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2 0 1 5年第 4期 工业仪表与 自动化装置 5 1 基 于 P LC 的 桑性 制造 系统 供 料 站设 计 张顺星 ， 师亚娟 陕西工业职业技 术学院， 陕西 咸阳 7 1 2 0 0 0 摘要 供料站是 柔性制造 系统 中的起始工作站 ， 起 着向整个 系统 中各工作站提供 原料的作用。 该文提 出以西门子 S 7 2 0 0 P L C作为控制器， 以 S MC气动元件作为执行机构的柔性制造 系统供料 站设计方案 ， 详细论述 了供料站的硬件 系统构成、 气动控制 回路、 程序设计流程及 实现方法。 关键词 柔性制造 系统 ； 供料站 ； 可编程序控制器 ； 气动控制 中图分类号 T P 2 7 3 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 o 1 5 0 4 0 0 5 1 0 3 De s i g n o f f e e d i ng s t at i o n o f t he fle x i b l e ma n uf a c t u r e s y s t e m ba s e d o n PLC Z HA N G S h u n x i n g ， S H I Y u a n S h a a n x i P o l y t e c h n ic I n s t i t u t e ，S h a a n x i X i a n y a n g 7 1 2 0 0 0， C h i n a Ab s t r a c t F e e d i n g s t a t i o n i s t h e s t a r t i n g s t a t i o n i n fl e x i b l e ma n u f a c t u r e s y s t e m，w h i c h p l a y e d t h e r o l e o f s u p p l y i n g o t h e r wo r k s t a t i o n s i n t h e wh o l e s y s t e m wi t h r a w ma t e r i a 1 ．I n t h i s p a p e r ，p r o v i d i n g t h e de s i g n o f f e e d i n g s t a t i o n o f fle x i b l e ma n u f a c t u r e s y s t e m wi t h t h e S i e me n s S 7 2 0 0 PL C a s t he c o n t r o l l e r a n d S MC p n e u ma t i c c o mp o n e n t s a s t h e e x e c u t i v e me c h a n i s m．T h e f e e d i n g s t a t i o n w a s d e s c r i b e d i n d e t a i l t h e h a r d wa r e s y s t e m s t r uc t u r e，pn e u ma t i c c o nt r o l l o o p，t h e p r o g r a m d e s i g n p r o c e s s a n d i mpl e me n t a t i o n me t h一 0 d． Ke y wor ds fle x i b l e ma n u f a c t ur e s y s t e m ；f e e d i n g s t a t i o n；PL C ；p n e uma t i c c o n t r o l 0 引言 柔性制造系统 F M S 是一个由计算机集成管理 和控制的制造小批量、 多 品种零部件的 自动化制造 系统 ， 一般 由数字加工设备 、 物料储运和信息控制 3 个子系统组成 。 供料站是柔性制造 系统 中的起始 工作站 ， 按照 需要把放置在料仓 中的待加工工件 自动地取出 ， 并 将其传送到下个工作站 ， 起着 向整个 系统 中的各工 作站提供原料的作用。 该文提 出以西 门子 s 72 0 0 P L C作为控制器 ， 以S M C气动元件作为执行机构的柔性制造系统供 料站设计方案_ 2 ] 。 1 供料站控 制要求 供料站的功能是将放置在料仓 中待加工 的工件 自动推送到物料台上 ， 由转运模块将工件输送到后 续 的加工站 。具体控制要求如下 收稿 日期 2 0 1 41 2 2 9 作者简 介 张顺 星 1 9 8 0 ， 男 ， 河南 焦作人 ， 讲师 ， 硕士 ， 研 究方 向为 电气 自动化控制 。 