【正文】 圖 立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 高架立體倉(cāng)庫(kù)的關(guān)鍵技術(shù) 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)尋址 立體倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)尋址就是尋找存放、提取貨物的位置。這些數(shù)據(jù)被采集處理后，能用來確定產(chǎn)品的生產(chǎn)計(jì)劃，運(yùn)輸路線，路程，庫(kù)存，存儲(chǔ)地址，銷售生產(chǎn)，庫(kù)存控制，運(yùn)輸文件，單據(jù)和記賬等，貨物信息可以通過聲，光，磁，電子等多種介質(zhì)獲取，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，是在生產(chǎn)的關(guān)鍵部位配備自 動(dòng)識(shí)別裝置，將每一處所獲取的信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸，并經(jīng)行統(tǒng)一處理，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程中對(duì)物料的信息跟蹤。所有這些控制器都不許通過各種控制裝置去實(shí)現(xiàn)。在控制系統(tǒng)中，還應(yīng)采取一系列自檢和連鎖保護(hù)措施，確保在 工作人員操作錯(cuò)誤時(shí)不發(fā)生事故。它在整個(gè)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)部分的運(yùn)行。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要功能是對(duì)倉(cāng)庫(kù)所有入，出庫(kù)活動(dòng)進(jìn)行最佳登錄和控制，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便能使決策者及早發(fā)現(xiàn)問題，采取相應(yīng)的措施，最大限度地降低存量，加快貨物流通，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。提高了企業(yè)總體效益。電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。更高速率的 PLC 產(chǎn)品正在研制之中。 PLC 機(jī)械手 同時(shí)，在自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中，機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的。在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，是企業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的重要標(biāo)志之一。 本課題構(gòu)建的三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手安裝在一個(gè)四層高架立體倉(cāng)庫(kù)上，其 X、 Z 軸方向的運(yùn)動(dòng)采用電機(jī)控制， Y 軸和手爪的運(yùn)動(dòng)采用氣動(dòng)控制，用于對(duì)毛坯零件的定位、抓取和搬運(yùn)工作。 圖 SL 系統(tǒng)一覽表 SL 系統(tǒng)可以通過仿真的教學(xué)過程來演示復(fù)雜的系統(tǒng)，對(duì)自動(dòng)化技術(shù) /控制技術(shù) /機(jī)電一體化的教學(xué)極有幫助。在模擬時(shí)，也可對(duì)在真實(shí)硬件環(huán)境運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生干擾的過程情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。相對(duì)于基本配置 (SL? MSM2100)，其擴(kuò)展配置包括 6 軸關(guān)節(jié)機(jī)器人、 6 軸門式機(jī)器人、 6 軸 Scara機(jī)器人，不同的機(jī)器人手爪、輸送帶、存儲(chǔ)、刀庫(kù)、機(jī)床、擴(kuò)展傳感器、信號(hào)燈和開關(guān)元件等元件。 圖 MSM2102 工作界面 MSM軟件操作步驟 用 MSM 軟件仿真模擬一項(xiàng)操作任務(wù)時(shí)，一般的操作步驟如下： (1)新建一個(gè)計(jì)劃 打開軟件后，使用界面上下拉菜單 “計(jì)劃 (Z)”下的子項(xiàng) “新建 ...”