光機電一體化設備中工件材質判別的程序設計

顧宇峰

（蘇州工業園區工業技術學校 機電技術系，江蘇 蘇州 215123）

0 引言

YL－235A光機電一體化設備是全國職業院校中職組機電一體化設備組裝與調試比賽指定使用設備，也是江蘇省機電一體化技術專業和機電技術應用專業技能抽測指定設備，掌握該設備的安裝與程序設計是當今職業類院校學生必備的一項核心技能。

工件材質判別是此設備程序設計的關鍵。針對設備提供的工件材質的特點和傳感器的特性，本文給出了3種程序設計方法來處理判別工件材質問題。

1 機電一體化設備中的傳送帶機構

1.1 傳送帶硬件結構

機電一體化設備中的傳送帶硬件結構示意圖如圖1所示［1］。

圖1 傳送帶硬件結構示意圖

1.2 傳感器的調節

在傳送帶工作時，需要正確判斷金屬、白色、黑色工件［2］。為便于程序設計，將光纖1放大器進行調節，確保光纖1傳感器只能檢測到金屬和白色工件；將光纖2放大器進行調節，確保光纖2傳感器能夠檢測到金屬、白色、黑色3種工件。

1.3 I/O分配

根據程序設計需要，使用FX2N－48MR型PLC進行控制。PLC部分輸入、輸出地址見表1。

2 程序設計

在YL－235A光機電一體化設備中工件材質判別是非常關鍵的，現有3種典型程序設計方法，以供編程愛好者借鑒。

表1 PLC部分輸入、輸出地址

2.1 程序設計方法1

方法1程序流程圖如圖2所示，條件判斷梯形圖如圖3所示。

圖2 方法1程序流程圖

圖3 方法1條件判斷梯形圖

如圖2和圖3所示，當系統上電后，M8002上電脈沖得電，系統進入狀態S0，如果落料口放入工件，則落料口傳感器X10得電，進入材質判別狀態S1，傳送帶正轉并以25Hz速度運行，如果工件被X11傳感器檢測到，則工件必是金屬，令M11＝1。如果被X12傳感器檢測到，且工件是白色，則 M11＝0，令M12＝1。當X13傳感器得電后，如果M11＝1，工件為金屬，如果M12＝1，工件為白色，如果 M11＝M12＝0，工件為黑色。當X13傳感器得電后材質判別結束進入下一狀態S2。

2.2 程序設計方法2

方法2程序流程圖如圖4所示，條件判斷梯形圖如圖5所示。

圖4 方法2程序流程圖

圖5 方法2條件判斷梯形圖

如圖4和圖5所示，當系統上電后，M8002上電脈沖得電，系統進入狀態S0。如果落料口放入工件，則落料口傳感器X10得電，進入材質判別狀態S1。傳送帶正轉，并以25Hz速度運行，如果被X11傳感器檢測到，D100加1；如果被X12傳感器檢測到，D100加1。當X13傳感器得電后，D100加1。當X13傳感器得電后如果D100＝3，工件為金屬；如果D100＝2，工件為白色；如果D100＝1，工件為黑色。當X13傳感器得電后材質判別結束進入下一狀態S2。

2.3 程序設計方法3

方法3程序流程圖如圖6所示，條件判斷梯形圖如圖7所示。

如圖6和圖7所示，當系統上電后，M8002上電脈沖得電，系統進入狀態S0。如果落料口放入工件，則落料口傳感器X10得電，進入工件材質判別狀態S1。傳送帶正轉并以25Hz速度運行，假設工件從落料口到第1個傳感器位置的時間為3s，如果在0.8s時刻，工件還能被落料口傳感器X10檢測到，則令M12＝1；3s內如果工件能被X11檢測到，則令M11＝1，M12＝0。當3s時間到后，如果是M11＝1，工件為金屬；如果是M12＝1，工件為白色；如果是M11＝M12＝0，工件為黑色。當3s時間到后，材質判別結束進入下一狀態S2。

圖6 方法3程序流程圖

圖7 方法3條件判斷梯形圖

3 結束語

以上3種程序設計方法都非常通俗易懂。方法1使用M標志位作為區分工件材質的依據；方法2使用D中的數據作為區分工件材質的依據；方法3使用時間T和1個傳感器去確定M標志位，以此來確定工件材質。方法1和方法2都需要使用X10、X11、X12、X13這4個傳感器，而方法3則使用X10和X11這2個傳感器即可。從穩定性來看，方法1和方法2穩定；從經濟性來看使用方法3合適，而且實際判料檢測的時間也最短。針對一個具體問題，采用不同的處理方法去解決是工程技術人員必備的一項技能，也是全國職業院校學生需要去學習的。

［1］楊少光.機電一體化設備的組裝與調試［M］.南寧：廣西教育出版社，2012.

［2］楊少光.機電一體化設備組裝與調試賽題集［M］.北京：機械工業出版社，2012.