基于PLC的玻璃磨邊自動化上料系統

盧子飛，張 莉，陸 英

（1.東莞市中云浩思自動化科技有限公司，廣東 東莞 523808；2.廣東華恒智能科技有限公司，廣東 東莞 523000）

基于PLC的玻璃磨邊自動化上料系統

盧子飛1，張 莉2，陸 英1

（1.東莞市中云浩思自動化科技有限公司，廣東 東莞 523808；2.廣東華恒智能科技有限公司，廣東 東莞 523000）

本研究以三菱PLC為基礎，采用特殊吸盤裝置吸附玻璃基板，以龍門小車的方式傳輸玻璃基板，同時采集CNC玻璃磨邊機狀態信息，配合數控機床工作節拍，實現集取料、上料、加工固定、出倉為一體的全自動玻璃磨邊上料系統，解決了上料不及時、玻璃破碎、浪費人工等問題，提高整體產線的生產效率，降低了生產成本。

玻璃基板；控制系統；PLC

隨著自動控制技術的進步和發展，近幾年機器換人口號的提出和人工成本的不斷增加，自動化控制系統在工業生產制造領域的應用越來越廣泛。文章針對傳統數控玻璃磨邊生產線上料過程人工操作存在的生產效率低、設備利用率低、管理分散和上料過程不及時等問題，設計一種能夠實現玻璃磨邊自動上料的系統，解決以上問題。

傳統玻璃磨邊數控機床（computer numerical control，CNC）正常工作時，需要2～4人上料，由于玻璃本身具有光滑、易碎的特性，導致上料不及時、玻璃破碎等現象時有發生，影響產線整體生產效率。文章以PLC為基礎，采用特殊吸盤裝置吸附玻璃基板，用龍門小車傳輸玻璃基板，同時采集CNC玻璃磨邊機狀態信息，配合CNC工作節拍，實現集取料、上料、加工固定、出倉為一體的全自動玻璃磨邊上料系統，提高整體產線的生產效率，降低生產成本。

1 系統的軟硬件構架

（1）系統需求分析及設計。廠家要求加工玻璃的長×寬為300mm×220mm～2100mm×1560mm；厚度為1.8～8mm。

圖1 玻璃磨邊全自動上料系統工藝流程圖

CNC為雙軸工作，其中雙軸之間中心距為1200mm。當玻璃的寬度小于1200mm時雙軸可同時加工；當玻璃寬度大于1200mm時，CNC單軸工作；雙軸工作速度為9H/min；當產品傳送至CNC加工位時，整體機構下降60mm。系統工藝流程如圖1所示。

根據廠家需求，文章設計的玻璃磨邊自動化上料系統由控制面板、自動上料部分、定位調整待命部分、加工傳輸部分和完成輸送部分組成。其整體系統組成示意圖如圖2所示。

圖2 玻璃磨邊全自動上料系統組成示意圖

上料部分由玻璃吸附裝置、真空泵、運料小車和物料擺放臺組成。其中玻璃吸附裝置配備玻璃位置檢測傳感器，當接收到傳感器命令時，真空泵加壓吸附玻璃。吸附裝置的水平與垂直由真空泵控制，在固定的位置接收命令調整。其上料小車結構與上料流程如圖3、圖4所示。

圖3 上料機械結構示意圖

圖4 上料流程圖

玻璃吸附裝置八個吸附端位置可調（人工），可根據玻璃的大小（是否大于1.2m），調整同時吸附玻璃的數量。其中，加工輸送系統配備自動升降以及二次定位裝置，當接收到CNC加工信號時，平臺將玻璃移動至指定位置，矯正定位誤差，同時按要求下降60mm，當接收到加工完成信號時，輸送平臺上升。

（2）控制系統設計。玻璃自動上料控制系統硬件結構及組成如圖5所示。

圖5 玻璃上料控制系統硬件結構示意圖

圖6 PLC控制器接線示意圖

整個玻璃上料控制系統按個體可分為電動馬達、真空泵、旋轉氣缸、伺服電機、信號采集驅動系統和轉角輸送系統。控制系統的整體設計遵循安全、高效的原則。各個功能模塊即可按照工藝流程自動執行，也可選擇點動執行單獨的功能。同時，系統增加停電、工作狀態、缺料、故障等報警功能，保證系統的安全性。其中突然停電時，增加電路保護裝置，保證玻璃不在傳輸中停止（即當停電時，玻璃運輸小車上還有玻璃時，一定執行到放置完玻璃再停止）。其PLC及電機接線如圖6所示。

（3）系統人機交互設計。玻璃上料控制系統的人機界面由兩大界面組成：自動控制界面和點動操作界面。自動噴涂界面除顯示當前系統正在執行的狀態及功能外，配置玻璃規格輸入方格，供人工輸入，并顯示系統按照已經設計好的流程作業時的電機、電流、加工時間、數量等廠家需求參數；點動界面提供人工操作按鈕，每個按鈕對應單一的功能執行。如：上料指控制玻璃吸附裝置、輸送小車、真空泵等執行一個完整的上料流程。同時配置參數輸入界面，供工作人員輸入參數。控制系統人機交互界面如圖7所示。

圖7 程序界面示意圖

2 結語

文章以三菱PLC為基礎，采用特殊吸盤裝置吸附玻璃基板，以龍門小車的方式傳輸玻璃基板，同時采集CNC玻璃磨邊機狀態信息，配合數控機床工作節拍，實現集取料、上料、加工固定、出倉為一體的全自動玻璃磨邊上料系統，完美解決了傳統玻璃磨邊數控機床正常工作時人工費用高、玻璃易碎、上料不及時等問題，能提高整體產線的生產效率，降低生產成本，具有一定的實用價值，同時可廣泛推廣于類似行業應用。

［1］張郭，閏俊嶺,謝祥.基于PLC的飼養場自動上料系統設計［J］.伺服控制，2013，（3）.

［2］舒愛軍.熱處理生產線自動上料系統的設計與實現［D］.南京：東南大學，2015.

［3］羅仕佳.西門子PLC在高爐上料自動控制系統中的應用［J］.中國高新技術企業，2016，（4）.

Autom atic Feeding System of G lass Edging Based on PLC

LU Zi-fei1，ZHANG Li2，LU Ying1
（1.Guangdong Zhongyun Haosi Automation Technology Co.，Ltd.，Dongguan，Guangdong 523808，China；2.Guangdong Huaheng Intelligent Technology Co.，Ltd.，Dongguan，Guangdong 523000，China）

Based on Mitsubishi PLC，this paper adopts the special sucker device to absorb the glass substrate，and transmits the glass substrate in the way of the gantry car.At the same time，it collects the state information of the CNC glass edging machine，cooperates with the NC machine tool，realizing automatic glass grinding system integrating taking material，feeding，processing fixed，out of the warehouse，which solves the problems that the feeding is not timely，glass is broken and lbor is waste，improves the overall production line production efficiency and reduces production costs.

glass substrate；control system；PLC

TP273

A

2095-980X（2017）06-0067-02

2016-05-25

盧子飛（1972-），男，大學本科，主要研究方向：機電工程。