一、概述

 

由采埃孚轉(zhuǎn)向泵金城有限公司投資的轉(zhuǎn)向泵自動裝配線項目位于南京新港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，主要生產(chǎn)轎車和輕型商務(wù)車用的轉(zhuǎn)向泵和蚪。汽車轉(zhuǎn)向泵是一種中高檔汽車用的零部件，它為汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供一種高性能的動力源烹棉，與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相配合可以產(chǎn)生卓越的轉(zhuǎn)速流量特性從而使得駕駛舒適攒霹。這種汽車部件由多個零件組成，需要借助不同的設(shè)備浆洗，按照一定的工序?qū)⑺鼈兘M裝起來催束。在整個過程中，需要對裝配時的壓力伏社、位移和時間等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控抠刺，以滿足嚴(yán)格的工藝要求，保證裝配質(zhì)量摘昌。汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線是完成上述工序的一組設(shè)備矫付，它共有12個工位,以實現(xiàn)不同的裝配功能，其生產(chǎn)流程如圖1所示第焰。

 

 

 

圖1 汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線生產(chǎn)流程圖

 

系統(tǒng)的控制對象包括氣液增力缸式壓機(jī)﹑夾具﹑壓力/位移監(jiān)控儀﹑密封測試儀﹑綜合功能測試儀和智能螺栓擰緊系統(tǒng)等，由于各個工位間相互獨(dú)立且有一定距離卫削，因而各采用一臺西門子PLC作為控制器产贤，一臺SIMODRIVER 611A伺服驅(qū)動器及1FT5伺服電機(jī)用于旋鉚工位的分度盤旋轉(zhuǎn)臺控制，另有兩臺MicroMaster系列MMV37變頻器用于生產(chǎn)線的物料傳輸系統(tǒng)赌矩。表1列出了該裝配線使用的西門子S7-PLC型號及其在各個工位的分布鹦房。

 

CPU 型 號

數(shù) 量

工 位 號

控 制 對 象

 

CPU212(6ES7212-1AA01-0XB0)

1

WS1.2

TOX氣液增力缸

 

CPU214(6ES7214-1BC10-0XB0)

8

WS1.1,WS1.3,WS2.1,WS2.2, WS2.3,WS3.3,WS4,WS5

壓機(jī)﹑夾具﹑CoMo II-S監(jiān)控儀﹑傳送帶﹑綜合功能測試儀

 

CPU214(6ES7214-1AC01-0XB0)

1

WS3.4

LPG794A密封測試儀﹑自動貼標(biāo)機(jī)

 

CPU314(6ES7314-1AE02-0AB0)

1

WS3.1

旋鉚機(jī)﹑分度盤旋轉(zhuǎn)臺

BOSCH智能螺栓擰緊系統(tǒng)

 

表1 裝配線使用的主要PLC產(chǎn)品

 

圖2所示為該公司的廠房外景和裝配線中的一個工位。

 

 

 

圖2 生產(chǎn)廠房和裝配線中的一個工位圖

 

二浑梳、系統(tǒng)要求

 

現(xiàn)以工位WS1.1為例悲社，介紹設(shè)備的工作過程。該工位將滾針軸承壓入端蓋染窝，當(dāng)按下啟動按鈕后反没，設(shè)備先檢測軸承放置的方向，如果正確医惠，夾具自動鎖緊缺员，啟動壓裝過程，否則系統(tǒng)報警器谦，壓機(jī)不工作弯囊，同時OP3操作面板顯示錯誤信息。壓裝開始后胶果，系統(tǒng)同時啟動CoMo II-S智能測量儀表匾嘱，對壓力和位移進(jìn)行監(jiān)測斤斧，若整個過程的壓力/位移曲線滿足工藝要求(位于一定的范圍內(nèi))，則裝配合格霎烙，綠色指示燈亮撬讽，壓機(jī)退回，夾具松開吼过，零件可轉(zhuǎn)入下道工序锐秦，否則紅色指示燈亮，結(jié)果不合格盗忱，系統(tǒng)復(fù)位后酱床，零件經(jīng)確認(rèn)后轉(zhuǎn)入廢品站。

 

為了能實時檢測壓力和位移趟佃，得出兩者間的實時關(guān)系曲線扇谣，并據(jù)此對過程做出評判，系統(tǒng)采用了Kistler的CoMo II-S智能測量儀表闲昭，它內(nèi)置電荷和電壓放大器冕咒，可以實時采集壓力和位移兩路模擬輸入信號，自動選擇量程和不同的坐標(biāo)及最佳刻度益爽，得出測量曲線彭理，具有閥值、公差帶企棘、方框和終位等多種分析功能凝顿，并可根據(jù)需要選擇不同的組合對各種過程進(jìn)行分析和監(jiān)測，與PLC接口方便射传。壓力的檢測采用Kistler的壓電式傳感器菌菇，經(jīng)電荷放大器由CoMo II-S采集到壓力實時值，位移用Novotech的高精度位移傳感器測量域曼，并由CoMo II-S采集到實時值浪顽，與壓力一起作為被監(jiān)控的變量。壓機(jī)由氣壓驅(qū)動的氣液增力缸實現(xiàn)俱篡，其升降由電磁閥控制东悔。

