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1.機器人碼垛工程控制系統(tǒng)設(shè)計。
(1)控制系統(tǒng)說明。
該控制系統(tǒng)采用三菱FX3U系列PLC，CPU有自己的編程接口，配有輸入輸出模塊，通過標準RS422通信接口與三菱觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)通信，并配有RS232串行接口通信模塊與條碼掃描器通信。可編程控制器和機器人之間的通信采用通訊總線。
設(shè)備的運行方式分為自動和手動?？刂葡到y(tǒng)在主控制柜內(nèi)設(shè)置自動/手動選擇開關(guān)，裝有操作箱的單臺設(shè)備在其操作箱內(nèi)設(shè)置自動/手動選擇開關(guān)。如果主控柜選擇自動，單臺設(shè)備操作箱選擇自動，則系統(tǒng)自動運行，單臺設(shè)備自動運行。如果單臺設(shè)備選擇手動，無論系統(tǒng)是自動運行還是手動運行，在保證安全的情況下，都可以手動操作單臺設(shè)備。此時，與單臺設(shè)備交接的設(shè)備暫停，不影響系統(tǒng)中其他設(shè)備的自動運行。
(二)程序控制邏輯。
因為PLC完成了整個系統(tǒng)的主控邏輯功能[7]。同時考慮到系統(tǒng)本身的安全性和穩(wěn)定性，考慮到控制系統(tǒng)的靈活性、方便性、經(jīng)濟性和可維護性等不確定因素，決定FX3U系列PLC是最合適的。
系統(tǒng)所需的主要功能如下:
1.完成控制輸送機停止和制動的信號接收；
2.接收碼垛產(chǎn)品的信號，碼垛后向相應(yīng)的輸送機發(fā)出“完成”信號；
3.產(chǎn)品到位后，檢測并夾緊，接收條碼掃描信號；
4.從機器人抓手上的傳感器接收和發(fā)送信號；
5.能夠與機器人通信，能夠遠程編程和修改程序；
6.接管并發(fā)送所有信號，完成與主機的通信。
機器人堆垛機主要由機械主體、伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)、手臂機構(gòu)、末端執(zhí)行器、末端執(zhí)行器調(diào)節(jié)機構(gòu)和檢測機構(gòu)組成。根據(jù)不同的物料堆垛和分層要求設(shè)置參數(shù)，實現(xiàn)不同類型物料的堆垛操作[8]。
碼垛過程:
對于來料輥道送來的貨物，工件被推到抓取位置→工件被檢測到位→條碼掃描判斷工件型號→機械手下降抓取工件→機械手上升→機器人各軸同時移動旋轉(zhuǎn)→機械手將工件放置到位→返回→按照此工作模式循環(huán)重復工作。
二、碼垛項目中的PLC故障檢測與維護。
(一)PLC故障檢測。
1.當CPU處于異常狀態(tài)時，如果CPU處于異常報警狀態(tài)，我們應(yīng)該在第一時間檢查連接到總線的所有組件是否都出現(xiàn)故障。我們根據(jù)自己的習慣，在被測部件上做一個標記，逐一更換部件，找出故障點，完成故障處理[13]。
2.當內(nèi)存出現(xiàn)異常時，如果PLC的內(nèi)存出現(xiàn)異常并報警，首先要考慮是否是編程錯誤導致的故障，從而重寫程序。如果故障仍然無法解決，就要考慮節(jié)目是否因為周圍噪音的干擾而改變。如果不是，我們應(yīng)該考慮更換一個新的內(nèi)存。
3.當輸入/輸出單元出現(xiàn)異常時，如果出現(xiàn)這種故障，我們首先要檢查連接的電纜，即輸入/輸出單元的插入端是否連接良好，找到故障單元并更換。
4.停電時程序會消失，要定期檢查電源的剩余電量，更換。
5.當出現(xiàn)電源重插動作停止的故障時，最大的可能是噪音干擾和PLC內(nèi)部接觸不良。一般來說，噪聲干擾是由電路電容減小或元件性能差引起的。對于PLC內(nèi)部接觸不良的情況，應(yīng)該檢查塞線與電纜的接觸狀態(tài)，或者通過敲擊PLC來做出判斷。
(PLC的維護。
1.可編程控制器的電池維護可編程控制器隨機存儲器的隨機存取存儲器用于存儲程序。鋰電池主要為具有保持功能的計數(shù)器和輔助繼電器供電。眾所周知，電池有使用壽命。理論上是5年。當電量下降指示燈亮起時，表示鋰電池不足以使用。這意味著用戶應(yīng)該更換電池，但是不要擔心，鋰電池支持的單元程序在更換期間將持續(xù)大約一周，但是我們應(yīng)該盡快更換電池，以避免程序丟失。
更換鋰電池有五個主要步驟:
1.更換前，應(yīng)保持PLC的開機時間至少在15S以上，以便有足夠的時間進行程序的自我維護；
其次，斷開PLC的交流電源；
3.然后打開基本單元的電池蓋；
4.然后取出舊電池，換上新的；
5.最后蓋上電池蓋，完成鋰電池的更換；
值得注意的是，更換時間盡量控制在3min以內(nèi)，否則RAM程序會消失。
2.I/O故障維護PLC與外界通信的主要通道是I/O通道，所以看I/O是否正常非常重要。這種情況正常時，對于端子、連接線、保險絲等部件的正常運行也是非常重要的。
對于輸入故障，需要檢查LED電源指示燈。當現(xiàn)場元件動作，指示器無響應(yīng)時，需要檢查輸入端電壓是否達到正常值。如果輸入端子的電壓達到正常值，則需要更換輸入模塊。如果其中一個指示燈變暗，但已編程的設(shè)備檢測器和處理器無法識別輸入，則可能是輸入模塊出現(xiàn)故障。如果更換模塊仍然無法解決問題，可能是輸入/輸出機架或電纜出現(xiàn)故障。
對于輸出故障，如上，需要先檢查指示燈和設(shè)備是否有響應(yīng)。當輸出觸點接通時，輸出設(shè)備沒有相應(yīng)的響應(yīng)。首先，需要檢查保險絲或更換模塊的狀態(tài)。如果保險絲正常，更換模塊無法響應(yīng)相應(yīng)的設(shè)備，需要檢查現(xiàn)場接線情況。如果設(shè)備監(jiān)視器檢測到設(shè)備已打開并有輸出，指示燈不會顯示，因此考慮更換模塊。
對于故障檢測，區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障是最經(jīng)濟的輸入輸出故障檢測方法。當同時有電源指示燈和邏輯指示燈時，很容易發(fā)現(xiàn)模塊故障。更換模塊或者輸入端子板和輸出端子板兩端的電壓值是正確的，這是我們首先需要檢測的。如果沒有響應(yīng)，請更換模塊。如果現(xiàn)場連接失敗，則替換模塊無效。判斷現(xiàn)場接線故障的方法是停止輸出設(shè)備，輸出電壓可以達到預設(shè)值。當現(xiàn)場設(shè)備響應(yīng)且指示燈不亮時，必須更換模塊。最后，檢測端子板的故障，如果有虛焊，更換端子板。
結(jié)論:
近年來，我國越來越重視工業(yè)4.0。相信PLC憑借自身優(yōu)勢將在未來的工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更好的作用。

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