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摘要：本文主要闡述了永宏PLC在全自動收料機上的應用，對收料這個行業作簡單介紹；系統方案的選擇和最終確定；電氣控制和軟硬件的設計開發；以及該系統最后調試的結果。

關鍵詞：永宏PLC；收料機；系統

1、行業介紹

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，沖床開模后把產品取出，有序擺放在物料盤里（產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工作。取料出來依據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。由于永宏經濟型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，所以永宏經濟型PLC和HMI在拉布機中的應用前景很好。全自動收料機系統方案（如表2-1）。

表2-1全自動收料機系統方案

2.2客戶需求

根據客戶要求，全自動收料機前進/后退機構要有翻轉/不翻轉兩種模式，不同型號擺放方式不同；吸料方式有側吸和上下吸兩種，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，根據動作及工藝要求，該方案主要包括系統硬件設計和系統軟件設計；其中系統硬件設計包括硬件（產品）配置、機械結構和電氣控制等三部分，系統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（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        圖2-1全自動收料機實物圖

基于上述各項技術指標，全自動收料機系統方案架構圖（如圖2-2）；本方案控制系統采用永宏經濟型FBS系列PLC控制器，主要控制整體設備的動作流程；伺服系統采用三菱伺服驅動器及電機，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、手動調試等，用戶可根據自身需求進行各項操作和參數設置。

圖2-2全自動收料機系統方案架構圖

3、系統硬件設計

3.1硬件配置

全自動收料機的系統硬件由永宏FBS-60MCT2-AC控制器、永宏C3070S觸摸屏、三菱伺服驅動系統、稱重系統和外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和接近開關等）組成。全自動收料機系統硬件清單（如表3-1）；全自動收料機系統硬件配置（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機械結構

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

圖3-2全自動收料機整體結構解析圖

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，實現對伺服系統、電磁閥和氣動元件等執行單元的控制。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、翻轉選擇、稱重裝置等。

設備啟動，料盤進退機構運動到設定位置；手臂前進后退機構到取料位置；根據設置翻轉或不翻轉、側吸或上下吸，使手臂上下機構動作；取完料后把料有序放到料盤；根據設定的擺放數量啟動稱重功能，并檢測產品是否合格。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

4.4.1參數設置指令

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

表4-4永宏PLC設置參數表

圖4-3永宏PLC設置參數程序

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、結論（實施結果）

通過現場調試，全自動收料機定位精準快速，誤差在正負0.1mm范圍以內，符合客戶要求。利用自動化控制，更加準確檢測產品重量，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