摘要：本文主要阐述了永宏PLC在全自动收料机上的应用，对收料这个行业作简单介绍；系统方案的选择和最终确定；电气控制和软硬件的设计开发；以及该系统最后调试的结果。

关键词：永宏PLC；收料机；系统

1、行业介绍

全自动收料机设备：是一台三轴机械手附加其他功能。此机械手与上位冲床配合，冲床开模后把产品取出，有序摆放在物料盘里（产品为粉末冲压成型的刀具原型）。两台设备之间的配合依靠彼此给的动作信号：冲床开模到位，机械手才能进入取料；机械手离开到设定位置后冲床才能继续工作。取料出来依据设定位置有序摆放到摆盘。此设备是为代替手工取料，提高生产效率，降低人工成本为目的。全自动收料机实物图（如图1-1）。

图1-1全自动收料机实物图

2、系统设计方案

2.1方案背景

全自动收料机目前市场上使用的控制系统方案为PLC或者是运动控制卡；其中PLC使用较多的品牌是三菱、台达和西门子等；HMI使用最多的品牌是威纶通、三菱、台达等。由于永宏经济型PLC和HMI的性价比相对于其他品牌较高，所以永宏经济型PLC和HMI在拉布机中的应用前景很好。全自动收料机系统方案（如表2-1）。

表2-1全自动收料机系统方案

2.2客户需求

根据客户要求，全自动收料机前进/后退机构要有翻转/不翻转两种模式，不同型号摆放方式不同；吸料方式有侧吸和上下吸两种，应对冲床不同的出料方式；冲床和机械手要有相互动作信号。这几部分动作要求稳定运行，可操作性要强。全自动收料机的具体功能要求（如表2-2）。

要求5给出设定位置与上位机冲床联机信号

表2-2全自动收料机具体功能要求

2.3解决方案

全自动收料机，根据动作及工艺要求，该方案主要包括系统硬件设计和系统软件设计；其中系统硬件设计包括硬件（产品）配置、机械结构和电气控制等三部分，系统软件设计包括流程控制、I/O配置和程序设计等三部分；全自动收料机设计参数（如表2-3）；全自动收料机实物图(如图2-1)。

表2-3全自动收料机设计参数        图2-1全自动收料机实物图

基于上述各项技术指标，全自动收料机系统方案架构图（如图2-2）；本方案控制系统采用永宏经济型FBS系列PLC控制器，主要控制整体设备的动作流程；伺服系统采用三菱伺服驱动器及电机，控制机械手快速定位；上位机采用永宏C3070SHMI操作界面，提供自动操作、手动调试等，用户可根据自身需求进行各项操作和参数设置。

图2-2全自动收料机系统方案架构图

3、系统硬件设计

3.1硬件配置

全自动收料机的系统硬件由永宏FBS-60MCT2-AC控制器、永宏C3070S触摸屏、三菱伺服驱动系统、称重系统和外围输入输出线路（包括按钮、指示灯和接近开关等）组成。全自动收料机系统硬件清单（如表3-1）；全自动收料机系统硬件配置（如图3-1）。

表3-1全自动收料机硬件明细表               图3-1全自动收料机硬件配置图

3.2机械结构

全自动收料机的机械结构主要由四部分组成：料盘进退机构、手臂前进后退机构、手臂上下机构、称重机构等。全自动收料机整体结构解析（如图3-2）。

图3-2全自动收料机整体结构解析图

3.3电气控制

全自动收料机的电气控制采用永宏PLC作为设备核心控制单元，实现对伺服系统、电磁阀和气动元件等执行单元的控制。全自动收料机PLC接线原理（如图3-3），PLC电气控制柜接线(如图3-4)。

图3-3全自动收料机电气控制原理图

图3-4全自动收料机PLC电气控制柜接线图

4、系统软件设计

4.1工艺流程

全自动收料机的工艺流程主要包括五部分：料盘定位、手臂前进后退定位、上下电机定位、翻转选择、称重装置等。

设备启动，料盘进退机构运动到设定位置；手臂前进后退机构到取料位置；根据设置翻转或不翻转、侧吸或上下吸，使手臂上下机构动作；取完料后把料有序放到料盘；根据设定的摆放数量启动称重功能，并检测产品是否合格。全自动收料机工艺流程（如图4-1）。全自动收料机控制流程(如图4-2)

图4-1全自动收料机工艺流程图

图4-2全自动收料机控制流程图

4.3I/O点配置

根据全自动收料机的工艺流程和控制流程要求，进行了永宏PLC程序的输入输出点配置；永宏PLC输入点配置如（表4-1），输出点配置表如(表4-2)。

表4-1PLC输入点配置表

表4-2PLC输出点配置表

4.4PLC功能指令应用

4.4.1参数设置指令

永宏PLC脉冲输出的参数设置有专门的参数设置指令（FUN141），永宏FUN141指令的参数设置方式采用表格的形式进行参数编辑。永宏PLC设置参数(如表4-3)，永宏PLC设置参数程序(如图4-3)。

表4-4永宏PLC设置参数表

图4-3永宏PLC设置参数程序

4.4.2脉冲输出指令

永宏PLC脉冲输出控制有专门的命令设置指令（FUN140），永宏FUN140指令的命令设置方式同样是采用表格的形式进行命令编辑；使用永宏脉冲输出指令可以很好的实现对XYZ轴的单轴高速定位控制。永宏PLC脉冲输出控制程序(如图4-4)，永宏PLC脉冲输出控制设置表格(如图4-5)。

图4-4脉冲输出控制程序

图4-5脉冲输出控制表格

5、结论（实施结果）

通过现场调试，全自动收料机定位精准快速，误差在正负0.1mm范围以内，符合客户要求。利用自动化控制，更加准确检测产品重量，并提高了工作效率。从而高性价比的永宏PLC在全自动收料机上得到了很好的应用。

【参考文献】

[1]永宏可编程控制器使用手册I和使用手册II.台湾永宏电机股份有限公司

[2]永宏PLC编程软件使用手册.台湾永宏电机股份有限公司