變速箱體柔性加工線的開發

毛望軍，孟銀娜，夏 明

（1.河南機電職業學院，河南鄭州 451191；2.中國汽車工業工程有限公司，天津 300113）

0 引言

變速箱體是汽車重要的零件，其功能是在不同工作情況下使用不一樣的速度比，以改變驅動輪扭轉和轉速，使汽車前進或倒退[1-2]。變速箱體生產經歷了手工、生產線、自動化柔性生產線的過程[3-5]。大慶鉆探公司制定了多功能整地作業機變速箱體制造工藝[6]。東風汽車變速箱有限公司研制了多品種變速箱中間殼體柔性精加工生產線[7]?；贠PC（Object Linking and Embedding for Process Control，用于過程控制的工業對象連接與嵌入）技術的制造執行系統可實現變速箱體的柔性化生產[8]。嘗試建立1套以PLC、變頻器、觸摸屏和工控上位機為主體的集中控制系統。

1 變速箱體生產線工藝方案

變速箱體工藝可簡單歸結為銑上下兩面、銑兩側面、粗鏜孔系、精鏜孔系、組合鉆上表面孔系、組合鉆兩側面孔系、攻絲等[9]。其生產線工藝流程如表1所示。

表1 變速箱體生產線的工藝流程

所探討的PLC控制系統主要任務是完成生產線流水化，每一道工序完成后就開始轉移到下一道工序。生產采用6臺機床，8條重力感應器軌道，3個移動機器人及夾具工裝。其中，機床包括2臺立式銑床，1臺龍門銑床，1臺組鉆床和2臺專用機床。

2 控制系統方案

生產線采用重力傳感器分段模式化，以在不同的工位進行相應的加工?？刂葡到y方案：當系統處于運行狀態時，自動機器人從倉庫取物料，沿著固定的路線行走，觸碰到立式銑床1的運行開關時，銑床和機器人按照固定的動作執行，完成銑上表面，并取出的動作；觸碰到立式銑床1的待機開關時，立式銑床1待機，機器人繼續前行；當感應到立式銑床2的感應器的時候，重復以上動作。

控制系統的軟件選用PLC三菱Q系列，CPU型號選用Q1HCPU，基板型號選用Q312B，電源模塊選用Q64B。PLC輸入/輸出點分配情況如表2所示。

表2 輸入/輸出觸點分配

采用主控指令實現急停功能，MC與MCR之間為工藝程序（圖1）。當急停按鈕X25的輸入按下時，X25動作，M0得電自鎖，其動合觸點動作，不執行MC和MCR之間的程序。所有的輸出復位。

3 人機界面的制作和觸摸屏的仿真

3.1 人機界面的制作

觸摸屏采用 GT1175型，編程軟件采用GT Designer2，GOT類型采用GT11**—V—C(640×480)，顏色設置為256色，采用標準I/F，通信驅動程序AJ71QC24，MELDAS C6*，制作的人機界面（圖2）。

圖1 急停程序

圖2 觸摸屏仿真界面

3.2 觸摸屏的仿真

采用單擊軟元件測試按鈕，強制輸入和輸出，觀察觸摸屏仿真界面。以下是變速箱體工藝流程（以立式銑床1為例）語言描述：首先強制X05置位（切換手動到自動模式），自動模式打開，在觸摸屏上可看出自動模式指示燈亮，然后強制X02置位，全線聯動工作模式開啟，然后置位XE，全線聯動啟動，系統處于正在運行狀態，物料有可移動機器人按照固定軌道運到立式銑床1附近。當立式銑床1的重力感應器接受到有物料的信號后啟動，立式銑床1的懸鏈Y0C7就可開始運行，立式銑床1懸鏈式帶動機器人運行，觸碰到立式銑床1的運行X10開關時，銑床和機器人按照固定的動作執行，完成銑上表面，并取出的動作，碰到立式銑床1的待機X11開關時，立式銑床1待機，機器人繼續前行，當感應到立式銑床2的感應器的時候，重復以上動作。值得注意的是，2個相鄰的機器人不能同時運行。

按照以上開關的描述，將在觸摸屏的面板上看到相應的動作。經加工后的變速箱體如圖3所示。

4 結論

制定了1套節約時間的生產流程方案并進行PLC編程。在三菱PLC的平臺上，完成了變速箱體柔性加工生產線控制系統中的控制程序以及主控室的觸摸屏。同時，實現了變速箱體柔性加工生產線的全過程自動控制、生產工藝參數及故障自診斷報警等功能，完成了變速箱體生產線的管理控制一體化。

圖3 加工后的變速箱體

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