陸家琛 王偉* 沈陽工學院機械與運載學院

PLC是可編程控制器的英文縮寫。它是一種智能化的工業(yè)控制裝置。本文使用PLC對物料的智能分揀系統(tǒng)做一研究

本研究綜合分析各類自動分揀系統(tǒng)運行情況，將自動分揀系統(tǒng)的功能概括為上料、皮帶輸送、機械手搬運、分類倉儲以及啟動、停止、復位和警示五大內(nèi)容。自動分揀系統(tǒng)包含上述所有或者部分內(nèi)容。

1 上料功能

通常，待分揀的工件都會被集中放在工件庫中。自動分揀系統(tǒng)檢測到有工件需要被分揀時，將工件推至皮帶輸送線，稱為上料。

2 皮帶輸送功能

當工件被推出后，皮帶開始輸送工件。工件經(jīng)過各類傳感器，傳感器把檢測到的工件屬性信號( 如顏色、材質(zhì)等，具體需根據(jù)系統(tǒng)功能的要求配置) 傳給控制系統(tǒng)，為分類倉儲做準備。

3 機械手搬運功能

部分自動分揀系統(tǒng)涉及的空間位移復雜，單靠皮帶傳輸不能一次性傳送到指定位置。因此，本研究需要機械手協(xié)助搬運工件，把工件送皮帶直接轉(zhuǎn)移到下一個皮帶或者運料小車等分揀搬運工具。

4 分類倉儲功能

工件根據(jù)1.2節(jié)工件屬性信號，通過分揀搬運工具把工件運送到指定的倉位置，實現(xiàn)分類倉儲。目前，常用的有擋板式、浮出式、傾斜式、滑塊式和推盤式等分類方式本研究根據(jù)工程應用中工件的大小、易碎性、表面粗糙程度進行選擇。

5 啟動、停止、復位、警示功能

系統(tǒng)上電后，需要進行復位，即點動“復位”按鈕，清空料臺、皮帶上的工件( 由上一次系統(tǒng)突然停止運行造成的) 。系統(tǒng)需要設置警示燈顯示工作狀態(tài)，以提醒工作人員。

6 主程序框

圖 1 主程序框圖

為了清晰表示各機構(gòu)的邏輯控制和先后運行順序，本研究繪制的程序框圖如圖1所示。本研究以主程序框圖為主線，編寫模塊功能，進行模塊銜接、綜合調(diào)試。

自動分揀系統(tǒng)接收到復位信號或者啟動信號，開始運行，標記為“運行”狀態(tài)。根據(jù)分揀系統(tǒng)的模型以及主程序框圖，下面分析產(chǎn)生輸出信號的運行狀態(tài)要求。

上料氣缸電磁閥上料要求： 啟動后，在已完成上一個工件分揀的基礎(chǔ)上，上料光電傳感器有輸入信號，延時 2 s 后，上料。

上料到位后，下降到位后解鎖。

警示燈綠亮： 有啟動信號；

警示燈紅亮： 沒有啟動信號；

警示燈黃亮： 10s內(nèi)上料光電傳感器沒有接收到輸入信號。

分揀電磁閥動作要求： 運料小車達到指定的倉儲口。

機械手旋轉(zhuǎn)要求： 手爪夾緊工件并上升到位，旋轉(zhuǎn)電磁閥動作并自鎖； 手爪旋轉(zhuǎn)到運料小車上方并下降到位時，解鎖。

下降要求： 工件到達皮帶終點，升降電磁閥動作，直到夾緊工件； 或手爪旋轉(zhuǎn)到位并完成 2 s 延時，升降電磁閥再次動作，直到手爪松開工件。

抓緊要求： 手爪初次下降到位，氣爪電磁閥動作并自鎖； 手爪旋轉(zhuǎn)到位。

7 結(jié)論

本研究在天煌 THJDQG-1 光機電一體模型機上進行了試驗，結(jié)果顯示可以實現(xiàn)上料分揀全過程的自動化。研究結(jié)果表明，通過 PLC 控制，可以很好地實現(xiàn)分揀系統(tǒng)的位移控制、時間控制，提高工作精確度。再配合變頻器控制單相異步電動機，使系統(tǒng)具有省電節(jié)能、舒適、壽命長、安全可靠、靜音等優(yōu)點 。在實際應用中，可采用其他傳感器( 例如電子標簽掃描器等) 代替模型中的傳感器來實現(xiàn)具體的分揀要求； 通過改變模型機中的傳送帶以及步進電機的運動軌跡、倉儲設備的結(jié)構(gòu)來滿足具體應用中的經(jīng)濟性、便捷性要求。此外，研究者還可以使用旋轉(zhuǎn)編碼器精確控制工件在傳送帶上的位移。

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