模具分上模、下模兩套；模架用以夾持上、下模焚寂，并完成方向盤生產(chǎn)所必須的所有動作；高壓發(fā)泡機系統(tǒng)用以完成iso（異氰酸脂）和pol（聚醚多元醇）兩種化工原料高壓混合在方向盤骨架上形成一層自結(jié)皮泡沫。汽車方向盤生產(chǎn)設(shè)備主要由模具沧奴、模架痘括、高壓發(fā)泡機系統(tǒng)組成。

汽車方向盤模架生產(chǎn)的工藝過程如圖1所示：

圖1 汽車方向盤模架生產(chǎn)工藝過程

首先準備好做方向盤的原材料方向盤骨架和聚氨酯滔吠，先開下模远寸、開上模再在模腔里噴脫模劑，再放預(yù)先準備好的方向盤原始骨架屠凶，接著合上上下模驰后，再把高壓發(fā)泡里的發(fā)泡料澆注到合上的上下模空間里矗愧，在特定的環(huán)境里熟化一段時間達到預(yù)期效果再開上下模架灶芝，利用模架里的頂針頂出制品。由于在模架里還是有些毛邊唉韭，出來的制品在經(jīng)過一定的修邊準形既可入庫夜涕。

方向盤控制系統(tǒng)計成一個控制柜控制2臺液壓模架，共有34個輸入属愤，18個輸出女器。輸入信號有上、下模平臺開合到位行程開關(guān)岗命、上模平臺安全銷插入巨脚、退出行程開關(guān)、制品頂出接近開關(guān)信號品救、開合模按鈕敢弟、自動、手動他景、換模工作方式選擇開關(guān)等捅振，輸出信號有控制有無油壓的電磁溢流閥、上托足、下模平臺開合模電磁閥怯糠、制品頂出電磁閥、安全鎖銷電磁閥妒穷、定時器瓦统、聲光報警器、信號燈等衅侥。根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械控制要求癞季，確定選用西門子s7-200系列plc：cpu226（24i/16o）及其擴展模塊em223（16i/16o），輸入輸出均留有擴展余地倘潜，同時將來plc外部輸出觸點損壞，僅修改一下程序即可，無需拆卸plc涮因。

此系統(tǒng)控制中的電磁閥是有一號模架與二號模架控制废睦。一號模架為主模塊有s7-200系列plc-cpu226（24i/16o）控制一號電磁閥, 其輸入輸出端子功能如表1所示。二號模架為擴展模塊有s7-200系列plc-em223（16i/16o）控制二號電磁閥,其輸入輸出端子功能如表2所示养泡。

表1 cpu226各輸入與輸出端子功能表

表2 em223各輸入與輸出端子功能表

安全問題是至關(guān)重要的嗜湃，機械上除安裝平衡閥以使上下模平臺任意位置均可停住，上模打開后安全鎖銷插入澜掩，防止上模落下外购披，電氣硬件設(shè)計中采取以下措施：

合模設(shè)置雙手按鈕，防止操作工合模過程中發(fā)現(xiàn)骨架沒放好等原因?qū)⑹稚爝M模腔造成事故肩榕；

自動方式開模時不設(shè)置成點動方式刚陡，即設(shè)計成按開模按鈕直到下模開到位后方可松手，防止點動開模鈕后株汉，工人即離開操作臺到模架附近上模打開時的易傷人事故筐乳；

檢測“制品”是否“頂出”的接近開關(guān)，用于檢測油缸活塞桿位置狱槽，安裝位置有油污涨给，并且若信號有誤，頂出器沒有回位情況下合模屿帕，將導(dǎo)致頂出器將上模頂壞念肆，造成設(shè)備事故。

軟件設(shè)計

根據(jù)工藝要求盗晓，程序有三種工作模式:自動方式困荤、手動方式、換模方式待讲。自動方式用于正常生產(chǎn)捎鹤，以提高工作效率；手動方式主要用于測試模架所有動作是否可靠殃烤，以及微調(diào)整用亡荞；換模方式主要用于更換模具使用。1情誊、2號模架程序相同水孩。

由于一個控制柜控制2臺液壓模架，兩臺模架生產(chǎn)過程相同琐驴，其中一個模架的程序流程如圖2所示俘种。

圖2 方向盤模架程序流程圖

在程序設(shè)計中，由于方向盤生產(chǎn)工藝要求發(fā)泡料注入模腔后的初始10s鎖模力要足夠大绝淡，上宙刘、下模具間要求間隙要很小，否則制品飛邊較大，浪費原料悬包，也可能產(chǎn)生其它因泡沫結(jié)構(gòu)不好而導(dǎo)致次品衙猪。由于機械上不論平衡閥、油缸多好布近，其密封均可能磨損而導(dǎo)致泄漏垫释，可將程序中控制下模關(guān)閉的電磁閥q1.1在關(guān)閉到位后延時5s再斷電，持續(xù)給油缸供高壓油撑瞧，補償泄漏損失棵譬，有效地解決了問題，大大提高產(chǎn)品的合格率预伺。

部分程序設(shè)計

圖3為系統(tǒng)工作方式的梯形圖唠俄，其中合摸設(shè)置為雙手按鈕是為了防止操作工在合模過程中發(fā)現(xiàn)骨架沒放好等原因?qū)⑹稚爝M摸腔造成事故。接通延時計時器ton設(shè)定時間t=50×100ms=5s肥刻，主要用以關(guān)下模的電磁閥到位后延時5s再斷電亮史，持續(xù)油缸供高壓，補償泄露損失茄溢，有效解決難題哩敞，大大提高了產(chǎn)品合格率。圖4為液壓液壓單元控制閥及控制聚合指示蝉狭。泡沫聚合為此模架系統(tǒng)最后道時序点级，聚合時要有聚合定時，當(dāng)達到聚合理想值時撞恰，既聚合完畢宽缴，控制面板上聚合合完畢指示燈亮，程序完畢审服。圖5為系統(tǒng)自動運行方式的梯形圖趾迈，由于頂針頂出是選用的是自動模式頂針頂出，主電路i/o配置中的sb4鍵模架臺上按下頂針頂出鍵烤惊，程序中還設(shè)計了換模方式下關(guān)上模與開下模的操作乔煞。圖6為模架解鎖/加鎖控制的梯形圖，上模解鎖和上模加鎖就是在上模已加鎖限位上加一個延柒室，來使發(fā)泡料有一定的時間聚合渡贾，ton接通延時為1s，還有檢測制品是否頂出的接近開關(guān)雄右，用于檢測油缸活塞桿位置空骚，安裝位置有油污，并且若信號有誤擂仍，頂出器沒有回位情況下合模囤屹，將導(dǎo)致頂出器將上模頂壞熬甚，造成設(shè)備事故。

結(jié) 語

該系統(tǒng)經(jīng)過改造后牺丙，不僅提高了生產(chǎn)效率和抗干擾性能则涯，降低了廢品率复局，而且系統(tǒng)具有友好的中文界面冲簿，能對參數(shù)進行設(shè)置和修改，對故障能進行很好的監(jiān)測及顯示屏糊。

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