基于Q系列PLC的大小球分拣设计

陈若辰 曹弋

为了实现物料分拣的流水线作业，以三菱Q系列PLC伺服为硬件设计了一种大小球自动分拣系统，通过伺服放大器控制三台电机的正反轉，实现抓取、移动等分拣的基础功能。

三菱PLC;大小球分拣;伺服

引言

可编程逻辑控制器，即PLC，是一款专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。经过近几年的飞速发展，可编程逻辑控制技术在机械制造、冶金炼铁等方面得到了广泛的运用。

基于可编程逻辑控制技术，本文设计了一种运用于工业物料分拣的自动化控制系统，采用三菱Q系列两轴伺服作为基本结构，实现了不同物料分拣和归类的自动化流程，具有操作简便、界面友好、分拣效率高等优点。

1、总体设计

系统设计主要分为PLC软件设计和硬件设计两部分。上位机程序烧写入PLC以后，由CPU和QD75模块控制三台伺服放大器，其中两台连接两轴伺服实现一定空间内的二维移动，另一台控制传送带以一定速度传送物料至分拣区，两轴伺服上的直流电机完成上升下降、抓取等动作，由此流程实现对生产和分拣环节的完整控制。

2、控制要求及硬件设计

2.1 控制要求

系统控制要求如下：

1）上电后，两轴伺服自动进行原点回归，停在原点，即左限位、上限位位置处等待物料。

2）启动按钮控制传送轴的运动和两轴伺服的运转，停止按钮控制伺服电机的停止和复位，按下后，系统需恢复至原点。

3）启动后，传送带开始传送，两轴伺服上的直流电机动作顺序为：电机下行→抓球→电机上行至上限→右行至右限→电机下行→放球→电机上行至上限→左行至原点。

2.2 系统电气设计

通过伺服放大器MR-J4-10A分别控制伺服电动机的正反转，从而实现抓手定位的移动。通过上限位KM3和下限位KM4控制直流电机上升和下降的限制高度，从而实现机械抓手的上升和下降。

3、软件程序设计

按照控制要求，系统在判断抓住的球大小后应有一个分支点产生，且为选择性分支。若吸住的是大球，将把球运输至左侧采集箱内;若吸住的是小球，则把球放到右侧采集箱内。将两采集箱的位置设为限位点，两轴伺服抵达限位点后，系统程序分支汇合，再进行后续动作。

4、结束语

本文设计的大小球自动分拣系统利用了PLC可编程逻辑控制技术，实现了硬件和软件的设计。通过硬件接线和软件控制的相关配合，最终实现了流水线上大小球判别分拣的系统流程，具有具备智能化程度高、安全可靠、灵活方便等优点。

参考文献

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作者：陈若辰（1998.09-），女，江苏南京人，单位：南京师范大学南瑞电气与自动化工程学院，学历：2017级本科生，研究方向：电气自动化电力系统方向;

通讯作者：曹弋：南京师范大学副教授、硕导，南京航天航空大学计算机系工学硕士，研究方向：控制理论、计算机控制