2024年2月9日发(作者：)

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．９，２０１４　基于ＰＬＣ自动压装机控制系统的设计　潘玉兰　（柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州５４５００７）　摘要：介绍了基于三菱ＰＬＣ自动压装机控制系统的设计过程。该系统的核心控制部分是ＰＬＣ，主要内容是有关ＰＬＣ　的软件和硬件。阐述了ＰＬＣ自动控制方面的各种应用情况。　关键词：三菱ＰＬＣ；编程器；自动化控制　中图分类号：Ｕ４６８．２１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１４）０９—０１６４—０４　随着目前汽车制造业机加工序的发展，对汽车　较大的安全隐患。　零部件的自动装配质量提出了更高的要求，对压装　本设计以一台龙门式压装专机为基础，使之可　技术的要求也同样如此。约有７０％的工序在生产过　以安装在装配流水线线体之上，操作者只需要将转　程中实现自动化和柔性化，但装配的自动化的程度　向节和防尘板放在流水线的工装板上，工装板自动　还很低，虽然有各类的装配流水线，但装配线只是提　流人压装专机后，斜顶缸斜向伸出支撑住工装板底　供产品的移动平台，大部分装配作业要靠手工完成。　部，使其定位，然后压力缸压下，将防尘板压人转向　如过盈配合件的压接，一般是用普通的压床手动控　节，之后工装板放行，流人下一个工位。　制压人；玻璃升降器的铰链铆接、汽车门锁的铆接等　综上所述，设计目的为：将压装专机与装配流水　各类压铆作业都是手工操作的。汽车流水线工件压　线融合为一体，实现压装工位的自动化控制。　装是组装汽车不可缺少的心脏部分，其装配质量和　安全性能显得更为重要。为确保其装配质量的稳定、　２控制流程　可靠和安全性，从而达到产品质量的零缺陷，要求压　装时的每一个环节均要稳定可靠。目前汽车制造业　转向节自动压装机控制流程主要由进料、定位、　的机加工序手工操作的缺点在于安全隐患大、效率　压装、出料四部分组成。详细流程步骤如下：　低、压力可控性差、废品率高等。　（１）将转向节和防尘板放在专用工装板随输送　利用ＰＬＣ设计改进普通设备，是实现自动化生　线自动流入压装机内；　产，解决纯手工操作的有效途径和良好措施。为此，　（２）阻挡器上升挡住工装板，停留在压装位置上；　本文针对转向节自动压装机进行了设计，在总体设　（３）斜顶缸伸出支撑工装板底部，使其定位，准　计上充分考虑了零部件在压装过程中对压装质量的　备压装；　影响因素，并在机、电、液等系统的设计上，做了多方　（４）压力缸工进，将防尘板压入转向节；　案的比较，尤其是电气方面采用可靠的ＰＬＣ控制和　先进的网络化控制，从而满足了总体设计的要求。　工装板流人压装内机内　斜顶缸伸出　二二二二］二二＝＝二二　１　设计目的　压力缸快进　＝＝二二］二二二二　压力缸工进　＝二二二　［二二＝＝　当前转向节装配操作为：操作者将转向节和防　压力缸回位　二二二二］二二二二二二　尘板手工搬运到普通压床上，手动控制普通压床将　斜顶缸回位　＝二二二］　二二　防尘板压入转向节，再将压好的工件放到流水线线　阻挡器下降工裟板流出　体上，使之流到下一个工位。这种压装方式效率低　阻挡器回位　下，对操作者劳动强度要求高、人机工程差，并存在　图１控制流程时序图　收稿日期：２０１４—０６—１８　作者简介：潘玉兰（１９８７一），女，广西人，学士学位，主要研究方向为电气控制。　１６４　

《装备制造技术））２０１４年第９期　（５）压装工作完成，压力缸回位，斜顶缸回位；　（６）压力缸快速前进，快进指示灯亮，达到工件　（６）阻挡器下降，工装板自动流出，传人下一工位。　表面后转为工进，把防尘板压入转向节，工进指示灯　根据以上步骤，转向节自动压装机设计的控制　亮标明压装工作完成；　流程时序图如图１所示。　（７）压装工作完成后压力缸快进回位，输出信号　硬件主要为控制机构、传感机构、驱动机构、人　控制定位缸回到原位，斜顶缸下降回位；　机界面。　（８）左右工位阻挡器放行按钮，阻挡器下降，工　控制机构是实现时序动作的关键，其作用是根　装板随输送线流向下一工位。　据输入来协调控制输出，我们采用ＰＬＣ作为控制机　（９）如出现压装机或输送线异常、故障，按下急　构的核心。　停按钮ＳＢ８，压装机和输送线立即停止运行。　传感机构的作用是感应工装板是否到位、工件　在自动控制出现故障、或者需要检修调试时，使　是否放置于工装板上、各气缸或液压缸处于原位还　用手动控制，流程如下：　是到位状态等等，并将这些信号输入到控制机构ＰＬＣ　中。传感机构主要由接近开关、磁ｌ生开关等组成。　驱动机构是输出力作用的机构，在该设计中，斜　顶缸和阻挡器我们采用气缸，其控制阀选用二位五　通阀；压力缸则需要使用气体驱动液压缸，其控制阀　则选用三位五通阀。　