基于Q系列PLC的大小球分揀設(shè)計

陳若辰 曹弋

為了實現(xiàn)物料分揀的流水線作業(yè)，以三菱Q系列PLC伺服為硬件設(shè)計了一種大小球自動分揀系統(tǒng)，通過伺服放大器控制三臺電機的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)抓取、移動等分揀的基礎(chǔ)功能。

三菱PLC;大小球分揀;伺服

引言

可編程邏輯控制器，即PLC，是一款專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。經(jīng)過近幾年的飛速發(fā)展，可編程邏輯控制技術(shù)在機械制造、冶金煉鐵等方面得到了廣泛的運用。

基于可編程邏輯控制技術(shù)，本文設(shè)計了一種運用于工業(yè)物料分揀的自動化控制系統(tǒng)，采用三菱Q系列兩軸伺服作為基本結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了不同物料分揀和歸類的自動化流程，具有操作簡便、界面友好、分揀效率高等優(yōu)點。

1、總體設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計主要分為PLC軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分。上位機程序燒寫入PLC以后，由CPU和QD75模塊控制三臺伺服放大器，其中兩臺連接兩軸伺服實現(xiàn)一定空間內(nèi)的二維移動，另一臺控制傳送帶以一定速度傳送物料至分揀區(qū)，兩軸伺服上的直流電機完成上升下降、抓取等動作，由此流程實現(xiàn)對生產(chǎn)和分揀環(huán)節(jié)的完整控制。

2、控制要求及硬件設(shè)計

2.1 控制要求

系統(tǒng)控制要求如下：

1）上電后，兩軸伺服自動進行原點回歸，停在原點，即左限位、上限位位置處等待物料。

2）啟動按鈕控制傳送軸的運動和兩軸伺服的運轉(zhuǎn)，停止按鈕控制伺服電機的停止和復(fù)位，按下后，系統(tǒng)需恢復(fù)至原點。

3）啟動后，傳送帶開始傳送，兩軸伺服上的直流電機動作順序為：電機下行→抓球→電機上行至上限→右行至右限→電機下行→放球→電機上行至上限→左行至原點。

2.2 系統(tǒng)電氣設(shè)計

通過伺服放大器MR-J4-10A分別控制伺服電動機的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)抓手定位的移動。通過上限位KM3和下限位KM4控制直流電機上升和下降的限制高度，從而實現(xiàn)機械抓手的上升和下降。

3、軟件程序設(shè)計

按照控制要求，系統(tǒng)在判斷抓住的球大小后應(yīng)有一個分支點產(chǎn)生，且為選擇性分支。若吸住的是大球，將把球運輸至左側(cè)采集箱內(nèi);若吸住的是小球，則把球放到右側(cè)采集箱內(nèi)。將兩采集箱的位置設(shè)為限位點，兩軸伺服抵達限位點后，系統(tǒng)程序分支匯合，再進行后續(xù)動作。

4、結(jié)束語

本文設(shè)計的大小球自動分揀系統(tǒng)利用了PLC可編程邏輯控制技術(shù)，實現(xiàn)了硬件和軟件的設(shè)計。通過硬件接線和軟件控制的相關(guān)配合，最終實現(xiàn)了流水線上大小球判別分揀的系統(tǒng)流程，具有具備智能化程度高、安全可靠、靈活方便等優(yōu)點。

參考文獻

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作者：陳若辰（1998.09-），女，江蘇南京人，單位：南京師范大學(xué)南瑞電氣與自動化工程學(xué)院，學(xué)歷：2017級本科生，研究方向：電氣自動化電力系統(tǒng)方向;

通訊作者：曹弋：南京師范大學(xué)副教授、碩導(dǎo)，南京航天航空大學(xué)計算機系工學(xué)碩士，研究方向：控制理論、計算機控制