Page 119 - 《橡塑技术与装备》2022年10期

工业自动化 谢国强 等·基于 PLC 的半钢智能分拣机器人控制系统的设计

M1-UG1-NNNN。分拣机构 Y 轴伺服驱动采用三菱
的 MR-J4-500B，伺服电机采用三菱的型号 HG-
SR502BJ ； Z 轴伺服驱动采用三菱的 MR-J4-350B，
伺服电机采用三菱的 HG-SR352J。
（4）其他元件的选型
工业交换机采用天津吉诺的型号为 GIE3008-
8T，安全继电器采用 OMRON 的型号为 G7SA-5A1B，
隔离变压器采用正泰的型号为 JBK5-1600VA 输入
AC380, 双 输出 AC220V1500VA 和 AC240V100VA。 图 4 硬件网络图
开关电源采用明伟的型号为 DRT-480-24。安
分拣触摸屏程序、龙门 PLC 控制程序和龙门触摸屏程
全门开关选用 OMRON 的型号为 D4NL-4AFA-
序。分拣 PLC 程序可分为定位控制程序、伺服控制程
B+D4DS-K1。
序、变频器控制程序、报警程序、主程序、自动流程
2.2 I/O 变量定义 控制程序、与 WMS 交互程序等 [7] 。触摸屏画面有主
本控制系统有分拣桁架控制开关量 24 个输入点，
控画面、伺服参数画面、信号监控画面、报警画面和
有 30 个输出点。龙门桁架控制开关量有 13 个输入点，
信号交互画面等。龙门 PLC 程序可分为初始化程序、
22 个输出点 [5] 。由于输入输出点比较多，表 1 所示，
主程序、治具控制程序、自动流程程序、伺服控制程
只显示部分点位。 [8]
序等 。
表 1 分拣主控 PLC 输入输出点 3.2 工艺自动化流程
X30 紧急停止 Y50 报警灯 - 红
X31 钥匙开关 Y51 报警灯 - 黄 如图 5 所示，分拣桁架与线体的交互信号都通过
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X32 1 治具张开到位 Y52 报警灯 - 绿 上位机交互。线体负责把轮胎输送到分拣桁架的取胎
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X33 2 治具张开到位 Y53 报警灯蜂鸣器
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X34 1 治具闭合到位 Y54 1 治具取胎完成 点并且完成抱中，然后线体 PLC 把轮胎到位和轮胎流
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X35 2 治具闭合到位 Y55 2 治具取胎完成 水号的信息发送到上位机。上位机再把轮胎的相关信
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X36 1 移载车到位 Y56 1 治具打开
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X37 2 移载车到位 Y57 2 治具打开 息作为一个任务发送给分拣桁架让桁架取胎，信息内
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X38 3 移载车到位 Y58 1 治具缩回
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X39 1 移载取胎位 Y59 2 治具缩回 容包括轮胎流水号和滑台的放胎位置。分拣桁架按照
X3A 2 移载取胎位 Y5A 变压器供电 上位机的任务信息从线体取胎，并按照不同规格的轮
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X3B 3 移载取胎位 Y5B 1 移载车启动
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X3C 备用 Y5C 2 移载车启动 胎在不同的滑台位置上码垛放胎，放胎完成后将任务
X3D 1 治具下行取胎位 Y5D 3 移载车启动 完成的信息反馈给上位机，再进行下一步任务。
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X3E 2 治具下行取胎位 Y5E 变频器故障复位
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X3F 1 手动分拣下行位 Y5F 备用 当上位机记录的滑台上已码垛的轮胎数量足够
时，上位机会呼叫龙门来滑台取胎，同时把轮胎相关
2.3 硬件网络组成
信息发送给龙门 PLC，信息内容包括轮胎子口大小、
分拣触摸屏人机界面 HMI 和 PLC 之间太网 TCP/
取胎的位置、地面码垛的位置。
IP 通讯，分拣 PLC 和 Y 轴、Z 轴伺服驱动采用最新一
龙门按照上位机的任务从正确的滑台处取胎，然
代的三菱运动控制专用的光纤通讯 SSCNET III ；分
后在地面码垛。当地面轮胎数量满足出库数量时，上
拣 PLC 和 3 台滑台移载小车变频器采用 CCLINK 通
位机给龙门下达任务，龙门从地面取胎放到线体托盘
讯。龙门 PLC 和 X 轴、Y 轴、Z 轴和 G 轴通讯均采用
上。龙门与线体有互锁信号，放胎完成后线体可以输
MODBUS TCP 通讯协议 ；龙门 PLC 和龙门人机界面
送。
也采用 MODBUS TCP ； WMS/WCS 和分拣 PLC、龙
门 PLC 通讯采用 TCP/IP 通讯 [6] 。如图 4 所示。
4 结束语
该控制系统采用 PLC 控制的桁架机器人，模仿人
3 控制系统软件设计
的动作，按照设定的工艺路径等参数进行物料的识别、
3.1 功能设计
抓取及搬运等动作。是目前工业自动化生产中常用的
本文的控制系统，可分为主控分拣 PLC 控制程序、
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2022 第 48 卷 ·65·