寇繼磊　毋麗麗

摘要：光機(jī)電一體化作為高新技術(shù)之一，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心，發(fā)展以光機(jī)電一體化越來越受到高度重視。光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要包括物料推出裝置、物料分揀及輸送等工序，很好的將機(jī)電一體化技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息與接口等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合。本篇論文主要介紹了物料輸送結(jié)構(gòu)的組成，以及PLC對(duì)物料輸送結(jié)構(gòu)的控制。

關(guān)鍵詞：PLC 光機(jī)電一體化 物料輸送結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0009-01

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是根據(jù)自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的集存儲(chǔ)、加工、裝配與輸送等結(jié)構(gòu)為一體的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模塊，該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)模擬真實(shí)的工業(yè)現(xiàn)場，采用西門子PLC控制，通過設(shè)定變頻器與伺服驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作參數(shù)，進(jìn)行自動(dòng)化操作，最終實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場的仿真教學(xué)。學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)，能夠了解工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制，同時(shí)，在無法到達(dá)工業(yè)現(xiàn)場或大大降低實(shí)訓(xùn)成本的情況下，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、編程思想以及控制理念。

1 物料輸送結(jié)構(gòu)的組成

物料抓取輸送結(jié)構(gòu)主要由抓取機(jī)械手裝置、輸送單元、機(jī)械手升降裝置、PLC控制模塊和接線端口以及按鈕指示燈等部件組成。其中輸送單元結(jié)構(gòu)如圖1所示、抓取機(jī)械手裝置如圖2所示。其功能為：驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置準(zhǔn)確定位到相關(guān)單元的物料臺(tái)上，在其對(duì)應(yīng)的物料臺(tái)上抓取工件，最后把工件輸送到指定地方后放下。

2 物料輸送結(jié)構(gòu)的PLC控制

2.1 物料輸送結(jié)構(gòu)控制要求

物料輸送結(jié)構(gòu)單站運(yùn)行的目標(biāo)是測試設(shè)備輸送工件的功能。要求另外幾個(gè)工作單元先正常工作。而且在物料推出裝置的物料臺(tái)上放好了工件。具體控制要求如下：

抓取機(jī)械手從物料推出裝置物料臺(tái)抓取工件。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手向物料加工單元移動(dòng)，移動(dòng)速度大于等于3m/s；機(jī)械手移動(dòng)到物料加工站料臺(tái)的正前方后，把工件放到加工站物料臺(tái)上。動(dòng)作完成1秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取工件的操作。抓取的順序與物料推出站抓取工件的順序相同。抓取動(dòng)作完成后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置移動(dòng)到物料裝配單元料臺(tái)的正前方。然后把工件放到物料裝配單元的物料臺(tái)上。放下工件動(dòng)作完成 1 秒后，抓取機(jī)械手裝置執(zhí)行抓取物料裝配站工件的操作。執(zhí)行完動(dòng)作1秒之后，再把工件移動(dòng)到物料分揀單元。

2.2 PLC的輸入輸出點(diǎn)分配及系統(tǒng)接線

物料輸送單元所需的輸入和輸出點(diǎn)較多。其中，輸入信號(hào)主要包含按鈕與指示燈模塊中的開關(guān)與按鈕等主令信號(hào)，檢測氣缸和物料的傳感器信號(hào)等：輸出信號(hào)包含輸出到機(jī)械手裝置中各電磁閥的控制信號(hào)和輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖和方向信號(hào)。基于需要輸出驅(qū)動(dòng)伺服和步進(jìn)電機(jī)的高速脈沖，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上的PLC采用晶體管輸出型。因此選用西門子S7-200CPU226型PLC，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出。

2.3 物料輸送結(jié)構(gòu)PLC控制流程圖

物料輸送控制是按照一定動(dòng)作流程實(shí)現(xiàn)的，因此在程序編寫中采用順序控制法來完成，其步進(jìn)控制流程圖如圖3所示：

3 結(jié)語

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)物料輸送結(jié)構(gòu)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，無論是機(jī)械結(jié)構(gòu)還是控制系統(tǒng)都具有良好的擴(kuò)展性、高度的柔性和靈活性。該實(shí)訓(xùn)裝置已成功地使用于本課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]何用輝.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[2]徐沛.自動(dòng)生產(chǎn)線應(yīng)用技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2015.

[3]呂景泉.自動(dòng)生產(chǎn)線安裝與調(diào)試[M].中國鐵道出版社，2012.

[4]郭繼紅.電氣控制與PLC技術(shù)實(shí)例教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2013.