S7-200 PLC在汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線中的應(yīng)用

一、概述

　　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，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。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。這種汽車部件由多個零件組成，需要借助不同的設(shè)備，按照一定的工序?qū)⑺鼈兘M裝起來。在整個過程中，需要對裝配時的壓力、位移和時間等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，以滿足嚴(yán)格的工藝要求，保證裝配質(zhì)量。汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線是完成上述工序的一組設(shè)備，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。

　　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，因而各采用一臺西門子PLC作為控制器，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)。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。

　　圖2 生產(chǎn)廠房和裝配線中的一個工位圖。

二、系統(tǒng)要求

　　現(xiàn)以工位WS1.1為例，介紹設(shè)備的工作過程。該工位將滾針軸承壓入端蓋，當(dāng)按下啟動按鈕后，設(shè)備先檢測軸承放置的方向，如果正確，夾具自動鎖緊，啟動壓裝過程，否則系統(tǒng)報警，壓機(jī)不工作，同時OP3操作面板顯示錯誤信息。壓裝開始后，系統(tǒng)同時啟動CoMo II-S智能測量儀表，對壓力和位移進(jìn)行監(jiān)測，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，綠色指示燈亮，壓機(jī)退回，夾具松開，零件可轉(zhuǎn)入下道工序，否則紅色指示燈亮，結(jié)果不合格，系統(tǒng)復(fù)位后，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，得出兩者間的實時關(guān)系曲線，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，它內(nèi)置電荷和電壓放大器，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，得出測量曲線，具有閥值、公差帶、方框和終位等多種分析功能，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。壓力的檢測采用Kistler的壓電式傳感器，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，并由CoMo II-S采集到實時值，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)，其升降由電磁閥控制。