一、引言
光機電氣一體化控制實訓(xùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)由型材導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺；PLC模塊（FX2N-48MT晶體管輸出）；變頻器（FR-E740三相輸入功率0.75kW）模塊；電源模塊1個（三相電源總開關(guān)帶漏電和短路保護）；按鈕模塊（開關(guān)電源24V/6A 1只，急停按鈕1只）；觸摸屏；模擬生產(chǎn)設(shè)備實訓(xùn)模塊（包含上料機構(gòu)井式工件庫1件，物料推出機構(gòu)1件，光電傳感器2只，磁性開關(guān)2只，單桿氣缸1只，單控電磁閥1只，警示燈1只；皮帶輸送線（三相交流減速電機AC 380V，輸出轉(zhuǎn)速130r/min）；搬運機械手（單桿氣缸1只、雙桿氣缸1只、氣動手爪1只、電感傳感器1只、磁性開關(guān)5只、行程開關(guān)2只、步進電機1只、步進驅(qū)動器1只、單控電磁閥2只、雙控電磁閥1只）；分類倉儲物料有金屬（鋁）4個，尼龍黑、白色各4個）；接線端子排、各種傳感器、警示燈和氣動電磁閥等組成；可根據(jù)任務(wù)書中要求完成程序設(shè)計調(diào)試及相應(yīng)的動作要求。
二、摘錄任務(wù)書中難點部分要求
設(shè)備部件名稱和位置如圖1所示。

圖1 設(shè)備部件名稱和位置
1.動作流程
上料機構(gòu)推料氣缸將零件（金屬零件、黑色尼龍零件和白色尼龍零件隨機提供）推到存放料臺；機械手將零件從存放料臺搬運至物料傳送機構(gòu)并經(jīng)傳送帶入料口到輸送線上，只有當(dāng)傳送帶上的零件被送入料槽后，機械手才可以從入料口放入下一個零件。上料機構(gòu)料筒內(nèi)沒有零件時，黃色信號燈長亮，設(shè)備暫停，放入零件后自動啟動。
在輸送線上的零件由相應(yīng)位置的推料或?qū)Я涎b置，經(jīng)出料槽分送到零件組裝機構(gòu)進行組裝，相應(yīng)位置的推料或?qū)Я涎b置將零件送入料槽后回原位。
2.零件分送要求
在位置A對應(yīng)的出料槽分送到組裝機構(gòu)的零件必須滿足是由*個是金屬零件，第二個白色尼龍零件，第三個是金屬零件排列成的套件。在位置B對應(yīng)的出料槽分送到組裝機構(gòu)的零件必須滿足是由1個白色尼龍零件和2個黑色尼龍零件組合成的套件。同時滿足位置A對應(yīng)的出料槽和位置B對應(yīng)的出料槽要求的零件，應(yīng)優(yōu)先經(jīng)位置A對應(yīng)的出料槽分送到組裝機構(gòu)。
不滿足組合和排列關(guān)系的零件應(yīng)導(dǎo)入位置C對應(yīng)的出料槽。皮帶輸送線由位置A向位置C方向送零件時，三相交流異步電動機以35Hz的頻率帶動皮帶輸送機運行；皮帶輸送機由位置C向位置A方向送零件時，三相交流異步電動機以25Hz的頻率帶動皮帶輸送機運行。零件到達推出位置或被導(dǎo)入相應(yīng)的料槽后，皮帶輸送機停止運行。依據(jù)動作流程分配的PLC對應(yīng)I/O口見表1。
 

表1 控制電路I/O分配表
3.程序設(shè)計思路
根據(jù)PLC編程規(guī)則對本動作流程采取簡單的順序設(shè)計，分析動作要求轉(zhuǎn)化內(nèi)容為：上料機構(gòu)井式存料臺內(nèi)檢測開關(guān)檢測有料，且存放臺無料的情況下，送料氣缸推出；送料氣缸推出到
位檢測開關(guān)有信號停頓1s，送料氣缸縮回。存放臺物料到位后，機械手在原點信號到位，前臂升降氣缸縮回信號到位，臂伸縮氣缸縮回到位信號到位，機械手爪松開到位信號到位，臂伸縮氣缸伸出，前臂升降氣缸下降，待到位信號顯示正常，機械手進行抓取，抓取到位信號到位。前臂升降氣缸縮回，臂伸縮氣缸縮回；前臂、伸縮氣缸縮回到位信號到位。步進電機向右旋轉(zhuǎn)（步進電機旋轉(zhuǎn)角度依靠步進電機控制驅(qū)動器發(fā)出的脈沖數(shù)進行控制），步進電機旋轉(zhuǎn)到位信號到位，前臂、伸縮氣缸伸出、下降；檢測輸送皮帶入料口無料，機械手爪松開，前臂、伸縮氣缸縮回到位后，步進電機回歸原點，等待下次循環(huán)。
出料槽完成分選，首先要自動識別黑色尼龍、白色尼龍、金屬鋁塊3種物料，金屬鋁塊可用提供的金屬傳感器進行檢測，白色尼龍依靠光纖傳感器進行檢測，黑色尼龍只有靠排除法進行確認，即從皮帶入料槽檢測有料輸送帶開始運行到出料槽B的時間內(nèi)，檢測不是金屬物料又不是白色物料即為黑色尼龍。這樣就可以依據(jù)內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、計時器、通過電機的正反轉(zhuǎn)進行控制，具體思路同上，考慮防止撞機等安全因素，完成上述要求的程序設(shè)計，從整體程序內(nèi)摘錄部分程序（圖2）。

圖2 部分程序
三、結(jié)束語
根據(jù)實際動作要求，起初編寫的程序存在較多漏洞，經(jīng)過多次在實驗臺上進行測試，所設(shè)計程序*可實現(xiàn)任務(wù)書的要求并達到zui終實驗要求。在編程調(diào)試程序時，實驗臺中涉及到氣缸控制，在線調(diào)試方法的靈活運用，步進電機、光電傳感器、光纖傳感器、光纖放大器、三相異步電機、三菱變頻調(diào)速器、三菱PLC主機的應(yīng)用，代表了自動化設(shè)備的生產(chǎn)模式，可推廣至各個領(lǐng)域，特別是自動化生產(chǎn)線，在量產(chǎn)的今天不但可節(jié)省用工成本，而且可提高設(shè)備利用率，創(chuàng)造更*。