一
、概述

 汽車轉向泵是一種中高檔汽車用的零部件
，它為汽車動力轉向係統提供一種高性能的動力源
，與發動機轉速相配合可以產生卓越的轉速流量特性從而使得駕駛舒適。由(you)采(cai)埃(ai)孚(fu)轉(zhuan)向(xiang)泵(beng)金(jin)城(cheng)有(you)限(xian)公(gong)司(si)投(tou)資(zi)的(de)轉(zhuan)向(xiang)泵(beng)自(zi)動(dong)裝(zhuang)配(pei)線(xian)項(xiang)目(mu)位(wei)於(yu)南(nan)京(jing)新(xin)港(gang)經(jing)濟(ji)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)區(qu)，主(zhu)要(yao)生(sheng)產(chan)轎(jiao)車(che)和(he)輕(qing)型(xing)商(shang)務(wu)車(che)用(yong)的(de)轉(zhuan)向(xiang)泵(beng)。這(zhe)種(zhong)汽(qi)車(che)部(bu)件(jian)由(you)多個零件組成
，需要借助不同的設備，按照一定的工序將它們組裝起來。在整個過程中

，需要對裝配時的壓力、位移和時間等參數進行實時監控
，以滿足嚴格的工藝要求，保證裝配質量。汽車轉向泵自動裝配線是完成上述工序的一組設備，它共有12個工位,以實現不同的裝配功能，其生產流程如圖1所示。

     圖1  汽車轉向泵自動裝配線生產流程圖

係統的控製對象包括氣液增力缸式壓機﹑夾具﹑壓力/位移監控儀﹑密封測試儀﹑綜合功能測試儀和智能螺栓擰緊係統等

，由於各個工位間相互獨立且有一定距離，因而各采用一台西門子PLC作為控製器
，一台SIMODRIVER 611A伺服驅動器及1FT5伺服電機用於旋鉚工位的分度盤旋轉台控製，另有兩台MicroMaster係列MMV37變頻器用於生產線的物料傳輸係統。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。

          表1  裝配線使用的主要PLC產品

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  生產廠房和裝配線中的一個工位圖。

二
、係統要求

 現以工位WS1.1為(wei)例(li)，介(jie)紹(shao)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)。該(gai)工(gong)位(wei)將(jiang)滾(gun)針(zhen)軸(zhou)承(cheng)壓(ya)入(ru)端(duan)蓋(gai)，當(dang)按(an)下(xia)啟(qi)動(dong)按(an)鈕(niu)後(hou)，設(she)備(bei)先(xian)檢(jian)測(ce)軸(zhou)承(cheng)放(fang)置(zhi)的(de)方(fang)向(xiang)，如(ru)果(guo)正(zheng)確(que)
，夾(jia)具(ju)自(zi)動(dong)鎖(suo)緊(jin)
，啟(qi)動(dong)壓(ya)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)，否(fou)則(ze)係(xi)統(tong)報(bao)警(jing)，壓(ya)機(ji)不(bu)工(gong)作(zuo)，同(tong)時(shi)OP3操作麵板顯示錯誤信息。壓裝開始後，係統同時啟動CoMo II-S智能測量儀表，對壓力和位移進行監測，若整個過程的壓力/位移曲線滿足工藝要求(位於一定的範圍內)，則(ze)裝(zhuang)配(pei)合(he)格(ge)，綠(lv)色(se)指(zhi)示(shi)燈(deng)亮(liang)，壓(ya)機(ji)退(tui)回(hui)，夾(jia)具(ju)鬆(song)開(kai)
，零(ling)件(jian)可(ke)轉(zhuan)入(ru)下(xia)道(dao)工(gong)序(xu)，否(fou)則(ze)紅(hong)色(se)指(zhi)示(shi)燈(deng)亮(liang)，結(jie)果(guo)不(bu)合(he)格(ge)，係(xi)統(tong)複(fu)位(wei)後(hou)，零(ling)件(jian)經(jing)確(que)認(ren)後(hou)轉(zhuan)入(ru)廢(fei)品(pin)站(zhan)。

為了能實時檢測壓力和位移
，得出兩者間的實時關係曲線

，並據此對過程做出評判，係統采用了Kistler的CoMo II-Szhinengceliangyibiao，taneizhidianhehedianyafangdaqi
，keyishishicaijiyaliheweiyilianglumonishuruxinhao，zidongxuanzeliangchenghebutongdezuobiaojizuijiakedu，dechuceliangquxian，juyoufazhi

、公差帶、方框和終位等多種分析功能，並可根據需要選擇不同的組合對各種過程進行分析和監測，與PLC接口方便。壓力的檢測采用Kistler的壓電式傳感器
，經電荷放大器由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
，並由CoMo II-S采集到實時值
，與壓力一起作為被監控的變量。壓機由氣壓驅動的氣液增力缸實現
，其升降由電磁閥控製。

三、控製係統的硬件組成及軟件設計

根據該工位的輸入/輸出信號的點數要求，選用CPU214 PLC作為控製核心，並擴展了一塊EM223數字量模塊，共有22位數字量輸入點，18位數字量輸出點。為了顯示係統狀態和輸入控製參數，選用了一台OP3操作麵板，經PPI通訊接口與CPU214連接。控製係統的硬件組成如圖3所示。

                          圖3  工位WS1.1 控製係統組成圖

係統中的I/O地址分配如下表所示：

 

輸 入		輸 出		標 誌 位
地址	功能	地址	功能	地址	功能
I0.0	雙手按鈕啟動	Q0.0	壓機向下	M0.0	初始化,指示燈測試
I0.1	自動/手動選擇	Q0.1	壓機向上	M0.1	自動模式
I0.2	複位按鈕	Q0.2	夾具鎖緊	M0.2	手動模式
I0.3	壓力檢測	Q0.3	夾具鬆開	M0.3	定時器4秒延時結束,複位
I0.4	軸承方向檢測	Q0.4	綠色指示燈	M11.0	手動模式,複位所有動作
I0.5	複位接近開關	Q0.5	紅色指示燈	M11.1	手動模式,壓機向上
I0.6	夾具緊磁性開關	Q0.6	空壓機閥門	M11.2	手動模式,壓機向下
I0.7	夾具鬆磁性開關	Q0.7	壓力報警	M11.3	手動模式,夾具鬆開
I1.0	壓機上位開關	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

控製軟件用STEP7 Micro/Win編寫，OP3由ProTool組態軟件進行配置。控製程序分自動和手動兩部分，在手動部分，通過OP3可以操縱所有運動機構的動作

，包括壓機、夾具的動作
，CoMo II-S的參數選擇及啟動，便於係統調試。在自動部分，所有動作按要求的次序完成
，程序中定義了一些內部標誌寄存器位，用於PLC和OP3間交換信息，同時也使用了順序寄存器指令，使各程序步間互鎖，提高了係統的可靠性。自動部分的軟件流程如圖4所示。

   圖4  控製係統軟件流程圖

四、結束語

汽車轉向泵自動裝配線采用西門子S7係列PLCkongzhi

，bujinjianhualexitong，tigaoleshebeidekekaoxing
，yedadatigaolechengpinlvhechanpinzhiliang，tongguocaozuomianbanxiugaixitongcanshujiukeyishixianduozhongbutongchanpindezhuangpei，xianchangshebeidegongzuozhuangtaihechanpinxinxidouzaicaozuomianbanshangxianshichulai
，fangbianleyonghudecaozuoheweihu。gaizhuangpeixianzi2001年投入運行以來，工作穩定可靠，加工出的產品經專業設備的嚴格測試，質量和性能完全符合要求
，受到了用戶的好評。