基于倍福CX 控制器的板材自動上下料系統設計

桑偉峰

（江蘇金方圓數控機床有限公司，江蘇 揚州225127）

在日益增加的人工成本壓力下，自動化流水線加工設備越來越受到廠家歡迎。以倍福為代表的軟PLC 控制器在生產線領域有很大優勢，可以大幅度降低開發周期，加之與各種外部設備的優異兼容性，且滿足工業自動化要求，因此受到機床廠家重視。下面以倍福CX 控制器開發出了一套板材自動上下料系統，并在實踐中得到了成功應用。

1 板材自動上下料結構

如圖1 所示為生產線主要部件示意圖。板材自動上下料主要包括入庫小車、出庫小車、上料機械手、下料機械手、輸送帶組成。入庫小車用于為單列立體倉庫添加板材，出庫小車用于從單列立體倉庫取出板材，上料機械手用于將板材放置到待加工設備上（切割機A/切割機B），下料機械手用于將加工完畢的板材放置到輸送帶上，然后由輸送帶輸送到指定的位置。

2 運動控制系統搭建

圖1 生產線主要部件

如圖2 所示控制系統資源列表。利用倍福CX 控制器，將上料機械手的兩個伺服電機vaxis/haxis、下料機械手的兩個伺服電機xaxis/zaxis 配置進NC-Configuration，實現PTP 點對點的控制；將上料小車的普通電機、下料小車的普通電機、傳送帶的普通電機配置進PLC-Configuration，結合接近PLC 的對應的接近感應開關，根據編譯的PLC 的邏輯，判斷上下料小車和傳送帶的啟動、停止。

3 PLC 程序

如圖3 所示PLC 程序。倍福TwinCAT 系統自帶的PLC 支持ST 語言，可以快速的編譯想要的功能。PLC 編譯的時用模塊化思維，將相同的功能的運動、功能部件放在一起，可以有效的減少工作量，使程序簡潔明了。本案列將四個伺服軸由于相似的運動控制功能放入AxisControl；上料機械手的特殊功能，如吸取板材、扳角、吹氣、分層等單獨提取出來，并放入Feeder；各機械部件的所需潤滑的部分程序放入Lubrication；上下料小車放入MaterialFrame；報警的相關信息放入Alarms，然后利用Main 主函數根據條件自動調用它們，實現整體協助運行。

圖2 控制系統資源列表

圖3 PLC 程序

4 HMI 上料控制界面

如圖4 所示HMI 人機界面示意圖。倍福CX 控制器自帶各種控件，用來做Visualization 可視化圖形編譯功能，我們用來開發HMI 人機界面。可以將所需要的功能部件以用戶方便操作的方式組成各種軟按鈕，用以操作上下料機械手動作，同時實時反饋上下料機械手四個伺服軸的實時的位置信息，各個功能塊的狀態信息也在狀態燈中用顏色顯示、區分出來，紅色異常、綠色正常。

5 上下料機械手的報警監控

如圖5 所示報警監控示意圖。將各個部件所需的日常維護點，以及常見的報警信息用狀態指示燈的方式顯示出來，綠色正常、紅色異常，簡單明了。

6 結語

筆者基于倍福CX 控制器，通過工業現場總線EtherCAT，用PLC、HMI 人機界面以及報警監控系統將上料小車、下料小車、上料機械手、下料機械手、傳送帶形成一個有機的整體，成為板材上下料系統，實現將單機人工干預的板材加工設備升級為全自動板材加工系統，節省大量人力資源，提高板材加工生產效率。

圖5 報警監控