手动压机生产线自动化改造技术

2017-04-18文鸿涛高健贡军武

中国新技术新产品 2017年8期

关键词：扩展改造技术生产线

文鸿涛+高健+贡军武

摘要：本文主要分析了冲压生产线设备存在的问题并提出相应的改进策略，又对改进过程中较为重要的现场总线技术原理和变频器与PLC通信技术连接的原理进行了详细介绍，以期通过技术的提高完成冲压自动化生产线设备的功能扩展和改造。

关键词：自动化；生产线；改造技术；功能；扩展

中图分类号：TG38 文献标识码：A

0.引言

随着我国经济在不断发展的同时，制造业也得到了迅速的发展，如果我国想在世界工厂中得到一定的社会地位，那么我国就需要提高生产技术，将效率比较低的人工生产线变为自动化生产线。

1.手动压机生产线自动化改造目的及意义

现代自动化冲压生产线具有高速化、连续化和自动化的特点，生产设备向着更大型化研发，生产线设备的增加和自动化程度的提高，速度不断提高，减轻了劳动者的劳动强度，减少了因人工操作原因导致的质量缺陷问题的概率，企业生产速度显著提高，促进了企业的经济效益的提高和国家经济增长。

2.技术特点

2.1 我公司承接了南维柯冲压二厂的设备升级改造工程，根据南维柯冲压二厂设备现状：原设备为20世纪80年代制造，其主电机使用意大利直流调速电机，控制系统为继电器控制，由于年代久远控制部分老化严重，很多部件在市场上已经找不到相应的备件；同时对整线实行全线贯通自动化改造，即压机间增加送料机器人、线首增加柴垛台、柴垛机器人、传送皮带、板料清洗机、涂油机以及板料对中系统和上料机器人，线尾增加传送皮带机、质检台、码垛机器人和旋转码垛台。并对整线线实行封闭降噪处理，有效减少生产线的噪声污染。

2.2 整线自动化由中型PLC为核心，并增加一台上位电脑作为整线生产参数和数据设置中心，全线自动化采用PRIFIBUS DP现场总线实现全线所有设备和机器人的联动贯通。同时，我国智能照明也已经加入到其中，可以在自动化照明技术中体现低碳环保的特点，如果将这种环保意识带入到人们的生产生活中，那么将会发挥非常大的作用，同时在生产线的员工带来了非常有效的环保意识。

3.自动化生产线的组成部分、功能介绍

自动化生产线主要是通过23个部分组成的，其分别是由上料拆垛台、拆垛机器人、传送皮带机、板料清洗机、涂油机、板料光学对中设备、上料机器人、4台压机、4台传送机器人、线尾传送皮带机、两台码垛机器人、两台旋转码垛台等设备组成，还配备各种安全光栅、物体感应器、视频监控系统等安全设施、通过此次自动化改造。

3.1 线首上料区设备的组成以及具体功能

上料区的主要由拆垛台、拆垛机器人、传送皮带机、以及板料光学对中设备、上料机器人组成，其主要功能是将生产原料即钢板进行拆垛并根据工艺需求进行清洗、涂油搬运至压机模具中，其中在中控台上可进行涂油机清洗机离线和在线两种工作模式选择。

3.2 冲压区设备的组成及具体功能

冲压区的主要作用进行板料冲压，由压机和传送机器人组成，根据不同零件冲压的工艺要求和模具可以对每台压机进行在线和离线模式进行选择，在压机两侧增加安全光栅，在机器人摆动区域增加物体感应器，防止机器人在运行过程中造成人员伤害。

3.3 线位码垛区的组成以及具体功能

线尾码垛区的主要作用是对工件进行码垛和摆放，使其便于运输和仓储。主要由传送皮带机、旋转码垛台和码垛机器人组成，根据生产模具和产品代码可以对生产成品件根据需要进行码垛、堆放及摆放。

4.自动化生产线控制系统设计

4.1 自动化控制系统的硬件设计

单台压机的主电机采用交流变频电机及变频器控制调速，变频器采用西门子高矢量四象限变频器G120系列。控制系统采用西门子S7-315F安全型PLC替代原继电器控制系统，并增加西门子TP1200真彩触摸屏，增加设备状态实时监视显示功能、并在触屏上对设备的参数、工艺参数以及模具进行设置。自动化连线主要是由S7-319F、SIEMENS、PLC作为控制系统的，然后通过PROFIBUS总线连接整线的ET200M、变频器、TP1200人机界面以及通过DP/DP耦合器来和压机的S7-315F PLC进行数据交换。

4.2 系统软件设计

该系统的核心为西门子S7-315F和西门子S7-319F PLC。PLC程序的编写和触屏程序的编写尤为重要，西门子TP1200触屏界面采用图形及文字描述方式，使得操作及阅读更加简单易懂，压机各类报警信息以文字描述的形式表达，单台压机设备控制程序实行模块化及步序化。相关的控制系统由S7-300 PLC和WINCC编写而来，之后选择合理的方式来进行操作，因此，其不仅直观而且还很方便，并且畫面中选用全中文界面。

4.3 机器人自动化连线部分系统设计：

通过在每个机器人SC4plus控制系统中配上作为从站的DSQC352单元板，同时在S7 PLC PROFIBUS网络上配置该单元，SIEMENCPLC可以与ABB机器人进行交换信息，下面是一个ABB机器人配置的实际例子，EIO_UNIT：

-Name "SLAVE" -Type "d352" -Bus "BASE" -Digin 64 -Digout 64 -PollRate 50-Param "SLAVE_VALUES"

EIO_USER_SIGNAL = EIO_SIGNAL：

-Name "rdiProgNumP1" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 1

-Name "rdiProgNumP2" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 2

-Name "rdiProgNumP4" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 3

-Name "rdiProgNumP8" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 4

-Name "rdiProgNumP16" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 5

-Name "rdiProgNumP32" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 6

-Name "rdiProgNumP64" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 7

……