氣壓減振器六工位氣孔加工裝置控制系統研究

周亭亭，毛以芳

氣壓減振器六工位氣孔加工裝置控制系統研究

周亭亭，毛以芳

（成都工業職業技術學院，四川 成都 610213）

本課題根據氣壓減振器公司要求，研究一套氣壓減振器六工位氣孔加工裝置。根據加工裝置功能的需要，選擇使用西門子公司的S7-200系列的PLC進行研究控制，然后對控制系統進行硬件、軟件選型和程序編寫，通過實際工作調試，使控制系統正常運行，最后投入實際生產。

S7-200PLC；控制系統；調試

1 引言

目前國內外汽車上使用最多的減振器是液壓減振器，它的加工制作的自動化程度很高，但是價格比較昂貴。本課題研究一套氣壓減振器六工位氣孔加工裝置，該系統是PLC控制，通過硬件、軟件設計，連接電路。它的優點在于縮短氣壓減振器的生產周期，提高作業效率、提升產品質量，降低勞動強度。

2 氣壓減振器六工位氣孔加工裝置方案設計

六工位氣孔加工裝置的研究目的是加工氣壓減振器的進出氣孔。模型如下：

圖1 三維模型

六工位氣孔加工裝置的工藝流程如圖：

圖2 流程圖

機械裝置由一個正六邊形支撐臺架和臺架上六個工架組成，完成減振器氣孔加工。減振器缸套穩固在夾裝結構上，然后進行電焊焊接、銑刀銑削、鉆床鉸孔、螺紋加工，減振器缸套長度不一樣，缸套上面氣孔的位子，但是工序都是相同的，全部工藝流程是自動化。都是由三相異步電機驅動六個工位旋轉，進行單個工序工作。

3 硬件選型

控制系統設計的重要部分是硬件設計，它也是做好控制系統的前提和保障[1]。

3.1 PLC的選擇

根據裝置需求，選用了西門子的S7-200系列PLC，CPU224 DC/DC/DC和EM22316I/16O模塊。實物圖如圖3所示：

圖3 S7-200CPU 224CPU+ EM223模塊

3.2 電磁閥和電磁開關的選擇

電磁閥在工業中起到調整速度、控制流量和改變方向等作用[2] 。裝配中的電磁開關的用處是檢測氣缸的位置。如圖4所示：

圖4 電磁開關

3.3 氣動系統選定

本裝置氣缸有電磁開關，用來檢測和控制氣缸狀態[3]。由于本六工位氣孔加工裝置電機工作時的力和轉矩小，而且工作條件比較簡單，所以選擇氣動系統可以達成裝置要求。

3.4 控制面板

本系統根據使用和運行要求，選擇昆侖通態的MCGS嵌入式一體化觸摸屏——TPC7062TX文本顯示器，此觸摸屏畫面直觀，性能滿足要求。

4 軟件設計

4.1 I/O元件及控制功能

氣壓減振器六工位氣孔加工裝置有5個氣缸，必須提供10個電磁開關來接收氣缸位置信息。此系統中有五個電機，需要七個輸出端口，3個檢測工件的位置，需要接近開關。功能表如圖5所示。

圖5 功能表

4.2 電氣原理圖

根據功能表，六工位氣孔加工裝置電氣原理圖如圖6所示。電機電路圖如圖7所示。

圖6 電氣原理圖

圖7 主電路

4.3 PLC程序流程圖

實驗臺運行之前進行檢查，檢查實驗臺穩定與否、氣管完好與否、電機能否啟動等設備問題。啟動實驗臺，進行作業，缸套在夾取裝置上，自動夾起缸套。工位工作依次電焊焊接、銑刀銑削、鉆床鉸孔、螺紋加工、拿下缸套，循環工作，完成氣壓減振器氣孔的加工。20s的停滯時間再進行循環加工。

圖8 加工工序流程圖

4.4 PLC程序

本研究系統程序包括控制系統的啟動停止、電機的啟動停止等。

圖9 部分程序

4.5 觸摸屏面板設計

本實驗臺由觸控面板和控制器相連，接管觸控面板信息、處理信息、完成加工[4]。啟動進入控制桌面：

（1）通過觸摸屏對裝置進行啟停、急停等操作；

（2）觸摸屏控制電磁閥，控制氣缸的位置和電機的工作情況。

5 調試

按下自動按鈕，六工位氣孔加工裝置自動工作。自動運行工作不加入缸套，調速電機轉動，帶動轉盤，空運行。1號氣缸松開夾具，2號氣缸復位，放入工件，氣缸定位、夾取工件，凸焊電機焊凸點，打磨凸焊點，進行鉆孔，攻絲，最后焊接。

根據實際情況，改正程序，滿足需求，最后投入實際生產。調試圖如圖10所示：

圖10 裝置調試

6 結論

依據氣壓減振器制造公司需求，研究一套氣壓減振器六工位氣孔加工裝置。根據加工裝置功能要求，選擇PLC控制，對裝置進行硬件選型、軟件設計、程序編寫、實際調試、修改程序、驗證程序，讓系統正常運行，最后投入實際生產。

[1] 陳林.基于環境激勵的車輛系統工作模態試驗分析[J].噪聲與振動控制,2008.06.

[2] 楊曦.現代實用氣動技術[M].機械工業出版社.2008.

[3] 張新.減振器底閥自動裝配機的設計研究[D].遼寧工業大學,2015.

[4] 王偉.鑲件給料機械手的PLC控制系統設計[D].蘇州大學,2009 (S1).

Research of Six-position Blowhole Processing Control System for Pneumatic Shock Absorber

Zhou Tingting, Mao Yifang

( Chengdu Vocational and Technical College of Industry, Sichuan Chengdu 610213）

According to the requirements of pressure absorber company, a set of six position stoma processing equipment for pressure absorber is studied. According to the needs of the processing equipment, S7-200 PLC is selected for research and control, and then the hardware and software selection and programming of the control system are carried out. Through the actual work debugging, the control system can run normally and finally put into actual production.

S7-200PLC; Control system; Debugging

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.047

U466

B

1671-7988(2021)02-146-03

U466

B

1671-7988(2021)02-146-03

周亭亭，就職于成都工業職業技術學院。