù)自身需求進行各項操作和參數(shù)設置。

圖2-2全自動收料機系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

3、系統(tǒng)硬件設計

3.1硬件配置

全自動收料機的系統(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、指示燈和接近開關等）組成。全自動收料機系統(tǒng)硬件清單（如表3-1）；全自動收料機系統(tǒng)硬件配置（如圖3-1）。

表3-1全自動收料機硬件明細表               圖3-1全自動收料機硬件配置圖

3.2機械結(jié)構(gòu)

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

圖3-2全自動收料機整體結(jié)構(gòu)解析圖

3.3電氣控制

全自動收料機的電氣控制采用永宏PLC作為設備核心控制單元，實現(xiàn)對伺服系統(tǒng)、電磁閥和氣動元件等執(zhí)行單元的控制。全自動收料機PLC接線原理（如圖3-3），PLC電氣控制柜接線(如圖3-4)。

圖3-3全自動收料機電氣控制原理圖

圖3-4全自動收料機PLC電氣控制柜接線圖

4、系統(tǒng)軟件設計

4.1工藝流程

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

設備啟動，料盤進退機構(gòu)運動到設定位置；手臂前進后退機構(gòu)到取料位置；根據(jù)設置翻轉(zhuǎn)或不翻轉(zhuǎn)、側(cè)吸或上下吸，使手臂上下機構(gòu)動作；取完料后把料有序放到料盤；根據(jù)設定的擺放數(shù)量啟動稱重功能，并檢測產(chǎn)品是否合格。全自動收料機工藝流程（如圖4-1）。全自動收料機控制流程(如圖4-2)

圖4-1全自動收料機工藝流程圖

圖4-2全自動收料機控制流程圖

4.3I/O點配置

根據(jù)全自動收料機的工藝流程和控制流程要求，進行了永宏PLC程序的輸入輸出點配置；永宏PLC輸入點配置如（表4-1），輸出點配置表如(表4-2)。

表4-1PLC輸入點配置表

表4-2PLC輸出點配置表

4.4PLC功能指令應用

4.4.1參數(shù)設置指令

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

表4-4永宏PLC設置參數(shù)表

圖4-3永宏PLC設置參數(shù)程序

4.4.2脈沖輸出指令

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

通過現(xiàn)場調(diào)試，全自動收料機定位精準快速，誤差在正負0.1mm范圍以內(nèi)，符合客戶要求。利用自動化控制，更加準確檢測產(chǎn)品重量，并提高了工作效率。從而高性價比的永宏PLC在全自動收料機上得到了很好的應用。

【參考文獻】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2]永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司