| 标题 | 基于PLC的汽车焊装线控制系统设计 |
| 范文 | 吕志海 田全荣 王文雅 摘要：关于焊装作业流程的控制机构展开设计，选取美国Allen Bradley公司1756 L73S安全CPU为调控枢纽，组成了依托于Devicenet网的现场总装的分布型I/O管控体系，利用激光喷射器及安全光帘作为问题区域的隔离防护，且构置了系統周全的人机操控平面，促进各设备间的讯息安全传输、保障作业人员安全，经操作检验，可达到焊装作业要求。 关键词：Devicenet网；焊装作业；调控机构 PLC模式融合了自动式程序控制、网络通讯技术等多项内容，目前已普及运用于工业操作之中。PLC技术运用于汽车产品加工作业流程中，废除了过去的继电装置控制方式，促使控制方法更为机动灵活，软件制作更快捷高效，可在确保安全作业的条件下最大限度地增强作业功效。 1 前期准备工作 1.1 电气部件的选取 电气部件的选择结果是： 1）CPU选取美国Allen Bradley公司1756 L73S系列； 2）交换设备选取美国思科公司系列产品； 3）I/O数字模块选取图尔克公司产品系列； 4）触摸操控显示屏选取Allen Bradley公司定作屏类型； 5）安全调控部件涵盖急停、激光喷射装置、安全隔离光幕等项目和内容； 6）安全控制门盒选取西门子公司的定制供货； 7）操作室箱柜体选用威图牌标准型箱柜。 1.2 设备平面布局图和工艺程序编制 焊装线控制系统平面布局见图1。工位1、2、3是属于人力装件工位；工位4是属于拼合式工位；工位5是点焊操作工位；工位6、7是属于固定性焊制工位；工位8是人力性卸件工位。 图1 平面分布示意图 R1、R2是所设置的抓控智能机器人；R3是选用的双抓控智能机器人；R4、R5、R6、R7是点焊操控式机器人；R8、R9、R10是抓控式携带固定型焊机的智能操控机器人。 箭头所指方向是工件流动作业方向，工位1、2、3是属于人力式装件工位，R1、R2、R3三个智能机器人各自由制定工位进行抓件并放置于工位4进而展开拼合作业，此拼合工序完成后再由 R3机器人把加工工件抓起并放置于工位5，R4、R5、R6是4架点焊操作机器人，待焊接工序完成之后再由R8机器人把加工工件抓起并放置于工位6处，尔后R9智能操控机器人抓起工件并展开固定焊制作业，焊接工序完毕后将其放置于工位7位置，此时R10智能机器人再抓起工件展开固定焊制作业，焊制工作结束之后放置于工位8位置。 1.3 安全操控程序 人力装件工位安全操作程序见图2，以人力装料口为实例进行说明。在人力装件一侧依托安全隔离光幕及激光喷射器二者彼此配合的操作模式实施人身的安全保护，在每个工位与对应的职能机器人之间用激光喷射仪来验证操控机器人是否安全。若有工人正在工位1处，此时机器人在操控程序上不容许伸入工位1展开抓件作业，防止出现不当操作或程序错误等而引发机器人朝工位1移动的态势，进而严密防护操作安全。 注：直线为激光扫描器和安全光幕的扫描范围 图2 人工装件工位安全程序 2 系统硬件设计 2.1 硬件结构设计 系统中的硬件结构涵盖PLC操控箱1套，内部含有CPU、交换箱、直流型供电源、输进输出程序模块、切换器以及接线头。操控电源箱1套，作为设备运行所需的380 V、220V交流式供电源；焊接用电源控制柜1台，供给操控机器人焊钳作业所需的380V工作电源。 2.2 软件地址布局 此焊装项目的程序地址布局具有固定式的基准。PLC操控箱、电源操控箱、焊装电源箱内部的输进输出程序模块地址布局在0～50区间内；对接柜以及接触门盒内的I/O由50开始按序往后排布；操控夹具上阀岛的程序地址区间是513～896；智能机器人程序地址区间是由1024往后，各台占用45字节。 2.3 硬件设备图纸编制 硬件设备图纸选取EPLAN P8 2.0SP1模式展开设计，图纸内容涵盖平面布局图、网络对接图、地址序列表、全套设备的电源配置图以及职能机器人接线图等。 3 软件程序设计 3.1 硬件组态设计 当技术人员设计好工艺流程与硬件图纸后，方可开展软件设计工作，其中，硬件组态编写是其首要环节。本项目的网络为Devicenet网络结构，在完成GSD文件的安装后，需就有关元件分配IP地址与命名网络名称。其次科学设定模块参数，涉及安全密码、输入输出地址、通道以及安全模块拨码等。 3.2 符号表 符号表包含了诸多的输入输出点、FB/FC功能块、中间变量等信号，所有信号必须具备清晰的注释。 4 结语 文章基于焊装生产线电气控制系统的研究，完成了PLC汽车焊装线控制系统的前期规划、硬件设计与软件设计等关键性环节。Devicenet网络结构可有效解决不同工业环境中不同等级的实时性，维护网络安全，而硬件选型保障了线体的稳定性和可靠性。 参考文献： [1]袁占江.汽车焊装柔性生产线控制系统的设计[J].产业与科技论坛，2015（11）. [2]任立芳.浅析汽车焊装生产线踏台设计标准[J].时代汽车，2017（08）. |
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