可新建一個(gè)計(jì)劃。計(jì)劃的擴(kuò)展名必須為 “.BCI”(自動(dòng)添加 )。使用按鈕 “對(duì)象 (O)”可在模擬窗口中展開下拉菜單 “對(duì)象 (O)”： 圖 下拉菜單 “對(duì)象 (O)” 菜單包括下列子項(xiàng)： ① 接受：從展開的列表中添加對(duì)象。在對(duì)象復(fù)制前，必須選擇一個(gè)已存在的對(duì)象，以免產(chǎn)生對(duì)象垃圾 (即相同的對(duì)象多次放置在相同的地方 )。 (3)在對(duì)象間建立 信號(hào)聯(lián)接 在接受了模擬所需的所有對(duì)象后，必須在可編程控制器與執(zhí)行元件和傳感器的輸入和輸出間建立聯(lián)接。 圖 一個(gè)信號(hào)聯(lián)接結(jié)構(gòu)的空 對(duì)話框 (4)硬件信號(hào)連線的調(diào)試 在完成計(jì)劃的結(jié)構(gòu)和形式，產(chǎn)生信號(hào)聯(lián)接列表后，為了檢查連線和硬件結(jié)構(gòu)，以免發(fā)生接錯(cuò)線、硬件移動(dòng)時(shí)碰撞等問題，可不用可編程控制器程序開始模擬調(diào)試。 為清晰顯示模擬，建議同時(shí)打開模擬窗口、帶視區(qū)控制的可編程控制器的信號(hào)窗口。 PLC 程序必須包含一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊 Ob_1，也可對(duì)功能模塊 Fc_1 進(jìn)行調(diào)用。該搬運(yùn)系統(tǒng)采用德國(guó)西門子 S7 可編程控制器進(jìn)行控制。 圖 毛坯零件搬運(yùn)系統(tǒng) 系統(tǒng)硬件的選擇和搭建 共 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在軟件界面上選擇 “計(jì)劃 ”、 “對(duì)象編輯 ”，可以進(jìn)行系統(tǒng)各硬件的選擇和搭建。根據(jù)課題具體要求，選擇尺寸可調(diào)節(jié)的 SL參數(shù)工作臺(tái)。 （ 4） 高層貨架倉(cāng)庫(kù)工藝站（高架立體倉(cāng)庫(kù)） 系統(tǒng)擁有仿真的高架立體倉(cāng)庫(kù)，即高層貨架倉(cāng)庫(kù)工藝站。該機(jī)械手 X、 Z 軸方向的運(yùn)動(dòng)采用電機(jī)控制， Y 軸和手爪的運(yùn)動(dòng)采用氣動(dòng)控制，用于機(jī)械手的移動(dòng)和對(duì)毛坯零件的抓取、搬運(yùn)工作。 共 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 7） 連接平臺(tái) 從倉(cāng)儲(chǔ)里選擇一個(gè)結(jié)構(gòu)合適的連接平臺(tái)，放置在工作臺(tái)上 。 本課題選用的立體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)械手和連接平臺(tái)等主要技術(shù)參數(shù)見下表： 表 硬件主要參數(shù) PLC 型號(hào) PLC16IO 高架立體倉(cāng)庫(kù) 層數(shù) 4 每層可放工件數(shù) 5 機(jī)械手 X/Z 軸滑塊 傳感器 重疊 2MM X 軸速度 Z 軸速度 Y 軸活塞行程 3CM Y 軸活塞 傳感器 重疊 2MM Y 軸活塞速度 30MM/S 工件 直徑 30MM 高度 連接平臺(tái) 高度 42CM 信號(hào)連接 搭建好硬件后，必須對(duì)它們進(jìn)行信號(hào)連接，即把各執(zhí)行元件和傳感器的輸入或輸出接口與PLC 的 I/O 接口相連。再次選擇 PLC 的輸出端，依次與高架立體倉(cāng)庫(kù)的各輸入端相連，使 控制信號(hào)通過 PLC 傳輸給機(jī)械手，機(jī)械手根據(jù)控制信號(hào)沿 X、 Y、 Z 軸運(yùn)動(dòng)，手爪進(jìn)行開合動(dòng)作。操作面板的綠色燈在搬運(yùn)系統(tǒng)啟動(dòng)后常亮，輸送系統(tǒng)暫?；蚓o急停止后綠燈滅。這時(shí)機(jī)械手在 XOZ 平面對(duì)準(zhǔn)所要搬運(yùn)的工件。當(dāng) Y 軸退回到極限位置時(shí)，傳感器信號(hào)為 1，并停止 Y 軸的運(yùn)動(dòng)。放好工件后，機(jī)械手先后由 Z、 X 軸方向退回到中間等待位置，完成此次毛坯零件搬運(yùn)的操作。所以，寫出流程圖是非常關(guān)鍵也是程序設(shè)計(jì)首先要完成的任務(wù)。 