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    汽車轉(zhuǎn)向泵是一種中高檔汽車的零部件，它由多種零件組成，需要借助不同的設(shè)備，按照一定的工序把它們組裝起來。在整個過程中，不僅要完成基本的裝配，還要對過程中諸如壓力、位移、時間等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，以滿足工藝所提出的嚴(yán)格要求，保證裝配質(zhì)量。汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線就是完成上述功能的一組設(shè)備，它是由多個工位組成的一條流水生產(chǎn)線，每個工位分別由1臺可編程控制器控制，以實現(xiàn)不同的功能。

    1 設(shè)備及工藝要求

    整個裝配線共有12個工位，其工藝流程如圖1所示。

圖1 汽車轉(zhuǎn)向泵自動裝配線工藝流程圖

    WS1.1工位用于把滾針軸承壓入端蓋孔內(nèi)。其工作過程如下：先把端蓋放在壓臺上，再把滾針軸承放入壓頭槽內(nèi)，然后同時撳下雙手按鈕，如果軸承方向正確，則夾具鎖緊，壓機下壓，否則，紅燈閃爍報警，壓機不工作，同時OP3操作面板上顯示有關(guān)錯誤信息。當(dāng)壓機下壓時，系統(tǒng)啟動CoMoⅡ-S智能測量儀表，對壓力和位移進(jìn)行檢測，如果結(jié)果合格，則綠燈亮，壓機退回，夾具松開，可以將零件轉(zhuǎn)入下道工序；如果結(jié)果不合格，則紅燈亮，按下復(fù)位按鈕后，夾具松開，取出零件，并讓它通過廢品確認(rèn)檢測點，再放入廢品盒內(nèi)，延遲數(shù)秒鐘以后，方能重復(fù)下次循環(huán)，每次裝配的結(jié)果都能以文本方式即時在OP3操作面板上顯示出來。

    根據(jù)工藝要求，不僅最終壓力應(yīng)控制在一定的范圍，壓入深度即位移量達(dá)到一定值，而且要求過程中的壓力和位移也應(yīng)滿足一定的對應(yīng)關(guān)系，不同的位移，對應(yīng)的壓力應(yīng)控制在一定的范圍，否則，加工出的零件不合格。為了能實時檢測壓力和位移，得出兩者間的在線關(guān)系曲線，并據(jù)此對過程作出評估，采用了Kistler的CoMoⅡ-S智能測量儀表。這種新型監(jiān)測儀表，內(nèi)置電荷和電壓放大器，可以同時采集壓力及位移傳感器兩路模擬輸入信號，自動選擇量程和不同的坐標(biāo)及最佳刻度，得出測量曲線，具有閥值、容差帶、方框和終位等多種分析功能，可以根據(jù)需要選擇不同的組合對各種過程進(jìn)行分析和監(jiān)測，并能方便地與PLC接口。壓機及其它機構(gòu)的動作全部由氣壓驅(qū)動，為使壓力平穩(wěn)，選用了TOX氣液增力缸作為壓力元件，由電磁閥控制其升降。

    2 系統(tǒng)設(shè)計

    2.1 硬件組成

    根據(jù)該工位輸入輸出信號的點數(shù)及控制要求，選用了性價比很高的SIEMENS S7-214 PLC作為控制核心，同時還擴展了一塊EM223數(shù)字量模塊，此外，系統(tǒng)還包括直流電源模塊，雙手操作按鈕控制模塊以及PLC編程用的與PC連接的PC/PPI電纜等，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

    為了實現(xiàn)人機對話功能，如系統(tǒng)狀態(tài)及變量顯示、參數(shù)修改等，還擴展了1臺OP3操作面板，它通過一根專用電纜與PLC的本機通訊口連接。

    2.2 控制軟件設(shè)計

    控制程序采