基于PLC的玻璃磨边自动化上料系统

卢子飞，张 莉，陆 英

（1.东莞市中云浩思自动化科技有限公司，广东 东莞 523808；2.广东华恒智能科技有限公司，广东 东莞 523000）

基于PLC的玻璃磨边自动化上料系统

卢子飞1，张 莉2，陆 英1

（1.东莞市中云浩思自动化科技有限公司，广东 东莞 523808；2.广东华恒智能科技有限公司，广东 东莞 523000）

本研究以三菱PLC为基础，采用特殊吸盘装置吸附玻璃基板，以龙门小车的方式传输玻璃基板，同时采集CNC玻璃磨边机状态信息，配合数控机床工作节拍，实现集取料、上料、加工固定、出仓为一体的全自动玻璃磨边上料系统，解决了上料不及时、玻璃破碎、浪费人工等问题，提高整体产线的生产效率，降低了生产成本。

玻璃基板；控制系统；PLC

随着自动控制技术的进步和发展，近几年机器换人口号的提出和人工成本的不断增加，自动化控制系统在工业生产制造领域的应用越来越广泛。文章针对传统数控玻璃磨边生产线上料过程人工操作存在的生产效率低、设备利用率低、管理分散和上料过程不及时等问题，设计一种能够实现玻璃磨边自动上料的系统，解决以上问题。

传统玻璃磨边数控机床（computer numerical control，CNC）正常工作时，需要2～4人上料，由于玻璃本身具有光滑、易碎的特性，导致上料不及时、玻璃破碎等现象时有发生，影响产线整体生产效率。文章以PLC为基础，采用特殊吸盘装置吸附玻璃基板，用龙门小车传输玻璃基板，同时采集CNC玻璃磨边机状态信息，配合CNC工作节拍，实现集取料、上料、加工固定、出仓为一体的全自动玻璃磨边上料系统，提高整体产线的生产效率，降低生产成本。

1 系统的软硬件构架

（1）系统需求分析及设计。厂家要求加工玻璃的长×宽为300mm×220mm～2100mm×1560mm；厚度为1.8～8mm。

图1 玻璃磨边全自动上料系统工艺流程图

CNC为双轴工作，其中双轴之间中心距为1200mm。当玻璃的宽度小于1200mm时双轴可同时加工；当玻璃宽度大于1200mm时，CNC单轴工作；双轴工作速度为9H/min；当产品传送至CNC加工位时，整体机构下降60mm。系统工艺流程如图1所示。

根据厂家需求，文章设计的玻璃磨边自动化上料系统由控制面板、自动上料部分、定位调整待命部分、加工传输部分和完成输送部分组成。其整体系统组成示意图如图2所示。

图2 玻璃磨边全自动上料系统组成示意图

上料部分由玻璃吸附装置、真空泵、运料小车和物料摆放台组成。其中玻璃吸附装置配备玻璃位置检测传感器，当接收到传感器命令时，真空泵加压吸附玻璃。吸附装置的水平与垂直由真空泵控制，在固定的位置接收命令调整。其上料小车结构与上料流程如图3、图4所示。

图3 上料机械结构示意图

图4 上料流程图

玻璃吸附装置八个吸附端位置可调（人工），可根据玻璃的大小（是否大于1.2m），调整同时吸附玻璃的数量。其中，加工输送系统配备自动升降以及二次定位装置，当接收到CNC加工信号时，平台将玻璃移动至指定位置，矫正定位误差，同时按要求下降60mm，当接收到加工完成信号时，输送平台上升。

（2）控制系统设计。玻璃自动上料控制系统硬件结构及组成如图5所示。

图5 玻璃上料控制系统硬件结构示意图

图6 PLC控制器接线示意图

整个玻璃上料控制系统按个体可分为电动马达、真空泵、旋转气缸、伺服电机、信号采集驱动系统和转角输送系统。控制系统的整体设计遵循安全、高效的原则。各个功能模块即可按照工艺流程自动执行，也可选择点动执行单独的功能。同时，系统增加停电、工作状态、缺料、故障等报警功能，保证系统的安全性。其中突然停电时，增加电路保护装置，保证玻璃不在传输中停止（即当停电时，玻璃运输小车上还有玻璃时，一定执行到放置完玻璃再停止）。其PLC及电机接线如图6所示。

（3）系统人机交互设计。玻璃上料控制系统的人机界面由两大界面组成：自动控制界面和点动操作界面。自动喷涂界面除显示当前系统正在执行的状态及功能外，配置玻璃规格输入方格，供人工输入，并显示系统按照已经设计好的流程作业时的电机、电流、加工时间、数量等厂家需求参数；点动界面提供人工操作按钮，每个按钮对应单一的功能执行。如：上料指控制玻璃吸附装置、输送小车、真空泵等执行一个完整的上料流程。同时配置参数输入界面，供工作人员输入参数。控制系统人机交互界面如图7所示。

图7 程序界面示意图

2 结语

文章以三菱PLC为基础，采用特殊吸盘装置吸附玻璃基板，以龙门小车的方式传输玻璃基板，同时采集CNC玻璃磨边机状态信息，配合数控机床工作节拍，实现集取料、上料、加工固定、出仓为一体的全自动玻璃磨边上料系统，完美解决了传统玻璃磨边数控机床正常工作时人工费用高、玻璃易碎、上料不及时等问题，能提高整体产线的生产效率，降低生产成本，具有一定的实用价值，同时可广泛推广于类似行业应用。

［1］张郭，闰俊岭,谢祥.基于PLC的饲养场自动上料系统设计［J］.伺服控制，2013，（3）.

［2］舒爱军.热处理生产线自动上料系统的设计与实现［D］.南京：东南大学，2015.

［3］罗仕佳.西门子PLC在高炉上料自动控制系统中的应用［J］.中国高新技术企业，2016，（4）.

Autom atic Feeding System of G lass Edging Based on PLC

LU Zi-fei1，ZHANG Li2，LU Ying1
（1.Guangdong Zhongyun Haosi Automation Technology Co.，Ltd.，Dongguan，Guangdong 523808，China；2.Guangdong Huaheng Intelligent Technology Co.，Ltd.，Dongguan，Guangdong 523000，China）

Based on Mitsubishi PLC，this paper adopts the special sucker device to absorb the glass substrate，and transmits the glass substrate in the way of the gantry car.At the same time，it collects the state information of the CNC glass edging machine，cooperates with the NC machine tool，realizing automatic glass grinding system integrating taking material，feeding，processing fixed，out of the warehouse，which solves the problems that the feeding is not timely，glass is broken and lbor is waste，improves the overall production line production efficiency and reduces production costs.

glass substrate；control system；PLC

TP273

A

2095-980X（2017）06-0067-02

2016-05-25

卢子飞（1972-），男，大学本科，主要研究方向：机电工程。