一種PLC在電池殼沖壓成型工藝中的應用方案設計

朱 霖 邵振榮 趙 磊 趙 菲

（江蘇揚力集團股份有限公司，揚州 225000）

一種PLC在電池殼沖壓成型工藝中的應用方案設計

朱 霖 邵振榮 趙 磊 趙 菲

（江蘇揚力集團股份有限公司，揚州 225000）

針對電池殼沖壓成型工藝，設計了一種通過PLC實現的故障自動報警提示系統。以歐姆龍CP1E系列PLC為控制核心，通過PLC程序實現對壓力機電氣系統的自動控制。經實際使用，該系統具有經濟、智能、便捷、可靠、安全等特點，應用價值較好。

電池殼 PLC 壓力機 自動控制

引言

電池殼是電池的重要組成部分之一。現有電池殼是采用一臺壓力機配合多工位拉伸機和拉伸模具將金屬薄板進行多次拉伸成型的沖壓件。電池殼因自身體積、材質等因素決定了其利潤微薄，制造商通常采用薄利多銷的銷售模式，需要生產設備長時間不間斷工作，因此對生產設備的穩定性要求極高。實際生產過程中，每臺設備均需要專職操作人員長時間持續觀察材料沖壓狀態，以防因材料抖動而偏離模具拉伸設定位置，導致后續材料無法順利成型，甚至損壞拉伸模具導致設備停產。本文闡述的一種PLC在電池殼沖壓成型工藝中的應用，經實際使用驗證，有效節省了勞動力，加大了生產量，保護了設備的安全使用。

1 傳統電池殼沖壓成型工藝存在的缺點

1.1 勞動力利用率低

雖然傳統電池殼沖壓成型工藝使用壓力機運行連續模式工作，但往往需要操作工時刻保持高度集中，觀察沖壓過程，以保證沖壓過程正常，降低次品率。

1.2 故障檢修周期長

沖壓過程中，易在送料、走料環節出現卡料、偏料現象，需要停機排查。若故障嚴重，則需要拆卸送料器及模具清除廢料，耗時耗力。

1.3 模具損壞率高

若發生卡料、偏料故障，但操作工未能及時發現，將導致廢料在送料器及模具內堆積，易損壞模具，導致停產。

2 電池殼加工設備組成

2.1 壓力機

以揚力集團生產的JH21-63開式固定臺壓力機為例，自帶歐姆龍CP1E系列PLC自動控制系統，易操作，具有良好的穩定性、安全性。

2.2 左右偏擺送料器

由壓力機PLC輸出信號控制左右偏擺閥和間隔前進送料閥，完成送料工序。

2.3 多工位拉伸機和拉伸模具

對金屬薄板進行切料，并逐步拉伸至最終成型。

3 PLC在電池殼沖壓成型工藝中的應用方案設計

3.1 硬件配置

以上所述電池殼的沖壓成型加工設備組成為基礎，壓力機部分增加一組檢測凸輪信號，歐姆龍PLC擴展模塊CPM1A-20EDR1（12輸入8輸出），開關電源（DC24V輸出），帶燈開關按鈕若干，金屬彈簧探針裝置若干。

3.2 硬件組合方式

（1）將PLC擴展模塊CPM1A-20EDR1安裝至揚力集團JH21-63壓力機自帶歐姆龍PLC模塊擴展口；

（2）取一組壓力機自帶電子凸輪信號接至歐姆龍PLC擴展模塊輸入端，提供探針檢測范圍信號；

（3）將開關電源安裝至壓力機電氣控制柜，接通電源，單獨提供探針檢測電壓，防止干擾；

（4）將帶燈開關按鈕安裝在壓力機易于操作和方便觀察的位置，用于控制探針檢測功能的開閉及顯示與之對應的探針是否發生故障；

（5）將金屬彈簧探針裝置安裝在多工位拉伸位置，用于檢測各工序走料狀態。

圖1 沖壓工藝流程圖

3.3 工作原理

圖1為沖壓工藝流程圖。假設檢測區間設定為機床滑塊位置處于300°～0°時，送料器即將送料前，電子凸輪起始角度信號（300°時）接通，各工位探針進入有效檢測狀態；送料完全到位后，電子凸輪結束角度信號（0°時）關閉。PLC對在此過程中，各工位探針反饋的檢測信號進行程序處理。若各工件全部準確送達指定位置（即各探針在檢測范圍內均檢測到工件信號），則機器進入連續循環工作狀態；若有任意一組及以上探針未檢測到信號，則PLC控制機器立即停止，以防繼續沖壓產生廢料或損壞模具，同時與各工位探針對應的故障指示燈亮起，以提醒操作人員檢查對應的工位送料情況。因此，操作人員無需長時間觀察工件狀態，只待設備報警時前往排查故障后將工件復位，即可繼續生產。

4 結束語

本文闡述的一種PLC在電池殼沖壓成型工藝中的應用在實際生產中發揮了重要作用。該應用具有自動控制、自動檢測、故障記錄的功能，明顯降低了操作人員的勞動量，極大提高了電池殼生產的安全性、穩定性，減少了模具經常性清理和修理所消耗的時間。

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[2]蘇成君，滕薇.切邊壓力機電氣自動控制技術[J].一重技術，2008，（3）：37-38.

[3]顏全生，杜江.PLC在壓力機控制系統的應用[J].電氣傳動，2009，（3）：65-68.

Application of PLC in the Stamping Process of the Battery Shell

ZHU Lin,SHAO Zhenrong,ZHAO Lei,ZHAO Fei
(Jiangsu Yangli group Limited by Share Ltd, Yangzhou 225000)

According to the process of forming the battery shell, a kind of automatic warning system is designed, which is realized by PLC. The OMRON PLC series CP1E as the control core, through the PLC program to realize the automatic control of the electric system of the press. The practical application has the characteristics of economy, intelligence, convenience, reliability, safety and so on. It has good application value.

battery shell, PLC, press, automatic control