[发明专利]基于机床上下料的仿真PLC系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化生产设备技术领域，特别涉及一种基于机床上下料的仿真PLC系统及其控制方法。

背景技术

机床自动生产线和自动化程度高的加工设备已经成为今后制造工厂的一个发展趋势。单机自动化、整线自动化等自动上下料装置用于加工工件的自动上料和下料、工件翻转、工件转序等工作，能够满足快速、大批量加工节拍，节省人力成本，提高生产效率等要求，已经成为越来越多的工厂的理想选择。

在现有技术中，“生产线组合机床自动上下料机械手”（《机械制造》43卷第491期，文章编号：1000-4998(2005)07-0032-03）公开了使用PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)控制协调机械手和数控机床动作，完成自动上下料操作。“一种自动化冲压生产线上下料系统的开发设计”（《制造业自动化》，中图分类号：TP273，文章编号：1009-0134(2010)05-0127-02）公开了使用PLC控制多台机械手、机床、上料装置、下料装置、翻转台等外围设备进行协同作业，完成从上料、多工序加工、下料等整个生产线设计。

由于多机床、多机械手协同作业的机床上下料系统单纯的使用PLC进行整个生产线调度存在逻辑复杂、可扩展性差等问题，很难实现可视化控制逻辑编辑。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种基于机床上下料的仿真PLC系统。

本发明的另一目的在于提供所述基于机床上下料的仿真PLC系统的控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于机床上下料的仿真PLC系统，包括模拟PLC的CPU的工控机、模拟PLC的I/O的外扩I/O模块和模拟PLC电源的外接电源模块，所述模拟PLC的CPU的工控机分别与模拟PLC的I/O的外扩I/O模块、模拟PLC电源的外接电源模块连接。

所述模拟PLC的CPU的工控机设置有UI交互层模块、数据链路层模块和数据层模块；

所述模拟PLC的CPU的工控机还设置有内存和通讯接口，模拟PLC的CPU的工控机通过通讯接口与所述模拟PLC的I/O的外扩I/O模块连接。模拟PLC的CPU的工控机作为整个仿真PLC系统的核心，上位机的可视化逻辑编辑和系统调度算法都在模拟PLC的CPU的工控机中完成。

所述模拟PLC的I/O的外扩I/O模块与机床设备连接；

所述机床设备包括机床、机械手和外围设备；

所述外围设备包括检测机、清洗机、倒角机、翻转站、上料台、下料台和甩料台。

所述模拟PLC的I/O的外扩I/O模块优选为智能IO模块；智能IO模块支持TCP网络传输，更易于扩展和使用。

所述模拟PLC电源的外接电源模块优选为交流220V电源。

所述基于机床上下料的仿真PLC系统的控制方法，包括如下步骤：

（1）通过UI交互层模块进行上位机的可视化逻辑编辑；

（2）通过数据链路层模块进行工艺设置解析、IO解析并完成上下料系统中机床设备的调度；

（3）通过数据层模块将工艺流程、调度记录的数据写入数据库中；

步骤（1）中所述上位机的可视化逻辑编辑包括如下步骤：

（11）点击“开始”按钮；

（12）设置工艺名；

（13）设置执行设备；

（14）设置步骤ID；

（15）设置分支ID；

（16）设置动作命令；

（17）设置执行命令的IO条件；

（18）执行“设定完成”，结束逻辑编辑；取消执行“设定完成”，重复（13-17）的步骤。

步骤（2）中所述工艺调度包括如下步骤：

（21）点击“开始”按钮；

（22）确认是否是“首次布置任务”；

（23）确认“上次作业是否是工序最后一项作业”，如果是，则结束作业；如果不是，执行步骤（24）；

（24）获得后续作业；

（25）判断I/O是否符合作业执行条件，如果符合，执行步骤（26）；如果不符合，确认是否正常流程等待，如果是，重复步骤（25），如果不是，则发出警告而结束作业；

（26）组装作业指令；

（27）发送作业指令；

（28）重复步骤（22），进入下一轮作业。

所述步骤（22）包括如下步骤：

（221）如果是“首次布置任务”，确认“是否选择关闭系统”，如果是，执行步骤（23-28），如果不是，执行步骤（24-26）；