汽車車橋焊接生產(chǎn)線PLC控制與研究

劉歡

摘 要 汽車制造業(yè)的自動(dòng)化程度很高，需要很多現(xiàn)代控制技術(shù)。制造行業(yè)發(fā)展得非常迅速，汽車車橋焊接生產(chǎn)線是非常具有代表性的生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線已經(jīng)向著全面自動(dòng)化的方向發(fā)展，采用PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。本文通過分析底層控制系統(tǒng)、三層PLC與監(jiān)控系統(tǒng)之間的配合，實(shí)現(xiàn)汽車車橋焊接生產(chǎn)線的加工與焊接。

關(guān)鍵詞 汽車車橋焊接生產(chǎn)線;PLC;控制系統(tǒng)

1PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

汽車車橋焊接生產(chǎn)線發(fā)展得非常迅速，生產(chǎn)線本身的控制和焊接要求非常高，設(shè)備要具有很高的精度和質(zhì)量水準(zhǔn)，因此對(duì)于生產(chǎn)線的運(yùn)行上引進(jìn)一些智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)，增加生產(chǎn)線的技術(shù)水平。

利用PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)焊接生產(chǎn)線進(jìn)行控制，首先需要了解生產(chǎn)線的工藝流程，通過工藝流程確定控制的方式和PLC動(dòng)作的順序，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線整體控制，完成焊接動(dòng)作，車橋生產(chǎn)線的工藝流程如圖1。

PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求如下：

實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線上不同位置的設(shè)備的分布式控制;

整條生產(chǎn)線上的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，單獨(dú)操縱與運(yùn)行;

抗干擾性強(qiáng)，可以再惡劣的工作環(huán)境下工作，抗溫度高、灰塵大;

可靠性強(qiáng)，PLC控制系統(tǒng)選用世界先進(jìn)公司生產(chǎn)的，優(yōu)先選擇三菱公司CC-Link;

實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，功能具有生產(chǎn)節(jié)拍的安排、工作的調(diào)度、故障的排除等[1]。

2底層控制系統(tǒng)

車橋焊接生產(chǎn)線工藝上，每個(gè)環(huán)節(jié)都重要，控制層，底層執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，是實(shí)現(xiàn)焊接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

底層的控制系統(tǒng)硬件元件選擇為Q系列PLC中的Q12HCPU， FX系列PLC中的FC2NCPU以及FX2N-4DA模塊、FX2N-32CCL通訊模塊。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選擇雙機(jī)器人等離子設(shè)備，如圖2。

該設(shè)備主要的組成部分包含支架、底座、控制柜等，通過之間的電纜有機(jī)的連接在一起[2]。

3三層PLC與監(jiān)控

3.1 三層PLC

三菱O系列PL通過以太網(wǎng)、MELSECNET/H網(wǎng)和CC-Link網(wǎng)通信模塊共同組成一個(gè)三層PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，主要的功能分配如下：

以太網(wǎng)，是上端網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，是對(duì)不同部門實(shí)現(xiàn)信息交流和連接的作用;

MELSECNET/H網(wǎng)，是控制器之間進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有大容量，通信速度快，保障性、可靠性高的優(yōu)點(diǎn);

CC-Link網(wǎng)，主要作用是與其他元件實(shí)現(xiàn)PLC集成設(shè)計(jì)，同時(shí)可以節(jié)約與其他設(shè)施的連線，系統(tǒng)配置高、靈活性強(qiáng)。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)

上位監(jiān)控是對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障焊接的流暢性，每個(gè)設(shè)備控制點(diǎn)需要增加人機(jī)交互界面，同時(shí)在中央控制系統(tǒng)室需要有整體生產(chǎn)線運(yùn)行監(jiān)控圖，保障每個(gè)設(shè)備都具有控制性。

MCGS監(jiān)視與控制平臺(tái)功能非常完善，操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集，后期的處理與監(jiān)控，主要的組成部分為主控、設(shè)備、用戶、數(shù)據(jù)、運(yùn)行五大窗口。

工作方式主要表現(xiàn)為，MCGS通過設(shè)備的控制程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交流;是一個(gè)具有圖形顯示的動(dòng)畫交互控制系統(tǒng);可以實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接不同的終端，最終實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)控制;在MCGS的運(yùn)行策略功能中可以建立自定義控制方式，建立自己的運(yùn)行策略。

4結(jié)束語(yǔ)

本文研究汽車車橋生產(chǎn)線的控制方式，通過PLC控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行控制，保證PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。車橋生產(chǎn)線采用PLC系統(tǒng)的主要因素是實(shí)現(xiàn)焊接的自動(dòng)化，提高焊接效率。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)中，增加柔性設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)線自動(dòng)生產(chǎn)，自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)維護(hù)的功能，保證汽車生產(chǎn)的質(zhì)量，保證駕駛?cè)说娜松戆踩?

參考文獻(xiàn)

[1] 胡鑫.自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線在奇瑞A3車型中的應(yīng)用實(shí)例（續(xù)）[J].技術(shù)新視野，2010，（1）：33-36.

[2] 姜維春.汽車后橋殼總成自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線的研制[J].汽車制造技術(shù)，2007，（3）：128-129.