基于倍福CX 控制器的板材自动上下料系统设计

桑伟峰

（江苏金方圆数控机床有限公司，江苏 扬州225127）

在日益增加的人工成本压力下，自动化流水线加工设备越来越受到厂家欢迎。以倍福为代表的软PLC 控制器在生产线领域有很大优势，可以大幅度降低开发周期，加之与各种外部设备的优异兼容性，且满足工业自动化要求，因此受到机床厂家重视。下面以倍福CX 控制器开发出了一套板材自动上下料系统，并在实践中得到了成功应用。

1 板材自动上下料结构

如图1 所示为生产线主要部件示意图。板材自动上下料主要包括入库小车、出库小车、上料机械手、下料机械手、输送带组成。入库小车用于为单列立体仓库添加板材，出库小车用于从单列立体仓库取出板材，上料机械手用于将板材放置到待加工设备上（切割机A/切割机B），下料机械手用于将加工完毕的板材放置到输送带上，然后由输送带输送到指定的位置。

2 运动控制系统搭建

图1 生产线主要部件

如图2 所示控制系统资源列表。利用倍福CX 控制器，将上料机械手的两个伺服电机vaxis/haxis、下料机械手的两个伺服电机xaxis/zaxis 配置进NC-Configuration，实现PTP 点对点的控制；将上料小车的普通电机、下料小车的普通电机、传送带的普通电机配置进PLC-Configuration，结合接近PLC 的对应的接近感应开关，根据编译的PLC 的逻辑，判断上下料小车和传送带的启动、停止。

3 PLC 程序

如图3 所示PLC 程序。倍福TwinCAT 系统自带的PLC 支持ST 语言，可以快速的编译想要的功能。PLC 编译的时用模块化思维，将相同的功能的运动、功能部件放在一起，可以有效的减少工作量，使程序简洁明了。本案列将四个伺服轴由于相似的运动控制功能放入AxisControl；上料机械手的特殊功能，如吸取板材、扳角、吹气、分层等单独提取出来，并放入Feeder；各机械部件的所需润滑的部分程序放入Lubrication；上下料小车放入MaterialFrame；报警的相关信息放入Alarms，然后利用Main 主函数根据条件自动调用它们，实现整体协助运行。

图2 控制系统资源列表

图3 PLC 程序

4 HMI 上料控制界面

如图4 所示HMI 人机界面示意图。倍福CX 控制器自带各种控件，用来做Visualization 可视化图形编译功能，我们用来开发HMI 人机界面。可以将所需要的功能部件以用户方便操作的方式组成各种软按钮，用以操作上下料机械手动作，同时实时反馈上下料机械手四个伺服轴的实时的位置信息，各个功能块的状态信息也在状态灯中用颜色显示、区分出来，红色异常、绿色正常。

5 上下料机械手的报警监控

如图5 所示报警监控示意图。将各个部件所需的日常维护点，以及常见的报警信息用状态指示灯的方式显示出来，绿色正常、红色异常，简单明了。

6 结语

笔者基于倍福CX 控制器，通过工业现场总线EtherCAT，用PLC、HMI 人机界面以及报警监控系统将上料小车、下料小车、上料机械手、下料机械手、传送带形成一个有机的整体，成为板材上下料系统，实现将单机人工干预的板材加工设备升级为全自动板材加工系统，节省大量人力资源，提高板材加工生产效率。

图5 报警监控