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

1. 启动放置了物料托盘的传送带

2. 检测物料托盘到位后，停止传送带

3. 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

4. 夹取物料

5. 将物料移动到物料托盘区域，同时正向旋转180度

6. 放置物料至托盘

7. 夹具移动回等待区，同时负向旋转180度

8. 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

1. 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。

2. 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。

3. PLC将四轴运动相关的实时数据发送给MCD用于仿真。

4. MCD将托盘位置信号等信息发送给PLC用于操作的流程控制。