德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張琳吝

隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提高和信息時代的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)逐漸向信息化、自動化、智能化方向不斷發(fā)展。在這樣的背景下，PLC控制技術(shù)應(yīng)運而生，該技術(shù)憑借著自身安全性高、抗干擾性強、能耗低等特點，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，逐漸代替了人工作業(yè)方式，為進一步提高提高工業(yè)自動化生產(chǎn)水平發(fā)揮出重要作用。為此，在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用背景下，通過對現(xiàn)有機床進行優(yōu)化和改造，設(shè)計一條自動化生產(chǎn)線，以實現(xiàn)工件的自動化上料操作和下料操作。基于以上情況，本文首先在介紹工業(yè)自動化生產(chǎn)線概述的基礎(chǔ)上，從PMC輸入輸出分配、機器人I/O分配、PLCI/O分配三個方面入手，研究了控制系統(tǒng)輸入輸出分配；其次，從機床加工程序及PMC梯形圖的編寫、機器人程序的編寫、PLC程序的編寫三個方面入手，分析了控制系統(tǒng)程序的編寫；最后，探討了控制系統(tǒng)過程監(jiān)控。希望通過這次研究，為技術(shù)人員提供有效的借鑒和參考。

1 工業(yè)自動化生產(chǎn)線

1.1 工業(yè)自動化生產(chǎn)線的組成

工件在具體的生產(chǎn)和加工中，通常要用到四道不同的工序，因此，工業(yè)自動化生產(chǎn)線主要包含以下幾個部分，分別是數(shù)控車床、機器人、液壓工作站、空氣壓縮機、原料倉、輸送機構(gòu)、成品倉。機床和機器人各選一臺負責特定工序，工業(yè)機器人主要用于對工件的自動化搬運操作，確保原料倉上的工件能夠自動化轉(zhuǎn)移到數(shù)控機床中，當工件經(jīng)過各個工序加工和處理后，可以利用機器人將其搬運到成品庫中，各個工序在執(zhí)行的過程中，要保證機器人與輸送機構(gòu)之間能夠很好地銜接起來。

表1 PMC輸入輸出分配

表2 機器人I/O分配

表3 PLCI/O分配

1.2 工業(yè)自動化生產(chǎn)線主要元件功能

該生產(chǎn)線在具體的工作中，主要涉及到了四個不同的工序，本文以第一道工序為例，對該生產(chǎn)線的主要元件功能進行詳細介紹。該工序主要元件功能體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）廢料區(qū)主要用于對異常毛坯進的暫時性存儲；（2）旋轉(zhuǎn)送料機構(gòu)主要用于對毛坯的送料操作；（3）機器人控制器主要用于對機器人運行過程的控制和調(diào)整。

2 控制系統(tǒng)輸入輸出分配

2.1 PMC輸入輸出分配

數(shù)控機床在具體的改進中，需要利用PMC，并采用交換外部信號的方式，實現(xiàn)PMC與機床信號的有效交換。同時，還要做好對生產(chǎn)線內(nèi)部各個元件信號的合理分配。PMC輸入輸出分配如表1所示。

2.2 機器人I/O分配

機器人I/O分配如表2所示。

對于機器人而言，其輸入輸出在具體的分配中，需要用到兩種不同類型的電纜，分別是CNIN電纜和CNOUT電纜，同時，還將這兩種電纜與PLC控制系統(tǒng)進行有效連接。

2.3 PLCI/O分配

為了提高工業(yè)自動化生產(chǎn)線的最終設(shè)計水平，實現(xiàn)對現(xiàn)有機床的科學(xué)改造和優(yōu)化，技術(shù)人員要嚴格按照控制系統(tǒng)功能相關(guān)標準和要求，對相關(guān)功能進行優(yōu)化和擴展，以滿足PLC輸入輸出分配需求。PLCI/O分配如表3所示。

3 控制系統(tǒng)程序的編寫

3.1 機床加工程序及PMC梯形圖的編寫

為了實現(xiàn)工件自動化加工和生產(chǎn)，提高機床智能化控制水平，技術(shù)人員要重視對機床加工程序的編寫，同時，還要在現(xiàn)有PMC梯形圖的前提下，增添新的功能，確保防護門、尾座等相關(guān)動作的規(guī)范性和標準性。防護門開啟梯形圖如圖1所示。

圖1 防護門開啟梯形圖

3.2 機器人程序的編寫

為了確保機器人運行的正常性和穩(wěn)定性，技術(shù)人員還要重視對機器人程序的編寫，對于機器人而言，其程序主要用于對工件自動化上下料操作相關(guān)功能的實現(xiàn)，通過編寫多個子程序，然后，采用調(diào)用主程序的方式，實現(xiàn)對所有程序的編譯和運行。機器人相關(guān)主程序代碼如下。

3.3 PLC程序的編寫

通過編寫PLC程序，可以采用自動化控制方式對機床和機器人之間的交互信號進行全面控制，同時，還能對工業(yè)自動化生產(chǎn)線上的電動機、按鈕和指示燈等元件進行科學(xué)控制和調(diào)整，確?？刂葡到y(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定、可靠、安全地運行。

4 控制系統(tǒng)過程監(jiān)控

控制系統(tǒng)功能完善，實用性強，不僅操作簡單、易維護，運行性能良好，為用戶帶來良好的使用體驗。為了更好地驗證控制系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，技術(shù)人員還要充分利用相關(guān)組態(tài)軟件，對工業(yè)自動化生產(chǎn)線整個工作過程進行實時監(jiān)控，確保該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能、報警功能、動畫顯示功能等各個功能能夠正常運行，只有這樣，才能進一步提高控制系統(tǒng)的運行性能，為有效地普及和推廣控制系統(tǒng)，提高工業(yè)自動化生產(chǎn)水平產(chǎn)生積極的影響。

結(jié)束語：綜上所述，在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用背景下，通過設(shè)計一條工業(yè)自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了對現(xiàn)有機床的改造和優(yōu)化，同時，利用控制卡盤，在借助機器人相關(guān)功能的基礎(chǔ)上，確保工件能夠自動進行上料操作和下料操作，以提高機床的自動化控制水平。此外，通過采用編寫機器人程序的方式，將PLC控制技術(shù)充分應(yīng)用于機床的改造中，為實現(xiàn)機床與機器人之間的有效互動和交流打下堅實的基礎(chǔ)。經(jīng)過試驗后，發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的工業(yè)自動化生產(chǎn)線具有很強的可行性，能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動化上下料，降低了作業(yè)人員的體力勞動強度，為促進軸類加工生產(chǎn)向自動化、信息化和現(xiàn)代化方向不斷發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。