通过以上介绍，了解了产品的形状及加工的运行的过程，本设计需要设计上下料机械来实现对物料的加工，下面开始对系统整体方案进行设计。

2。1。2系统方案论证与确定

基于PLC的工业卷边机智能上下料机械手，主要是通过对PLC控制器编写相关运动控制程序来进行机床的自动上料和下料控制，同时通过触摸屏实时的监控上下料机械手的运动状态，设计方案如下：

（1）方案1：控制器采用PLC，传动装置通过伺服电机与丝杆带动取料装置前后运行来进行精确的定位，气缸来实现取料装置的上升与下降，电磁吸盘进行物料的吸取，从而实现取料与放料的功能，运行过程中通过触摸屏实时的进行监控。

（2）方案2：控制器采用西门子PLC,传动装置采用混合步进电机与谐波减速器来带动转臂装置来进行精确的定位，气缸来实现取料装置的上升与下降，电磁吸盘进行物料的吸取，从而实现取料与放料的功能，运行过程中通过触摸屏实时的进行监控。

关于本系统设计出了两个可行性方案，经过思考与对比，方案1存在如下问题，体积较大可能会给现场模具更换带来困难，成本相对较高，且很难实现对两台机床同时上下料,效率较低，所以选择方案2为本文的最终方案，方案确定如下：

（1）控制器采PLC,基本组成结构包括电源模块，CPU，存储器，输入输出口等。具有使用方便，编程简单，功能性强且性价比高，用户使用方便；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计、安装、调试工作量少；维修工作量少，维修方便等特点。

（2）电机采用混合步进电机，其是通过将电脉冲信号转变角位移或线位移的闭环控制，同时电机自带编码器获得反馈信号给驱动器，驱动器按照反馈值与目标值相互比较从而微调转子转动角度。

（3）谐波减速器是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。具有承载能力高、体积小、重量轻、传动效率高、传动平稳、运动精度高等优点。

2。1。3系统总体框图

采用PLC作为运动控制系统的主控制器，当按下复位按钮时，CPU自动控制混合步进电机寻找参考点的同时气缸和电磁铁进入初始状态，使其处于准备运行状态，此时按下启动按钮，控制器运行程序，检查到传输带上物料到达后开始自动上下料。

为了方便获得运动过程的监控，本系统可通过触摸屏完成系统的运动过程监控。系统总体框图如图2-5所示。

图2-5 系统整体方框图

触摸屏通过串口与PLC进行通讯，PLC控制上料机械手与下料机械手对两台机械同时进行上下料。

2。2系统动作路径设计

对于卷边机上下料系统的设计，主要取决于对物料加工流程的了解，从而确立自己的编程思想，对于上下料系统的上下料路径设计如图2-6，分别有两个机械手，一个上料机械手，一个下料机械手，考虑工厂对加工数量的要求，本系统让两个机械手同时给两台卷圆机床同时上料与下料。上料机械手有五个工作位置，分别为取料位置，机床1上料等待位置，机床1上料位置，机床2上料等待位置，机床2上料位置。首先按下复位按钮后，机械手寻找参考点之后进入取料位置，按下启动按钮，系统进入运行状态等待物料到达，物料到达后，上料机械手下降取料，取完料，机械手上升如果机床1准备就绪直接进行上料，如果机床1未准备就绪，运行到机床1上料等待位置，等待机床1就绪后再开始上料。机床1上料完成之后，返回取料位置继续取料给机床2上料并呼叫机床1加工如此循环。下料机械手也同时有五个工位，分别物料释放位置，机床1取料等待位置，机床1取料位置，机床2取料等待位置，机床2取料位置。首先按下复位按钮，机械手寻找参考点之后进入机床1取料等待位置，等待机床1加工完成信号，接收到信号后进入机床取料，取完料后呼叫上料机械手为机床1上料，同时运行到达释放位置释放物料随后进入机床2取料等待位置等待机床2加工完成信号，如此循环，实现对两台机床快速稳定的自动上下料控制。