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汽车部件涂装生产线控制系统
- 2020-04-23-

  1汽车部件涂装生产线工程布景

  Mubea轿车部件有限公司是德国知名轿车零部件供给商Muhr&Bender KG在我国树立的全资子公司,致力于为国表里轿车制作商供给高质量蝶形绷簧、稳定杆、绷簧卡箍、皮带张紧轮、变送器轴和悬架定横拉杆等专业产品。出产设备首要从德国进口,产品首要供给我国、韩国、日本和欧洲一些国的干流轿车厂商(群众、宝马、奔驰等),其出产严格遵循德国制作工艺规范,产品质量zui佳和价格赋有竞争力,抢先的技能成为许多国际性技能规范的基础,高品质的产品、工艺和质量代表着zui高的技能水平。

  为完成进步产能、扩充商场的方针,慕贝尔公司全球设备收购在归纳调查多家公司的技能、办理能力后,zui终与我公司签订了2条卡箍涂装出产线。

  2汽车部件涂装生产线工程概略

  该出产线占地约40 m×10 m,完成对已进行抛丸处理后的卡箍进行2次底漆涂覆或2次面漆涂覆,一起还能够满意只进行1次底漆涂覆工艺。根本工艺流程是:上件-浸漆-甩干-主动转运-预热-固化烘干-强冷-主动转运-二次浸漆-甩干-主动转运-预热-固化烘干-强冷-下件。

  首要设备和专机包含:料箱翻倒机、振荡落料机、称重料斗、上下料穿梭车、下料盘翻转站、下料输送设备、下料转运车、双联浸漆离心作业站、浸漆桶、转运机械手、料篮、上下料归纳转运输送作业站、烘干强冷一体设备、双层输送线、托盘、高温托盘主动高低位转运作业站、空调体系等。

  3电控体系规划和实施

  体系要求能实时、准确和全面在线收集各个机构、设备和工段的方位、工件及工艺等一切信息;操控中心依据设定的工艺要求和节拍,灵敏敏捷拟定操控战略、配方参数以及逻辑联锁联系,编制科学、严谨的运算指令和算法程序,牢靠发出履行指令,准确操控相应电机、气缸、风机、燃烧机等的动作,在节拍时刻(160 s)内有序、高效地完成出产使命。能够根据数据库的各种现场信号、参数的收集、存储、分析进行处理和智能诊断,完成在线监控,展示设备工况、工件轨道、参数列表、工艺曲线和报警信息等。完成根据互联网+的长途维护。

  3.1通讯网络体系

  选用涣散和会集相结合的办法和装备,完成多分部的独立操控和互相联动。整个操控体系分为3层:监控层、操控层和设备层。以工控机(IPC)作为监控层,可编程操控器(PLC)作为操控层,现场总线(Profibus-DP)设备作为设备层构成三级操控体系。

  3.1.1网络组成

  规划选用1台西门子工业级计算机SIMATIC IPC3000 SMART作为上位机。这是一款巩固牢靠的机架式工控机,19英吋规范4U机架设置,装备IntelPentium Dual Core G2010处理器,标配有2个串口COM1和COM2,并带有PCI和PCIE插槽,便于扩展其他类型的通讯接口。

  西门子PROFIBUS-DP通讯卡CP5611装置于IPC3000的PCI卡槽上。

  为完成对整条线运转情况监控、数据收集和记录、配方办理、毛病报警、操控运转等使命,选用了人机交互界面软件:组态王KingView6.55。组态王是我国自主研发的工控软件,功用强大、运转稳定且使用方便,能与干流的1 000多种工业主动化设备通讯。

  主控体系S7-300PLC是西门子可编程操控器产品之一,其模块化结构、易于完成分布式的装备以及性价比高、电磁兼容性好、抗冲击性能好,成为操控的一个解决方案。

  西门子移动触摸屏177作为便携操作站可选用有线或无线办法,巩固耐用,集成毛病安全功用。

  分布式IO ET200是现场数据收集和操控模块。收集各子体系的传感器信号,上传至主PLC;接收PLC发出的操控指令,驱动各履行机构。

  工业以太网将涂装设备和车间办公室相连,完成车间级、工厂级和互联网的衔接,进行长途监控。

  3.1.2通讯协议

  组态王6.55经过板卡CP5611与S7300 PLC之间可选用的通讯办法有MPI、Profibus-DP、Profibus-S7等多种协议。本项目择优选用Profibus-S7通讯办法,Profibus-S7通讯兼具了MPI的设置简单和Profibus-DP的高速率、多子站的长处。

  3.1.3通讯参数设置

  1)在STEP7中对设备和模块进行组态:装置、联网并设置属性和地址;

  2)分配DP主从站地址、编号,界说数据交换区域和数据类型;

  3)选用MPI通讯办法将PLC的硬件装备下载到PLC中;

