PLC在光機電一體化實訓平臺物料輸送結構中的應用

寇繼磊　毋麗麗

摘要：光機電一體化作為高新技術之一，是現代制造業的基礎和核心，發展以光機電一體化越來越受到高度重視。光機電一體化實訓平臺主要包括物料推出裝置、物料分揀及輸送等工序，很好的將機電一體化技術、微電子技術、傳感與檢測技術、信息與接口等多種技術有機地結合。本篇論文主要介紹了物料輸送結構的組成，以及PLC對物料輸送結構的控制。

關鍵詞：PLC 光機電一體化 物料輸送結構

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0009-01

光機電一體化實訓平臺是根據自動化工業生產現場而設計的集存儲、加工、裝配與輸送等結構為一體的實訓教學模塊，該實訓平臺模擬真實的工業現場，采用西門子PLC控制，通過設定變頻器與伺服驅動器動作參數，進行自動化操作，最終實現了工業現場的仿真教學。學生通過實訓，能夠了解工業現場的自動化控制，同時，在無法到達工業現場或大大降低實訓成本的情況下，鍛煉學生的動手能力、編程思想以及控制理念。

1 物料輸送結構的組成

物料抓取輸送結構主要由抓取機械手裝置、輸送單元、機械手升降裝置、PLC控制模塊和接線端口以及按鈕指示燈等部件組成。其中輸送單元結構如圖1所示、抓取機械手裝置如圖2所示。其功能為：驅動機械手裝置準確定位到相關單元的物料臺上，在其對應的物料臺上抓取工件，最后把工件輸送到指定地方后放下。

2 物料輸送結構的PLC控制

2.1 物料輸送結構控制要求

物料輸送結構單站運行的目標是測試設備輸送工件的功能。要求另外幾個工作單元先正常工作。而且在物料推出裝置的物料臺上放好了工件。具體控制要求如下：

抓取機械手從物料推出裝置物料臺抓取工件。抓取動作完成后，步進電機驅動抓取機械手向物料加工單元移動，移動速度大于等于3m/s；機械手移動到物料加工站料臺的正前方后，把工件放到加工站物料臺上。動作完成1秒后，抓取機械手裝置執行抓取工件的操作。抓取的順序與物料推出站抓取工件的順序相同。抓取動作完成后，步進電機驅動機械手裝置移動到物料裝配單元料臺的正前方。然后把工件放到物料裝配單元的物料臺上。放下工件動作完成 1 秒后，抓取機械手裝置執行抓取物料裝配站工件的操作。執行完動作1秒之后，再把工件移動到物料分揀單元。

2.2 PLC的輸入輸出點分配及系統接線

物料輸送單元所需的輸入和輸出點較多。其中，輸入信號主要包含按鈕與指示燈模塊中的開關與按鈕等主令信號，檢測氣缸和物料的傳感器信號等：輸出信號包含輸出到機械手裝置中各電磁閥的控制信號和輸出到伺服電機驅動器的脈沖和方向信號。基于需要輸出驅動伺服和步進電機的高速脈沖，實訓平臺上的PLC采用晶體管輸出型。因此選用西門子S7-200CPU226型PLC，共24點輸入，16點輸出。

2.3 物料輸送結構PLC控制流程圖

物料輸送控制是按照一定動作流程實現的，因此在程序編寫中采用順序控制法來完成，其步進控制流程圖如圖3所示：

3 結語

光機電一體化實訓平臺物料輸送結構采用的是模塊化設計，無論是機械結構還是控制系統都具有良好的擴展性、高度的柔性和靈活性。該實訓裝置已成功地使用于本課程的實訓教學中，具有一定的推廣應用價值。

參考文獻

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