基于PLC的服裝吊掛系統(tǒng)分揀下架裝置設(shè)計

戴亦宗，張歆伊

(1.揚州市職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚州 225002；2.揚州大學(xué)，江蘇 揚州 225001)

0 引言

服裝制造業(yè)的基本作業(yè)流程為生產(chǎn)車間制造→分揀人員分揀→倉儲→物流運輸。在一些大型服裝加工企業(yè)中，不同的款式和數(shù)量需要發(fā)往不同的門店和供應(yīng)商，都需要高效分揀來提高工作效率。服裝行業(yè)已經(jīng)開始應(yīng)用服裝吊掛物流傳輸系統(tǒng)，這些系統(tǒng)通常與射頻識別技術(shù)相結(jié)合，可以對服裝物流各個環(huán)節(jié)進行自動化數(shù)據(jù)采集，如服裝揀貨、服裝分包、物流監(jiān)管、終端收貨、物流追蹤等。但是，在服裝吊掛傳輸系統(tǒng)中，服裝在主軌道上運行到倉儲區(qū)需要人工干預(yù)，下架、搬運需要大量人力，效率較低，因此設(shè)計一種服裝分揀系統(tǒng)下架機構(gòu)，將輸送主導(dǎo)軌與各倉儲部門進行有效連接，可使服裝在第一時間下架進入倉儲，滿足流水線作業(yè)，進一步減輕操作人員工作量，提高服裝吊掛系統(tǒng)的工作效率。

2 下架裝置機械結(jié)構(gòu)

如圖1 所示，自動下架系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)由導(dǎo)向裝置與自動下架器兩部分組成。導(dǎo)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)由前導(dǎo)桿安裝板、后導(dǎo)桿安裝板、前導(dǎo)桿和后導(dǎo)桿連接構(gòu)成。前導(dǎo)桿和后導(dǎo)桿均由斜桿段和直桿段構(gòu)成。前導(dǎo)桿與后導(dǎo)桿的斜桿段呈V形夾角，兩者之間直桿段相互平行[1]。標簽過渡板導(dǎo)向移動于兩導(dǎo)桿之間，通過該機構(gòu)可以調(diào)節(jié)主軌道輸送過程中的衣服標簽位置。移動過程中標簽將正對掃碼器，可使掃碼器有效識別服裝上的電子標簽，杜絕了漏讀缺陷，提高了系統(tǒng)容錯率。

圖1 下架裝置機械結(jié)構(gòu)

自動下架器由下架頂桿、安裝支架、下架桿和下架氣缸組成，各規(guī)格服裝通過掃描識別后控制下架氣缸發(fā)生動作，由氣缸輸出軸的直線往復(fù)運動，帶動轉(zhuǎn)桿和道閘板進行轉(zhuǎn)動，從而使道閘板與下架桿頭部形成閉合或斷開。當(dāng)?shù)篱l板與桿接頭斷開時，服裝隨掛架由主軌道移動進入下一個下架機構(gòu)繼續(xù)處理。當(dāng)?shù)篱l板與桿接頭閉合時，服裝直接從當(dāng)前的下架桿進行下架處理[2]。由于下架桿與主導(dǎo)軌帶有傾斜角度，可使服裝直接進入到與當(dāng)前下架桿相連的倉儲車間中，通過下架機構(gòu)可以將生產(chǎn)車間與輸送主導(dǎo)軌進行有效連接，使服裝在第一時間下架進入倉儲車間，滿足流水線作業(yè)。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計

2.1 整體控制電路設(shè)計

系統(tǒng)由基于485通信的RFID讀卡器、PLC主控制器、上位機組成，如圖2所示。各站點衣服讀卡識別器為從站，當(dāng)衣服通過各從站點時，讀卡器讀取衣服電子標簽數(shù)據(jù)，將衣服代碼485通信傳輸給PLC主站[3]，對比該站點收集衣服代碼，發(fā)出指令給從站，從站讀卡器輸出控制繼電器驅(qū)動電磁閥，使氣缸運動，衣服下架，同時PLC將信息傳輸至上位機，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的信息化管理。

圖2 電氣控制電路框架

2.2 IC卡讀卡器

各種款式、型號的衣服在不同站點進行電子識別，對于是否在該站點下架進入倉儲，設(shè)計了衣服電子標簽，采用非接觸式IC 卡，又稱“無觸點IC 卡”或“智能卡”。它將芯片和微型天線封裝于標準的P V C卡基內(nèi)，通過無線電波或電磁場感應(yīng)實現(xiàn)芯片與讀卡器之間的交互通信，具有可讀寫、可加密、容量大等優(yōu)點。每個衣架都有自己的IC卡電子標簽，站點可獲取每個衣架衣服信息并上傳至主站，從而做出相應(yīng)動作[4]。

工控設(shè)備感應(yīng)式讀卡器基于RS485通信，采用標準MODBUS協(xié)議RTU模式，12～36 V寬電壓供電，讀寫距離10 cm。PLC主站給讀卡器發(fā)出讀卡指令，當(dāng)帶有IC卡標簽的服裝進入下架站點，讀卡器檢測到有卡，PLC再次發(fā)出指令讀取IC卡內(nèi)扇區(qū)數(shù)據(jù)，PLC接收到數(shù)據(jù)進行比對，控制下架機械裝置運行。

2.3 主站PLC控制系統(tǒng)

PLC主站硬件系統(tǒng)如圖2所示，主單元FX3U-16MR，擴展板卡FX3U-485ADP-MB，可作為主站或從站，通信速度達 19.2 kbps，最多可連接16個從站，支持MODBUSRTU/ASCII，通過 ADPRW 指令存取，與讀卡器通信時，串口參數(shù)：19200，N，8，1，主站站號為1，通信延時：0，通信延時應(yīng)答可修改，功能碼：03H、06H、10H(十六進制)。

3 通信設(shè)置與程序

3.1 PLC通信端口設(shè)定

三菱FX系列的PLC系統(tǒng)軟件內(nèi)已封裝了Modbus協(xié)議，如圖3所示，編程時只需對系統(tǒng)特殊數(shù)據(jù)寄存器D8400-D8416 賦相應(yīng)的值，設(shè)定通信參數(shù)，在MODBUS通信設(shè)定中，使用特殊輔助繼電器M8411，將LD M8411作為接點的MOV指令[5]。

圖3 通信設(shè)定初始化

3.2 讀卡程序

如圖4所示，對通信端口初始化后，對下位機讀卡器進行參數(shù)設(shè)置，采用循環(huán)詢問方式，判斷帶有電子標簽的衣服是否通過站點，然后發(fā)送指令給讀卡器讀取衣服編碼到寄存器中，PLC讀取寄存器。

圖4 讀卡程序

4 結(jié)語

服裝在主導(dǎo)軌上運輸，通過自動下架裝置自動下架，并讀取衣服編碼信息至上位機，效率高，使生產(chǎn)車間的成品服裝能夠及時進入倉儲，滿足流水線作業(yè)，減輕了操作人員工作量，提高了倉儲效率。