系统上电后 ， 供料站处于初始状态 ， 操作面板上 的复位灯闪烁 ， 按下复位按钮后 ， 进行复位操作 ， 运 行灯 闪烁 ， 摆动气缸处于左限位 ， 推料气缸处于缩回 状态 ， 真空吸盘处于释放状态 。 按下运行按钮 ， 运行灯 常亮 ， 系统开始运行 ， 摆 动气缸右摆 ， 吸盘抬起 ， 推料气缸开始推料 ， 工件到 位后， 推料气缸缩回， 摆动气缸左摆， 真空吸盘吸取 工件， 吸取工件完成后， 摆动气缸右摆进行供料， 到 位后释放工件， 完成供料， 接着气缸左摆， 回到初始 状态， 准备进行下一次供料。 系统设置有单周期及连续供料两种模式 ， 同时 有报警装置 ， 对料仓是否有物料进行检测与报警 。 2 供料站硬件系统设计 2 ． 1 供料站构成 供料站 由供料模块、 转运模块及报警装置三部 分组成 ， 它的具体功能是 按照订单需求将放置在料 仓中的待加工工件 自动地取出， 并将其传送到下一 个工作站。供料模块主要 由井式料仓、 推料气缸及 导向定位块构成 ； 转运模块主要 由摆动气缸、 真空吸 盘及方向保持装置构成 ； 报警装置由蜂鸣器构成， 当 2 0 1 5年第 4期 工业仪表与 自动化装置 5 3 3 供料站软件系统设计 3 ． 1 流程图设计 供料站运行过程主要是供料控制 ， 它是一个顺 序控制 。根据供料站控制工艺要求 ， 可将操作运行 流程分解为 1 3个工作状态 ， 按照执行条件进行顺 序 切换 。供料站工艺流程如 图 3所示。 _ 圭 _ 系 统 l 电 荤周期 复位灯闪烁 复位操作 十 复位 完成 状态3卜 - ． _ 1 运行灯闪烁 按下开始按钮 状态4卜 等待工件 有工件 I 状态5 卜 _ _ 1 摆动气 缸右 摆抬 起 十吸盘抬起 j 状 态6 卜 - 推料气 缸推出 工 件 十工件到位 l 状态7卜 _ _ _ 1 推料气缸缩回 古 _ 缩回到位 l 状态8卜 _ 摆动气缸左摆 十左摆到位 l 状 态9 卜 _ _ _ 1 真空吸 盘吸 取工 件 十吸取工件完成 I 状态】 0 卜 _ 摆动气缸右摆供料 十右摆到位 l 状态】 1 卜 _ _ 1 真空 吸盘 释放工 件 工件释放完成 J 状态1 2 卜 摆动气缸左摆返回 兰 兰 图 3 供料站工艺 流程图 3 ． 2 P LC程序设计 1 供料站状态切换程序 供料站 P L C程序要实现 1 3 个工作状态顺序切 换 ， 采用单字移位指令 S HLw 实现 ， 由字类型 的 内部继电器 MW4表示切换状态 ， 其中 M5 ． 0表示状 态 1 ， M 4 ． 4 图5 表示状态 1 3 。当移位条件满足时 ， 左移指令就将 MW4字中各 位依次左移 1位 ， 实现 状态依 次切换 ， 同时指令 自动对最低位 M5 ． 0进行 补零处理。P L C控制程序如图4 所示。 2 单周／ 连续供料选择程序 当 M 4 ． 4接通 ， 即在状态 l 3时 ， 供料站 进行 单 周／ 连续供料循环判断 ， 如 图 5所示 。当单周／ 连续 供料选择开关 I 2 ． 3接通 ， 且未按下停止按钮 时， 将 二进制数 2 1 0 0 0送到 M W4中， 即 M5 ． 3得 电， 回到 状态4 ， 供料站连续供料； 当单周／ 连续供料选择开 关 I 2 ． 3 断开或接通并按下停止按钮时， 将二进制数 2 1 0 0送到 MW4中， 即 M5 ． 2得 电， 回到状态 3 ， 供 料站停止供料。 图4 供料站状态切换程序 4 结语 图5 单周／ 连续供料选择程序 以西门子 s 7 2 0 0 P L C作为控制核心， 结合传感 器检测及气动控制等机 电一体化技术设计的柔性制 造系统的自动供料站， 具有 自动化程度高 ， 实用性强 的特点。经实际运行证明， 该系统运行稳定 ， 能够满 足预定的工艺要求 ， 有较大的发展空间和应用前景。 参考文献 [ 1 ] 何用辉． 自动化生产线安装与调试[ M] ． 北京 机械工 业出版社 ， 2 0 1 2 2 8 5 2 8 7 ． [ 2 ] 林伟． 基于 F X 2 N P L C的上料检测系统设计[ J ] ． 哈尔 滨师范大学学报 自然科学版 ， 2 0 1 1 ， 2 7 4 6 06 2 ． [ 3 ] 吕景泉． 自动化生产线安装与调试[ M] ． 2版． 北京 中 国铁道出版社 ， 2 0 1 2 8 3 8 5 ． [ 4 ] 覃贵礼． 基于 F X 2 N P L C气动供料单元的控制系统设 计[ J ] ． 液压与气动， 2 0 1 1 8 7 O一 7 2 ． [ 5 ] S I E M E N S公 司． s 72 0 0可编程序控制器系统手册 [ Z ] ．2 0 1 0 ． [ 6 ] 马骏． 自动线气动式供料系统的电气控制设计[ J ] ． 机 械设计与制造工程， 2 0 1 3 ， 4 2 6 5 7 5 9 ． Ⅲ H
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