永宏PLC在制杯机取杯机械手上的应用
1.行业介绍
一次性塑料杯、塑料碗开始广泛传播始于上世纪70年代末，凭借其便捷、卫生等特质，使其在餐饮业备受器重。塑料杯和塑料碗制造业的快速发展主要是因为这些塑料制品是方便和省时的。目前，塑料杯和塑料碗广泛应用于饮料店、热冷饮店、奶茶店、酒店、餐厅和咖啡店，提供各种塑料杯装的外带饮品和现场使用。
随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，该设备被广泛应用于一次性塑料杯制造领域的取杯自动化作业，可以快速从一次性塑料杯成型机中取出并叠放到设定数量。很好的提高了生产效率、节约了人工成本，降低了劳动强度、改善了生产环境。
工作原理：制杯机取杯机械手通过伺服电机来进行XY轴控制手臂前进到成型机模具中，通过真空发生器来吸取塑料杯，取出后通过设定参数叠放到输送带上，通过输送带传送到包装机上进行包装。
2.系统设计方案
2.1方案背景
制杯机取杯机械手是根据传统的人工拾取叠放塑料杯设计开发的一款全自动的取杯叠放设备，相对于人工操作叠杯，自动取杯机械手更快，叠放精度更高，无人工接触更加卫生。全自动制杯机取杯机械手控制多采用PLC控制系统，PLC不但能满足客户的控制要求，而且系统稳定性好、可操控性高。本文主要以永宏PLC在制杯机取杯机械手上的应用为背景，对该方案的硬件设计、软件设计和实施结果（应用效果）进行了详细的阐述和说明。
2.2 客户需求
根据机械结构和工艺要求，客户要求拥有以下功能，首先要求可进行手动控制步进电机、气缸等，有模拟启动和单独停机功能，HMI显示当前当前机械手运行状态、主机当前角度显示等功能。总而言之，制杯机取杯机械手既需要很好的实现多种控制要求，同时也需要很好的实现多种工艺要求。制杯机取杯机械手具体工艺及功能要求下表。
要求1 | 可进行单独手动XY轴控制 |
要求2 | 拥有急停、暂停、停机三种停止方式 |
要求3 | 伺服运行参数可进行触摸屏设置 |
要求4 | 具有依次模拟运行和配合主机运行功能 |
要求5 | 触摸屏实时显示当前机械手运行状态 |
要求6 | 具有设备不运行报警提示功能 |
要求7 | 各工位能单独启停操作 |
要求8 | 能控制成型机的启停与制杯动作 |
… | … |
3.硬件配置
制杯机取杯机械手组装机需要控制2个伺服电机和1个变频器以及多个气缸。所以采用1台FBs-40MCT2-AC（主机）作为整台设备的控制系统；并使用1个FBs-B2DA（模拟量板）进行PLC对变频器的频率控制；上位机采用HMI触摸屏界面用于数据监控及参数设置。运动控制采用用伺服驱动及电机和变频器及电机；执行单元选用气缸，普通电机等；检测单元选用编码器和接近开关。整套配置方案能够帮助客户节约很多系统成本。整套配置方案能够帮助客户节约很多系统成本。
4.工艺流程
制杯机取杯机械手的工艺流程主要分为四个流程：机械手控制，输送带控制，主机控制，制杯控制。还有辅助的报警功能等。
机械手控制：XY轴伺服电机进行取杯放杯动作。
输送带控制：对叠放好的塑料杯进行传送。
主机控制：控制变频器启停以及频率变化。
制杯控制：塑料杯成型控制。
5.结论（实施结果）
通过现场调试，制杯机取杯机械手组装机具有结构简单、操作简单、便于维护、生产效率高、生产质量高等优点，设备的运行效率为2-3s/板，而且设备在运行过程中运行平稳、生产效率高；从而可以为客户提高生产效率，降低劳动强度，节约人工成本，改善生产环境。该设备在一次性塑料杯领域得到了越来越广泛的应用，以其高速度、高精度、高稳定性和很强的适用性，同时也得到了越来越多的客户认可。
