摘要：本文主要闡述了永宏P(guān)LC在磁鐵包裝設(shè)備上的應(yīng)用，該設(shè)備應(yīng)用于電子行業(yè)中的磁鐵包裝工序中，采用視覺(jué)處理配合永宏P(guān)LC進(jìn)行產(chǎn)品的分揀工作，該設(shè)備應(yīng)用永宏FBS-MC系列PLC用于MC定位,C3系列觸摸屏。

1 行業(yè)介紹

磁鐵包裝設(shè)備(Magnetpackingequipment)，是由上料部、理料部、視覺(jué)檢測(cè)，正反面分道、正反面理料，充磁和包裝組成。上料部提供磁鐵產(chǎn)品的上料控制；理料是把提升上來(lái)的磁鐵進(jìn)行整理成直道運(yùn)行；視覺(jué)檢測(cè)是通過(guò)智能相機(jī)來(lái)判斷磁鐵的正反面；視覺(jué)檢測(cè)后通過(guò)正反面分道進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品的分類(lèi)；正反面理料是把產(chǎn)品從水平整理位垂直運(yùn)行；充磁是把無(wú)磁的磁鐵進(jìn)行充磁；包裝是通過(guò)檢測(cè)和人工進(jìn)行產(chǎn)品包裝。

圖1 磁鐵包裝設(shè)備

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 方案背景

磁鐵包裝設(shè)備目前市場(chǎng)上使用的控制系統(tǒng)方案為PLC+HMI+智能相機(jī)；這樣的設(shè)備一般都是西門(mén)子的PLC以及HMI，由于西門(mén)子成本很高，然而永宏經(jīng)濟(jì)功能型PLC的性?xún)r(jià)比相對(duì)于西門(mén)子品牌產(chǎn)品較高，所以永宏功能型PLC在磁鐵包裝設(shè)備中的應(yīng)用前景很好。磁鐵包裝設(shè)備方案如表2-1。

表2-1磁鐵包裝設(shè)備方案

2.2 客戶(hù)需求

根據(jù)客戶(hù)要求，磁鐵包裝設(shè)備動(dòng)作需要達(dá)到以下功能分別為：自動(dòng)補(bǔ)料、快速理料、準(zhǔn)確識(shí)別磁鐵正反面、快速分揀、參數(shù)可調(diào)要求如表2-2。

表2-2磁鐵包裝設(shè)備具體功能要求

2.3 解決方案

磁鐵包裝設(shè)備需要用對(duì)磁鐵整理進(jìn)入智能相機(jī)（視谷圖像），相機(jī)進(jìn)行拍照識(shí)別磁鐵正反面，步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行快速分道，氣缸進(jìn)行整理材料控制。根據(jù)設(shè)備工藝要求，該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括產(chǎn)品配置、設(shè)施結(jié)構(gòu)和電氣控制三部分，系統(tǒng)軟件包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)等三部分；磁鐵包裝設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-3；實(shí)物圖如圖2-1。

表2-3磁鐵包裝設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

圖2-1磁鐵包裝設(shè)備實(shí)物效果圖

基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，磁鐵包裝設(shè)備方案架構(gòu)如圖2-2；本方案控制系統(tǒng)采用永宏功能型FBS系列PLC控制器，控制整體設(shè)備的動(dòng)作流程；采用步進(jìn)系統(tǒng)，充磁線圈，氣缸，控制固態(tài)進(jìn)行設(shè)備電容的充電及放電（充磁或者停機(jī)放電）；上位機(jī)采用永宏C3系列HMI操作界面，提供操作畫(huà)面、參數(shù)畫(huà)面、手動(dòng)畫(huà)面等畫(huà)面，用戶(hù)需根據(jù)產(chǎn)品的需求對(duì)各參數(shù)進(jìn)行的設(shè)置。

圖2-2磁鐵包裝設(shè)備方案架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件配置

磁鐵包裝設(shè)備硬件由永宏FBS-60MCT2-AC*1PLC控制器、永宏C3觸摸屏、視覺(jué)傳感器（智能相機(jī)）、步進(jìn)系統(tǒng)以及國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)和外圍輸入輸出線路（包括按鈕和指示燈等）組成。磁鐵包裝設(shè)備硬件清單如表3-1；磁鐵包裝設(shè)備硬件配置如圖3-1。

表3-1磁鐵包裝設(shè)備硬件明細(xì)表

圖3-1磁鐵包裝設(shè)備硬件配置圖

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)

