基于亞龍YL－235A 的連續下料與分揀程序設計

蔡康強

（廣東省佛山市三水區理工學校，廣東 佛山528137）

0 引言

亞龍公司研發的YL－235A 光機電一體化設備是全國中等職業學校機電專業教學和技能競賽設備，該設備綜合運用了觸摸屏、PLC、傳感器、氣動及變頻器等技術，可模擬企業生產線物料傳送與分揀典型工作任務過程。本文探討了在該設備上如何實現工件連續下料的物料識別及如何實現對工件不同組合分揀要求的程序設計，通過設計觸摸屏畫面，可在觸摸屏上設置不同的工件組合情況，通過設計PLC 程序，完成連續下料的傳送與分揀任務。

1 工件連續下料及分揀的控制要求

某產品可以由金屬、白色塑料和黑色塑料工件按一定要求在各配料槽配制而成，設備布局如圖1所示。

圖1 設備布局圖

系統處于初始狀態并且正常啟動后，人工將工件從進料口放到傳送帶右端，當進料口檢測到有料放下時，電動機以適當的頻率運行，當工件達到A 位置時可繼續下料。

（1）排列組合分揀。在配料槽1要求配制出一定順序排列組合的產品，該產品由4個工件組成，具體排列順序可由觸摸屏設置。假設設置數值為1代表金屬工件，數值為2代表白色工件，數值為3代表黑色工件，則若在觸摸屏上設置第一個工件為1，第二個工件為2，第三個工件為1，第四個工件為3，這樣就設定了一組“金白金黑”4個工件的排列順序（此排列也為初始默認情況）。

（2）數量組合分揀。在配料槽2要求配制出各工件按一定數量組合的產品，該產品也由4個工件組成，具體的數量組合情況同樣可由人機界面設置，每種工件的個數可以設為0～4個，但工件的總數要等于4個。例如，在觸摸屏上設置金屬工件的數量為2，白色工件數量為1，黑色工件數量為1，即可得金白黑的數量組合為2∶1∶1（此數量也為初始默認情況）。

（3）配重組合分揀。對于配料槽3，可在觸摸屏上設置產品“配重”組合，假定一個金屬工件重3kg，一個白色塑料工件重1kg，一個黑色工件重2kg，某產品的重量配制要求為8kg（此重量也為初始默認值），當然，該產品的重量也可以通過觸摸屏設定，要求可以在斜槽3 通過分揀配制出該重量的產品。

（4）若某工件同時滿足多個槽要求，1槽比2槽優先，2槽比3槽優先。對于都不滿足各槽要求的工件，被送到D 位置由機械手搬運到處理盤。

（5）當各槽完成了一個產品后，人工可取走該產品。各槽產品配料情況的變更必須等各槽完成當前組別配料的產品后才生效。

2 觸摸屏監控畫面設計

利用三菱GOT－1000觸摸屏軟件設計的監控界面如圖2所示，觸摸屏上各元件變量與PLC對應的地址如表1所示。

圖2 觸摸屏畫面設計

表1 HMI各元件變量與PLC對應的地址

3 程序設計

3.1 PLC輸入輸出分配表

PLC輸入輸出端子分配情況說明如表2所示。

表2 部分PLC輸入輸出分配表

3.2 程序結構圖

根據控制要求，系統主要運行流程是先進行工件識別，然后交由1槽處理，不符合1槽的再交由2槽處理，不符合2槽的再交由3槽處理，如再不符合3槽的即到位置D 交由機械手夾走處理，整個程序主要分為6個部分，程序結構如圖3所示。

圖3 程序結構圖

3.3 主要環節程序設計

（1）工件識別程序設計。三種工件的識別主要是利用入料口光電傳感器和電感傳感器實現，然后利用先入先出寫入指令SFWR 將放入的工件的類型進行登記，并寫入相應的數據存儲器區域中，建立1槽的數據隊列，具體程序如圖4所示。

圖4 工件識別程序

（2）1槽工件排列程序設計。工件排列程序實現的方法是當工件到達A 位置時，將前面建立的1槽數據隊列利用SFRD讀出指令將工件種類讀出來，與觸摸屏上設置的排列順序依次進行比較，程序中用D16進行排列次序計數，如果工件符合觸摸屏上設置的要求，即將工件推入1槽，不符合要求的，再次利用SFWR 寫入指令將不符合1槽要求的工件，登記寫入新的數據寄存器區域，建立2槽的數據隊列，以便到B 位置時，繼續讀出工件種類進行比較。具體程序如圖5所示。

圖5 1槽工件排列程序

（3）2槽工件數量組合程序設計。當工件到達光纖傳感器1的位置時，將前面不符合1槽所登記的數據區域中（即2槽數據隊列）工件材質，通過SFRD 讀出指令將工件材質讀出來與觸摸屏上2槽設置的各工件數量要求進行比較，如果工件符合觸摸屏上設置的數量要求則將工件推入2槽，不符合2槽要求的，同樣再次利用SFWR 寫入指令將該工件重新登記寫入新的數據寄存器區域（即3槽數據隊列），以便到光纖傳感器2位置時，繼續讀出工件材質進行比較。具體程序如圖6所示。

（4）3槽配重模式程序設計。3槽配重組合程序實現的方法是當工件到達光纖傳感器2的位置時，將前面所建立的3槽數據隊列，通過SFRD 讀出指令讀出來與觸摸屏上設置的配重組合條件進行相應計算和比較等處理，如果符合觸摸屏上設置的配重要求，即將工件推入3槽，不符合要求的放棄，讓它去到位置D 由機械手夾走處理。具體程序如圖7所示。

（5）初始化程序、公共程序（略）。

（6）機械手搬運程序（略）。

4 結語

以上程序經過在亞龍YL－235A 光機電一體化設備上調試，功能正確、運行可靠，連續下料的問題通過先入先出指令很好地得到了解決，提高了系統生產效率。利用觸摸屏實現對系統運行的實時監控，通過觸摸屏設置各槽產品的不同分揀要求，提高了系統生產的靈活性和柔性；通過綜合運用PLC 步進指令、先入先出指令、數據處理等功能指令，較好地解決了各種產品配料組合情況，避免了使用 基本指令編程難度大、程序長、程序可靠性差的缺點。

圖6 2槽工件數量組合程序

圖7 3槽配重模式程序

［1］楊少光.機電一體化設備的組裝與調試［M］.南寧：廣西教育出版社，2009.

［2］楊少光.機電一體化設備組裝與調試賽題集［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［3］馬冬寶，葉如燕，張賽昆.基于YL235A 多個工件排列組合程序設計與實現［J］.機電產品開發與創新，2011（4）.

［4］三菱電機自動化（上海）限公司.FX2N 系列微型可編程控制器使用手冊［Z］.2006.