Hi！又和大家见面啦！今天和我一起了解S7-200 SMART V2.8版本四轴运动控制搬运的应用吧！

图1 机械结构模型

S7-200 SMART V2.8版本增强了运动控制功能，ST60支持通过脉冲输出控制4轴电机运动。此工程使用了3D直线插补运动控制，同时控制一个夹具的旋转轴，实现物料搬运的应用。

SMART LINE作为人机交互设备，实现对运动控制的监控和操作。

通过虚拟调试软件NX MCD，实现物料搬运工程的实时仿真。

物料搬运应用的工作流程

启动放置了物料托盘的传送带

检测物料托盘到位后，停止传送带

夹具移动到PLC计算出的下一个待取物料于存储区的所在位置

夹取物料

将物料移动到物料托盘区域，同时正向旋转180度

放置物料至托盘

夹具移动回等待区，同时负向旋转180度

进入下一个循环

小贴士

硬件及软件需求

1. 硬件要求

SIMATIC S7-200 SMART V2.8 ST60 CPU

SMARTLINE V4 SP1

SIMATIC IPC

2. 软件要求

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8

SIMATIC WinCC Flexible SMART V4 SP1

NX MCD 2206

PLC程序说明

运动控制向导

图2 运动向导界面

在STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8中打开运动控制向导，组态4个轴。其中轴0、轴1和轴2配置成轴组0、轴3为旋转轴。

程序架构

示例程序中子程序间的调用架构如下图所示。

图3 程序架构

MotionCtrl子程序

该程序用于初始化四个运动轴，使能，零点设置，运动停止等功能。

PnP子程序

该子程序将控制物料搬运流程中的各个步骤，如上文在通用描述中的陈述。程序调用GetRow子程序来获取物料坐标，调取MovePath子程序对运动轴进行控制。

MovePath子程序

该子程序将控制搬运操作中轴的具体运动。3D运动包括7个点位：抓取前、抓取、抓取后、释放前、释放、释放后和等待点。旋转运动包括：夹取物料后正向旋转180度和释放物料后负向旋转180度（关于该子程序的详细内容可参考往期样例程序运动控制专栏的——SMART 点对点之间搬运应用）。

GetRow子程序

该子程序将记录和计算取料位置的坐标。

其中调用了库“Mod_W”，用于获取整数除法的余数。

HMI画面介绍

图4 HMI界面

功能说明

“四轴使能”按钮

可将四个运动轴使能。使能后，按钮背景色为蓝色，再次点击按钮，可取消使能，按钮背景色变为灰色。

“设置零点”按钮

可将当前位置设置为各轴的零点位置。

“启动搬运”按钮

可开启搬运操作。当搬运开始进行，此按钮背景色为蓝色。

“停止搬运”按钮

可中止搬运操作。

“3D运动速度”设置栏

可设置XYZ三轴的运动速度。建议值为：200。

“旋转速度”设置栏

设置栏可设置旋转轴的速度。建议值为：20。

运动数据显示栏

可显示3D运动和旋转运动的位置值和速度值。

报警信息界面

可显示程序报警信息。

用户管理界面

可进行用户登录管理，配合用户群组设置，可实现操作权限管理。

NX MCD仿真

图5 NX MCD软件界面

功能介绍

NX MCD是西门子NX平台中机电一体化概念的设计模块，可用于3D模型定义刚体、碰撞体、运动副、速度以及位置控制等。

本案例中，运行在PC上的NX MCD软件通过Modbus TCP与PLC通信。PLC同时与HMI通信，进行人机交互。

PLC将四轴运动相关的实时数据发送给MCD用于仿真。

MCD将托盘位置信号等信息发送给PLC用于操作的流程控制。