組織模塊 OB1 CALL FC1 // 用于調(diào)用功能模塊 功能模塊 FC1 NETZWERK 1: U E // 在 X 軸右端 U E // 在 Z 軸上端 U E // 按動(dòng)綠色按鈕 S M // 置位中間標(biāo)志器 S M // 置位中間標(biāo)志器 S A // 綠燈亮 U M // 中間標(biāo)志器 有信號(hào) S A // 沿 X 軸向左運(yùn)動(dòng) S A // 沿 Z 軸向下運(yùn)動(dòng) UN E // 不在 X 軸右端 UN E // 不在 Z 軸上端 R M // 復(fù)位中間標(biāo)志器 NETZWERK 2: U E // X 軸方向傳感器信號(hào)為 1 //U A R A // X 軸向左運(yùn)動(dòng)停止 U E // Z 軸方向傳感器信號(hào)為 1 //U A R A // Z 軸向下運(yùn)動(dòng)停止 NETZWERK 3: U E // X 軸方向傳感器信號(hào)為 1 U E // Z 軸方向傳感器信號(hào)為 1 UN A // 手爪打開 //UN A //UN A U M // 中間標(biāo)志器 有信號(hào) //U Z1 S A // 手爪沿 Y 軸向前駛出 //R M 共 頁 第 27 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ NETZWERK 4: U E // 手爪已經(jīng)駛出 S A // 閉合手爪 NETZWERK 5: U E // 手爪已經(jīng)閉合 L S5T2S // 裝載延遲接通計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)值 2S SE T0 // T0 開始計(jì)時(shí) 2S U T0 // 計(jì)時(shí)器 T0 信號(hào)為 1 R A // 手爪沿 Y 軸退回 NETZWERK 6: UN E // 手爪不在 Y 軸駛出位置 UN A // 未駛出手爪 U E // X 軸方向傳感器信號(hào)為 1 U E // Z 軸方向傳感器信號(hào)為 1 S M // 置位中間標(biāo)志器 U M // 中間標(biāo)志器 有信號(hào) L S5T2S // 裝載延遲接通計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)值 2S SE T1 // T1 開始計(jì)時(shí) 2S //SS T1 U T1 // 計(jì)時(shí)器 T1 信號(hào)為 1 //U Z1 //R M R A // X 向左動(dòng)作復(fù)位 R A // Z 向下動(dòng)作復(fù)位 S A // 沿 X 軸向右運(yùn)動(dòng) S A // 沿 Z 軸向下運(yùn)動(dòng) NETZWERK 7: U E // Z 軸方向傳感器信號(hào)為 1 ZR Z1 // 計(jì)數(shù)器 Z1 減 1 U A // 正沿 Z 軸向下運(yùn)動(dòng) L C2 S Z1 // 裝載計(jì)數(shù)器， Z1 置數(shù) 2 UN Z1 S M // 當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù) 值為 0，則置位中間標(biāo)志器 U M // 中間標(biāo)志器 有信號(hào) 共 頁 第 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ U A // 正沿 Z 軸向下運(yùn)動(dòng) UN E // 沿 X 軸未到達(dá)右端 R A // Z 向下動(dòng)作復(fù)位 UN A // Z 向不再向下運(yùn)動(dòng) R M // 復(fù)位中間標(biāo)志器 NETZWERK 8: U E // X 向到達(dá)右極限位置 //U A U E UN Z1 // Z 向到達(dá)等待位置 UN E // Z 向未到達(dá)下極限位置 //R A S A // Z 繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng) NETZWERK 9: U E // Z 向到達(dá)下極限位置 U E // X 向到達(dá)右極限位置 U E // 手爪已閉合 U A // 正閉合手爪 //U A //R A R A // 松開手爪 //R T1 R M // 復(fù)位中間標(biāo)志器 NETZWERK 10: U E // X 向到達(dá)右極限位置 U E // Z 向到達(dá)下極限位置 UN E // 手爪已打開 R A // Z 向下動(dòng)作復(fù)位 S A // Z 向上運(yùn)動(dòng) S M // 置位中間標(biāo)志器 NETZWERK 11: U E // Z 軸方向傳感器信號(hào)為 1 ZR Z2 // 計(jì)數(shù)器 Z2 減 1 U A // Z 向正往上運(yùn)動(dòng) L