戶佩佩　趙媛媛

摘 要：提出了將PLC控制步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用到立體倉庫單元X軸、Y軸兩個運動方向的控制，由于步進(jìn)電機(jī)控制精度高，可實現(xiàn)精確定位，使立體倉庫單元能夠精確地將工件搬運到指定的倉位中，其工作效率和質(zhì)量得到了提高，并滿足了現(xiàn)代化工藝發(fā)展的要求。構(gòu)建了PLC、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，將PLC控制步進(jìn)電機(jī)實際應(yīng)用到了立體倉庫單元控制中。

關(guān)鍵詞：步進(jìn)電機(jī);立體倉庫;PLC;運動包絡(luò)

中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.010

0 引言

立體倉庫是作為存儲單元，通常用于自動化生產(chǎn)線最后一個單元，實現(xiàn)對加工裝配過的工件進(jìn)行存儲。立體倉庫模塊是一個“4×4”共16個小倉庫組成的金屬艙體，其功能是存儲加工裝配過的工件[1＼]。需要X軸向和Y軸向的運動，將上一個單元送來的工件送至具體倉庫，這里采用兩套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠模塊組成。工件推料模塊負(fù)責(zé)將工件推進(jìn)指定存儲庫內(nèi)。觸摸屏MCGS實現(xiàn)人機(jī)對話，可在觸摸屏輸入倉位號，設(shè)置啟動和復(fù)位按鈕。步進(jìn)電機(jī)具有精確定位的功能，只要測出立體倉庫中每個艙體的坐標(biāo)，即可將工件送到指定的艙體內(nèi)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

步進(jìn)電機(jī)是利用電磁原理將脈沖信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)角位移的控制電動機(jī)，每輸入一個脈沖，電動機(jī)就轉(zhuǎn)動一個角度或前進(jìn)一步，其輸出的角位移或線位移與輸入脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比，可以通過控制輸入脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的[2＼]。步進(jìn)電動機(jī)不能直接接到電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動電源（步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器）控制[3＼]。本系統(tǒng)選用KD-2MD530型號的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和42BYG兩相混合式步進(jìn)電動機(jī)實現(xiàn)對立體倉庫單元X軸向和Y軸向運動的控制。

本系統(tǒng)選用西門子S7-200PLC CPU226DC/DC/DC做為控制器，高速脈沖輸出功能在該系列的PLC的Q0.0和Q0.1輸出端可以產(chǎn)生高速脈沖，用來驅(qū)動兩臺步進(jìn)電機(jī)，實現(xiàn)速度和位置的控制[4＼]。用傳感器檢測X軸和Y軸兩個方向的原點以及用于極限位置保護(hù)，兩個磁性開關(guān)檢測推料氣缸的前后極限位置，PLC控制兩臺步進(jìn)電機(jī)的運行，其I/O端口分配如下表所示。

立體倉庫是由“4×4”共16個小倉庫組成的，倉庫共有4行4列，要將工件搬運到倉庫，只要X軸向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠帶動氣缸移動到X軸向4個點（4列對應(yīng)的4個中心點位置），Y軸向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠帶動氣缸移動到Y(jié)軸向4個點（4行對應(yīng)的4個中心點位置）即可。在編程軟件STEP7-Micro/WIN中建立位控組態(tài)，輸出點Q0.0建立4個運動包絡(luò)，4個運動包絡(luò)的符號名分是Profile0_1、Profile0_2、Profile0_3、Profile0_4，4個包絡(luò)目標(biāo)速度相同，結(jié)束位置分別為X軸向的4個點，需要移動到第幾列，只需要使用其對應(yīng)包絡(luò)符號的位控指令編程即可。同理輸出點Q0.1建立4個運動包絡(luò)，符號名分是Profile1_1、Profile1_2、Profile1_3、Profile1_4，實現(xiàn)對Y軸方向4個點的定位。比如在觸摸屏上輸入倉位號2，2號倉位位于第1行第2列，接收到命令兩臺步進(jìn)電機(jī)同時運行，控制兩臺步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動氣缸移至第1行第2列的程序如下圖所示。

網(wǎng)絡(luò)1控制X軸向步進(jìn)電機(jī)運行線位移至第2列位置，網(wǎng)絡(luò)2控制Y軸向步進(jìn)電機(jī)運行線位移至第1行位置，待推料氣缸移動到指定的倉位系統(tǒng)停止，氣缸推桿伸出將工件推到指定的倉位中，延時2 s后氣缸桿縮回，縮回到位系統(tǒng)自動回到原點位置，等待下一次操作。

2 結(jié)論

基于PLC編程控制步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)立體倉庫單元X軸向和Y軸向的運動，由于步進(jìn)電機(jī)可以實現(xiàn)精確定位、運行穩(wěn)定等特點，所以可以將工件精確地搬運到指定的倉位，整個控制系統(tǒng)接線和程序簡單，控制精度高，運行可靠穩(wěn)定，滿足了現(xiàn)代化工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)要求，可運用于現(xiàn)代工業(yè)自動生產(chǎn)線裝置或教學(xué)實訓(xùn)裝置。

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