歐姆龍PLC在汽車行業(yè)壓力機上的應用

一、引言：

　　壓力機是汽車行業(yè)沖壓車間的關(guān)鍵設備，主要用于生產(chǎn)汽車白車身各種沖壓零部件。壓力機與模具配合完成汽車沖壓件的拉延、修邊的過程中，需要調(diào)整滑塊高度，適應不同高度的模具，其調(diào)整精度和穩(wěn)定性直接影響汽車沖壓件的質(zhì)量。

二、應用的主要工藝點及要解決的主要問題：

　　目前，奇瑞公司沖壓四車間使用的小噸位壓力機的滑塊調(diào)整顯示表是機械式的，精度和穩(wěn)定性差，操作人員目視機械式顯示表不方便，容易讀出錯誤數(shù)據(jù)，從而造成設備過載，引起設備故障和設備事故。而且壓力機上安裝有滑塊調(diào)整上下限位，如果壓力機單次運行或寸動，容易將限位開關(guān)打壞，上下限位開關(guān)起不到保護作用，容易引發(fā)安全事故。

三、應用方案簡介：

　　為解決上述問題，汽車行業(yè)普遍采用編碼器解決方案。此方案利用旋轉(zhuǎn)編碼器記錄滑塊高度，將信號送給歐姆龍PLC高速計數(shù)模塊，經(jīng)過歐姆龍PLC處理轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)值，然后顯示滑塊高度。編碼器方案的程序框圖見圖1。

　　但是對比接近開關(guān)方案，編碼器方案的成本投入大，同時要求PLC能支持高速計數(shù)模塊，對現(xiàn)場的環(huán)境要求高。兩種方案的比較表見下表1。

　　從上面的比較可以看出，接近開關(guān)方案比編碼器方案節(jié)省近7000元，而且安裝比較方便，對PLC系統(tǒng)的要求也低，還能達到規(guī)定的精度和穩(wěn)定性。

　　目前 ，我們采用的是接近開關(guān)方案。此方案通過接近開關(guān)檢測壓力機機械傳動軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，將信號送到歐姆龍PLC，經(jīng)過內(nèi)部程序處理，輸出到歐姆龍PLC數(shù)字量輸出模塊，在BCD碼顯示器上顯示滑塊高度。接近開關(guān)方案的程序框圖見下圖2：

　　接近開關(guān)方案的改造步驟如下：

　　1、利用壓力機設備上現(xiàn)有的接近開關(guān)，檢測滑塊調(diào)整機構(gòu)絲桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，將檢測到的圈數(shù)送入歐姆龍PLC。我們運用歐姆龍PLC的特殊指令I(lǐng)NC和DEC，通過BCD遞增和遞減功能來實現(xiàn)傳動軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時，檢測圈數(shù)的加減。程序見下圖3。

　　2、利用游標卡尺測量傳動軸旋轉(zhuǎn)一圈時滑塊實際移動的距離，得出傳動系數(shù)。反復測量幾次后求平均值，提高傳動系數(shù)的計算精度。

　　3、經(jīng)過程序的運算，將傳動圈數(shù)乘以傳動系數(shù)，就可以得出滑塊調(diào)整高度的當前值，再通過歐姆龍PLC將數(shù)值以BCD碼的形式，在歐姆龍PLC的輸出模塊（OC222）， 以繼電器形式輸出。程序見下圖4。

　　在現(xiàn)場壓力機滑塊調(diào)整需要顯示四位數(shù)，我們在歐姆龍PLC（型號：CQM1H-CPU21）后面再加一個16點的輸出模塊（OC222），用四個輸出點來顯示一位數(shù)字，就可以正常顯示這四位數(shù)。

　　4、為了提高檢測精度，需要在程序里做采取一些措施，防止錯誤信號的輸入影響PLC的正常檢測，程序見下圖5。

　　5、同時需要在程序里設置上下軟限位來控制滑塊調(diào)整的行程，防止硬件限位不起作用而發(fā)生超行程現(xiàn)象。程序見下圖6。

四、結(jié)束語

　　此方案在奇瑞公司沖壓四車間應用成功之后，迅速向沖壓二車間推廣，同樣也取得了成功，不僅解決了滑塊高度顯示的問題，也節(jié)省了改造成本。在奇瑞公司新建的沖壓生產(chǎn)線，此方案可以作為標準解決方案應用，從源頭解決類似問題。