光机电一体化设备中工件材质判别的程序设计

顾宇峰

（苏州工业园区工业技术学校 机电技术系，江苏 苏州 215123）

0 引言

YL－235A光机电一体化设备是全国职业院校中职组机电一体化设备组装与调试比赛指定使用设备，也是江苏省机电一体化技术专业和机电技术应用专业技能抽测指定设备，掌握该设备的安装与程序设计是当今职业类院校学生必备的一项核心技能。

工件材质判别是此设备程序设计的关键。针对设备提供的工件材质的特点和传感器的特性，本文给出了3种程序设计方法来处理判别工件材质问题。

1 机电一体化设备中的传送带机构

1.1 传送带硬件结构

机电一体化设备中的传送带硬件结构示意图如图1所示［1］。

图1 传送带硬件结构示意图

1.2 传感器的调节

在传送带工作时，需要正确判断金属、白色、黑色工件［2］。为便于程序设计，将光纤1放大器进行调节，确保光纤1传感器只能检测到金属和白色工件；将光纤2放大器进行调节，确保光纤2传感器能够检测到金属、白色、黑色3种工件。

1.3 I/O分配

根据程序设计需要，使用FX2N－48MR型PLC进行控制。PLC部分输入、输出地址见表1。

2 程序设计

在YL－235A光机电一体化设备中工件材质判别是非常关键的，现有3种典型程序设计方法，以供编程爱好者借鉴。

表1 PLC部分输入、输出地址

2.1 程序设计方法1

方法1程序流程图如图2所示，条件判断梯形图如图3所示。

图2 方法1程序流程图

图3 方法1条件判断梯形图

如图2和图3所示，当系统上电后，M8002上电脉冲得电，系统进入状态S0，如果落料口放入工件，则落料口传感器X10得电，进入材质判别状态S1，传送带正转并以25Hz速度运行，如果工件被X11传感器检测到，则工件必是金属，令M11＝1。如果被X12传感器检测到，且工件是白色，则 M11＝0，令M12＝1。当X13传感器得电后，如果M11＝1，工件为金属，如果M12＝1，工件为白色，如果 M11＝M12＝0，工件为黑色。当X13传感器得电后材质判别结束进入下一状态S2。

2.2 程序设计方法2

方法2程序流程图如图4所示，条件判断梯形图如图5所示。

图4 方法2程序流程图

图5 方法2条件判断梯形图

如图4和图5所示，当系统上电后，M8002上电脉冲得电，系统进入状态S0。如果落料口放入工件，则落料口传感器X10得电，进入材质判别状态S1。传送带正转，并以25Hz速度运行，如果被X11传感器检测到，D100加1；如果被X12传感器检测到，D100加1。当X13传感器得电后，D100加1。当X13传感器得电后如果D100＝3，工件为金属；如果D100＝2，工件为白色；如果D100＝1，工件为黑色。当X13传感器得电后材质判别结束进入下一状态S2。

2.3 程序设计方法3

方法3程序流程图如图6所示，条件判断梯形图如图7所示。

如图6和图7所示，当系统上电后，M8002上电脉冲得电，系统进入状态S0。如果落料口放入工件，则落料口传感器X10得电，进入工件材质判别状态S1。传送带正转并以25Hz速度运行，假设工件从落料口到第1个传感器位置的时间为3s，如果在0.8s时刻，工件还能被落料口传感器X10检测到，则令M12＝1；3s内如果工件能被X11检测到，则令M11＝1，M12＝0。当3s时间到后，如果是M11＝1，工件为金属；如果是M12＝1，工件为白色；如果是M11＝M12＝0，工件为黑色。当3s时间到后，材质判别结束进入下一状态S2。

图6 方法3程序流程图

图7 方法3条件判断梯形图

3 结束语

以上3种程序设计方法都非常通俗易懂。方法1使用M标志位作为区分工件材质的依据；方法2使用D中的数据作为区分工件材质的依据；方法3使用时间T和1个传感器去确定M标志位，以此来确定工件材质。方法1和方法2都需要使用X10、X11、X12、X13这4个传感器，而方法3则使用X10和X11这2个传感器即可。从稳定性来看，方法1和方法2稳定；从经济性来看使用方法3合适，而且实际判料检测的时间也最短。针对一个具体问题，采用不同的处理方法去解决是工程技术人员必备的一项技能，也是全国职业院校学生需要去学习的。

［1］杨少光.机电一体化设备的组装与调试［M］.南宁：广西教育出版社，2012.

［2］杨少光.机电一体化设备组装与调试赛题集［M］.北京：机械工业出版社，2012.