人机界面为操作设备于现实设备动作状态的机　构，其由文本显示器、按钮、指示灯等构成。　该设计的硬件构成如图２所示。　ｌ广　胞ｚ。ｖ　匡　ｌ。。ｒ－－＇－－　ｚ一：　＇１Ｌ－－．　——　＿＿Ｊ芏ｌ　—　Ｈ室　，（＞、　ｌ　０ＩＩ；ＩＥ　一　Ｌ匡　一匿　Ｌ　Ｉｃ　Ｖ一　！　主ｔ口爰曩　ｔ工礴　吏隹．１Ｉｔ　…　一　ＬＬ　Ｌ　ｌ　　－ｘ－ｑ　善　枷龛盼　掏Ｉ遣位　甸Ｉ童寰聃无埔　一　—一　Ｉ　——Ｉ。一　Ｉ　ｌｔ脚ｔ　丹ｔ　图２硬件构成图　一　３电气原理图　—１　一　一一一　　Ｉ　匿　。．＿＿．＿‘　Ｉｅ埔棚蜮　接Ｉ　＿＿＿＿－＿＿＿．－．。－．＿＿＿＿，＿＿＿：：：＿＿＿＿＿＿．＿＿＿＿＿一　ａ：￣ｌｎ棚　根据控制要求，确定各个输入输出的功能，得出　，＜）、　—　一ｌ　笙　　电气原理图，如图３所示。转向节自动压装机的自动　控制流程如下：　笔　　ｌ＿＿Ｊ　ｎ，ｔ／手琦　Ｉ　～＿＿＿＿＿＿＿＿＿。＿＿＿＿－＿＿－＿＿＿＿＿一・＿＿。・。。＿－＿＿＿＿－＿・＿一　Ｉ＼　（１）压装机、输送线启动后，旋动旋钮ＳＡ１选择　自动；　（２）工装板随输送线前进，压装机左右工位限制　开关ＳＱ１１、ＳＱ１２被触发，识别工装板内是否有工件，　定位缸原位指示灯亮，输出信号为阻挡器电磁阀控　　，‘　、　－－ｘ－Ｉ　＿＿・－＿＿－＿－。・－。＿＿＿＿＿。　・＿－鸶　－＿－＿。。＿。＿。。一　．Ｉｌ¨　／ｆ－　剑　—＿＿ｃ　僵　ｌ～　　—拉　－　ｌ　．－＿ｃ　～　一　——　・＿。＿＿＿・＿＿＿＿＿＿＿＿＿・＿・－・＿・一§　ｂ＿＿・＿＿＿＿＿・＿・－＿－＿・＿一　Ｍ／ｋ－￣　Ｉ　・－。＿。＿。＿＿＿＿＿＿＿＿＿。＿＿＿＿＿＿一矍　‘＿。＿。－。＿＿。＿。。＿・＿・＿一　右ｌ压删皓鼍　枉ｊ｝‘ｚｌ／　＿＿Ｊ　制阻挡器气缸上升；　（３）工装板流人压装机内，位置开关ＳＱ１３触　发，输出信号给斜顶缸电磁阀，斜顶缸由原位伸出；　（４）斜顶缸伸出到顶升位置，斜顶缸指示灯亮，　触发位置开关ＳＱ６，输出信号给定位缸电磁阀，控制　定位缸１、２工作；　一　Ｊ　ｌ尊　ｌ　匡　触　牌ｔ　一　ｌ　司　图３电气原理图　（５）定位缸１、２把工件定位好后，定位缸指示灯　亮，触发位置开关ＳＱ２、ＳＱ４，输出信号给压力缸电磁　１）压装机、输送线启动后，旋动旋钮ＳＡ２选择　阀，压力缸１、２工作；　手动；　１６５　

《装备制造技术￣２０１４年第９期　７结束语　参考文献：　【１卢１］炜．ＰＬＣ在全自动堵片压装机中的应用［Ｊ】．机械开发，　通过工业计算机ＰＬＣ实现自动化控制，实践证　２０００，２２（０１）：６３—６５．　明其可行性，可靠性均满足工业要求。可以将流水线　【２】王文立，郭继红．电气控制与ＰＬＣ应用【Ｍ】．河南：黄河水利　纯手工操作的设备一步步进行改造，使用ＰＬＣ控制　出版社，２０１１．　实现设备自动化生产，在减少员工劳动力的同时，还　［３】吴丽．可编程控制器基础与应用【Ｍ】．北京：机械工业出版　能提高生产效率、降低生产成本。本课题运用于工　社。２００９．　控，功能即自动控制，而对速度的要求较高，因此设计　【４］张发玉．可编程序控制器应用技术［Ｍ］．陕西：西安电子科技　大学出版社，２００６．　时，主要在稳步控制的基础上，保证技术指标的实现。　［５］何文雪，ＰＬＣ编程与应用［Ｍ】．北京：机械工业出版社，２０１０．　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＬＣ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ＰＡＮ　Ｙｕ—ｌａｎ　（Ｌｉｕｚｈｏｕ　Ｗｕｌｉｎｇ　Ｍｏｔｏｒｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌｉｕｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４５００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐａｒｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｓ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　ＰＬＣ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｈａｒｄｗａｒｅ．Ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｔｈｅ　ＰＬＣ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ａ　ｖａｒｉｅｔｙ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ　ＰＬＣ；ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ；ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　（上接第１　５２页）　求的提高，以及车身结构越来越复杂化，这一切都将　（４）对于大型号焊钳，在选型时要粗略计算能量　会导致焊装夹具生产线越来越复杂化。如果焊接设　损耗，验证在一定功率下的焊点强度是否合格。　备选型不与夹具及输送线同时并行，将来就会出现　很多焊接设备与焊接夹具干涉的现象，严重时会导　参考文献：　致整条车身线无法正常运行。　【１杨握铨．１］汽车装焊技术及夹具设计【Ｍ］．北京：北京理工大学　（２）仿真模拟过程中，焊钳数模要对产品数模中　出版社，１９９６．　的每个焊点进行焊接仿真，观察模拟的确认项目是　【２】杜坤，魏庆丰，赵涛．车身焊装工艺规划方法及分析［Ｊ］．　否能够实现，以免出现点焊钳型号不合适，以致无法　汽车材料与工艺，２０１２（９）：２４—２９．　满足焊接工艺要求，需要重新选择点焊钳型号，这样　［３】陈明鑫，姜海涛．白车身焊接中焊钳选型方法浅析［Ｊ］．汽车材　料与工艺，２０１１（１１）：５３—５７．　既增加了投资费用，也延长生产准备周期。　［４］孙立强，马艳芳．电阻焊机钳形设计选型及实例分析［Ｊ】．金属　（３）与焊钳相匹配的副缆最好采用双副缆结构，　加工（热加工），２０１１（４）：６９—７Ｏ．　因为采用这种结构形式的焊钳容易翻转，可大大改　［５】陈克新．气动式点焊钳结构改造阴．电焊机，１９８９（１）：３５—３８．　善焊钳的操作性。　［６赵６］静，张俊华，李春植，等．汽车车身焊装生产线和焊装夹　具简介【Ｊ】．现代制造技术与装备，２００７（１）：５１—５３．　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｏｄｅｌ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｎｕａｌ　Ｓｐｏｔ　Ｗｅｌｄｉｎｇ　Ｃｌａｍｐ　ｉｎ　Ｂｏｄｙ　ｉｎ　Ｗｈｉｔｅ　ＺＨＥＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ　（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｅｎｔｅｒ，ＳＡＩＣ－ＧＭ—Ｗｕｌｉｎｇ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌｉｕｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４５００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｒｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ　ｏｆ　ｍａｎｕａｌ　ｓｐｏｔ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｃｌｍａｐ　ｉｎ　ｂｏｄｙ　ｉｎ　ｗｈｉｔｅ（ＢＩＷ）；ｔｈｅｎ　ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｎｕａｌ　ｓｐｏｔ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｃｌｍａｐ　ｉｎ　ＢＩＷ　ｗｉｈｔ　ａ　ｄｅｔｉａｌｅｄ　ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｅｎｓｕｒｉｎｇ　ｈｔｅ　ｎｕｍｂｅｒ、ｔｙｐｅ　ｎａｄ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｃｌｍａｐ，ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｐｒｅａｄｅｒ　ｔｙｐｅ，ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｏｄｙ　ｉｎ　ｗｈｉｔｅ；ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｎｇ；ｍａｎｕａｌ　ｓｐｏｔ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｃｌｍａｐ；ｍｏｄｅｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　１６７