磁鐵包裝設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：上料，理料盤(pán)，視覺(jué)檢測(cè)，分道處理，磁鐵豎立處理（立磁），磁鐵正反面理料及充磁和包裝。磁鐵包裝設(shè)備結(jié)構(gòu)解析如圖3-2。

圖3-2磁鐵包裝設(shè)備整體結(jié)構(gòu)解析圖

3.3 電氣控制

磁鐵包裝設(shè)備的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)系統(tǒng)、視覺(jué)檢測(cè)、氣動(dòng)元件等執(zhí)行單元的控制。磁鐵包裝設(shè)備PLC接線原理如圖3-3-1（具體輸入輸出信息請(qǐng)參見(jiàn)PLC程序批注），PLC電氣控制柜接線如圖3-3-2。

圖3-3-1磁鐵包裝設(shè)備電氣控制原理圖

圖3-3-2磁鐵包裝設(shè)備電氣控制柜接線圖

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 工藝流程

磁鐵包裝設(shè)備的工藝流程主要包括三部分：前段（上料、理料盤(pán)），中段（視覺(jué)檢測(cè)、正反面理料），后段（正反面充磁和包裝）。磁鐵包裝設(shè)備工藝流程如圖4-1-1。

圖4-1-1磁鐵包裝設(shè)備工藝流程圖

4.2 控制流程

磁鐵包裝設(shè)備的控制流程如圖4-2-1。

圖4-2-1磁鐵包裝設(shè)備流程圖

4.3 PLCI/O點(diǎn)配置

根據(jù)磁鐵包裝設(shè)備的工藝流程和控制要求，將永宏P(guān)LC程序I/O點(diǎn)配置；以下是磁鐵包裝設(shè)備永宏P(guān)LC輸入點(diǎn)配置如表4-3-1，輸出點(diǎn)配置表如表4-3-2。

表4-3-1磁鐵包裝設(shè)備PLC輸入點(diǎn)配置表

表4-3-2磁鐵包裝設(shè)備PLC輸出點(diǎn)配置表

4.4 PLC功能指令應(yīng)用

4.4.1 伺服定位指令

永宏P(guān)LC針對(duì)伺服定位功能指令（FUN140,FUN141，F(xiàn)UN143，F(xiàn)UN147），永宏P(guān)LC伺服參數(shù)表格指令FUN141如圖4-4-1，本指令配合FUN140作定位控制使用.設(shè)置參數(shù)如表4-4-2.

永宏P(guān)LC伺服定位指令FUN140如圖4-4-3，HSPSO（FUN140）指令的NC定位程序是以文字的程序書(shū)寫(xiě)方式來(lái)編輯；每一個(gè)定位點(diǎn)我們稱(chēng)為一步（含輸出頻率、動(dòng)作行程、轉(zhuǎn)移條件），一個(gè)FUN140最多可編250步定位點(diǎn)，每一步定位點(diǎn)需占用9個(gè)緩存器。(詳細(xì)的應(yīng)用請(qǐng)參考第13章〝FBs-PLC的NC定位控制)。將定位程序存在緩存器最大好處是，如果結(jié)合人機(jī)作機(jī)臺(tái)操作設(shè)定，則可將定位程序存入人機(jī)，更換模具時(shí)，可直接由人機(jī)操作存取當(dāng)前模具的定位程序。指令設(shè)置參數(shù)程序如圖4-4-4。

表4-4-1永宏P(guān)LCFUN141伺服參數(shù)指令

表4-4-2永宏P(guān)LCFUN141伺服參數(shù)表格

表4-4-3永宏P(guān)LCFUN140NC定位指令

圖4-4-4永宏P(guān)LCFUN140NC定位表格

4.5 HMI畫(huà)面設(shè)計(jì)

4.5.1 流程圖畫(huà)面

磁鐵包裝設(shè)備的功能選擇畫(huà)面主要用于操作界面、參數(shù)設(shè)定、報(bào)警信息和歷史數(shù)據(jù)的自由切換。磁鐵包裝設(shè)備操作畫(huà)面如圖4-5-1。

圖4-5-1磁鐵包裝設(shè)備操作畫(huà)面

圖4-5-2磁鐵包裝設(shè)備操作畫(huà)面

5 結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，磁鐵包裝設(shè)備均能夠達(dá)到客戶(hù)對(duì)生產(chǎn)效率及速度的要求；對(duì)于從而高性?xún)r(jià)比的永宏P(guān)LC在磁鐵包裝設(shè)備中得到了很好的應(yīng)用。