 

三、控制系統(tǒng)的硬件組成及軟件設(shè)計

 

根據(jù)該工位的輸入/輸出信號的點(diǎn)數(shù)要求颤枪，選用CPU214 PLC作為控制核心姥芥，并擴(kuò)展了一塊EM223數(shù)字量模塊，共有22位數(shù)字量輸入點(diǎn)汇鞭，18位數(shù)字量輸出點(diǎn)凉唐。為了顯示系統(tǒng)狀態(tài)和輸入控制參數(shù)，選用了一臺OP3操作面板霍骄，經(jīng)PPI通訊接口與CPU214連接台囱〉荩控制系統(tǒng)的硬件組成如圖3所示。

 

 

圖3 工位WS1.1 控制系統(tǒng)組成圖

 

系統(tǒng)中的I/O地址分配如下表所示：

 

輸 入

輸 出

標(biāo) 志 位

 

地址

功能

地址

功能

地址

功能

 

I0.0

雙手按鈕啟動

Q0.0

壓機(jī)向下

M0.0

初始化,指示燈測試

 

I0.1

自動/手動選擇

Q0.1

壓機(jī)向上

M0.1

自動模式

 

I0.2

復(fù)位按鈕

Q0.2

夾具鎖緊

M0.2

手動模式

 

I0.3

壓力檢測

Q0.3

夾具松開

M0.3

定時器4秒延時結(jié)束,復(fù)位

 

I0.4

軸承方向檢測

Q0.4

綠色指示燈

M11.0

手動模式,復(fù)位所有動作

 

I0.5

復(fù)位接近開關(guān)

Q0.5

紅色指示燈

M11.1

手動模式,壓機(jī)向上

 

I0.6

夾具緊磁性開關(guān)

Q0.6

空壓機(jī)閥門

M11.2

手動模式,壓機(jī)向下

 

I0.7

夾具松磁性開關(guān)

Q0.7

壓力報警

M11.3

手動模式,夾具松開

 

I1.0

壓機(jī)上位開關(guān)

Q2.0

Kistler啟動

M11.4

手動模式,夾具鎖緊

 

I2.0

Kistler就緒信號

Q2.2

Kistler程序選擇1

M11.5

啟動Kistler

 

I2.1

零件合格

Q2.3

Kistler程序選擇2

M15.1

顯示軸承方向不對

 

I2.2

零件不合格

 

 

M15.2

顯示壓力低報警

 

M15.3

顯示零件合格

 

M15.4

顯示零件不合格

 

表2 工位WS1.1的I/O地址分配表

 

控制軟件用STEP7 Micro/Win編寫簿训，OP3由ProTool組態(tài)軟件進(jìn)行配置咱娶。控制程序分自動和手動兩部分强品，在手動部分膘侮，通過OP3可以操縱所有運(yùn)動機(jī)構(gòu)的動作，包括壓機(jī)的榛、夾具的動作琼了，CoMo II-S的參數(shù)選擇及啟動，便于系統(tǒng)調(diào)試仔同。在自動部分键切，所有動作按要求的次序完成，程序中定義了一些內(nèi)部標(biāo)志寄存器位圃靖，用于PLC和OP3間交換信息龙喂，同時也使用了順序寄存器指令，使各程序步間互鎖榛蜻，提高了系統(tǒng)的可靠性秧梨。自動部分的軟件流程如圖4所示。

 

圖4 控制系統(tǒng)軟件流程圖

 

四盅力、結(jié)束語

 

汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線采用西門子S7系列PLC控制漠恰，不僅簡化了系統(tǒng)，提高了設(shè)備的可靠性鞠洪，也大大提高了成品率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過操作面板修改系統(tǒng)參數(shù)就可以實現(xiàn)多種不同產(chǎn)品的裝配平敏，現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)和產(chǎn)品信息都在操作面板上顯示出來乏唤，方便了用戶的操作和維護(hù)。該裝配線自2001年投入運(yùn)行以來愤惰，工作穩(wěn)定可靠苇经，加工出的產(chǎn)品經(jīng)專業(yè)設(shè)備的嚴(yán)格測試，質(zhì)量和性能完全符合要求宦言，受到了用戶的好評扇单。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享奠旺，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實性負(fù)責(zé)蜘澜，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布响疚、編輯整理上傳鄙信，對此類作品本站僅提供交流平臺瞪醋，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻装诡、圖片银受、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知鸦采，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容宾巍，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn蜗南。