  4)组态王中界说设备通讯、地址和数据词典:依据界说向导树立西门子S7 300系列的Profibus-S7协议。

  3.2操控软件规划

  本项目用到变频技能、PID/份额调理技能、传感检测技能、多驱动同步操控技能、PLC和上位联网操控、信息处理技能、现场总线及数据库办理技能等。其间PLC承担了较中心的作业,因而PLC的编程办法和技巧非常重要。

  该线一切专机联动联系杂乱,各机构必须严格遵循出产工艺按步序和节拍运转。假如动作次序和节拍稍有错乱或衔接不顺畅,就会出现产品混料(轿车厂不允许不同类型产品混在一起)和废料。根据顺控模式,选用了Graph言语进行PLC编程。

  次序功用图(简称SFC)是IEC规范编程言语,用于编制杂乱的顺控程序,结构明晰、条理明晰和逻辑性强。选用S7GRAPH编程办法,能够转化成PLC可履行程序,清楚快速地组织和编写次序操控程序,经过将操控使命分解为若干步及转化条件指令,完成大局、单页或单步显现、联锁操控和监视条件的图形视界。

  3.3上位监控体系规划

  设备的启停、参数设置/修改、毛病报警/复位、设备运转状况、曲线及信息办理、发布都在组态王KingView6.55上完成。

  出产工艺信息如要害参数:投料量、投料速度、浸漆时刻、浸漆速度、甩漆时刻、甩漆速度等可依据要求由授权办理员进行修改、设置。对全线设备运转进行监控;完成数据的整理归档和存储,报警信息会集管控,定位准确,完成柔性化出产。

  4技能要点

  整套出产线包含多种专机的快速、连续和多维立体空间运转;规划本着科学、先进和简捷的准则,选用有效检测手段(拉线编码器、超声波传感器、激光测距仪、开度仪等)、紧密的操控办法,完成了德方严苛的工艺节拍紧凑、定位精度高和和主动化、智能化的要求。

  4.1安全功用

  4.1.1紧急中止

  设备周边设置多个急停按钮开关,接入安全操控回路,当发现人员有风险或设备异常时按下zui近的急停按钮。毛病和风险处理后,解除急停按钮,并复位安全操控回路,设备具备启动条件。

  4.1.2安全门锁

  为避免人员在设备运转时进入,每个门口都装置电磁门锁。门锁信号接入安全操控回路。一切的电磁门锁都锁闭是设备开端运转的前提条件,门锁翻开,设备中止;安全门锁闭,并复位安全操控回路,设备能够持续运转。

  4.1.3安全栅

  防爆区域内的传感器:离心机夹具翻开/关闭到位、漆桶底位/低位/甩漆/浸漆位、减速、吊带张紧位等信号首要进入安全栅,保证防爆区域表里的信号阻隔;防爆区域内选用本安型传感器,防爆区域外选用安全栅将防爆区域内的信号收集到PLC,进步安全程度。

  4.1.4操作权限办理

  设备运转时涉及到许多要害的参数和功用按键,这些功用只允许特定人员进行操作,因而不同的工艺参数设定和特别按钮操作设定有不同的权限,特定人员凭用户名和密码可进行相应操作,避免人为误操作,影响设备作业和产品质量。

  4.2中心工艺完成

  本体系规划2套涂层程序(单涂和双涂)和1套主动换篮子程序。

  4.2.1单涂程序

  单涂:只涂1遍油漆。规划道路是:生料顺次进入穿梭机1的1#料篮,机械手从穿梭机1取篮子后替换放入两个离心机内,在离心机内涂过油漆后进入烘箱,烘干后倒入下料穿梭机,由下料穿梭机送入制品料箱,脱离出产线。

  4.2.2双涂程序

  双涂:涂2遍油漆,在每个离心机内各涂1次油漆。道路是:生料进入穿梭机1的1#料篮,机械手将1#料篮取走,放入离心机1内进行涂漆,在离心机1内完成后进入烘箱,烘干后被倒入穿梭机1的2#料篮;机械手取走2#篮子放入离心机2内进行涂漆,涂完后进入烘箱,烘干后倒入下料穿梭机,由下料穿梭机倒入制品料箱,脱离出产线。

  4.2.3主动换篮子程序

  改动涂层色彩时,需要替换油漆桶和相应色彩的料篮,每个料篮重40 kg,人工操作费时吃力。体系规划了一套主动替换料篮的程序。当体系检测到新输入的工件类型代码中代表色彩的代码和原来的不一起就开端履行换篮子程序:首要替换穿梭机1#方位的两个篮子和离心机1的漆桶。当新色彩的工件做完一遍涂层并烘干、准备做第二遍涂层时开端替换穿梭机2#方位的篮子和离心机2的漆桶。

  下面以替换1#方位篮子为例说明换篮子动作是怎么履行的:当新类型工件进入震动落料机时,程序检测篮子色彩和新工件色彩是否相同,当色彩不一起开端履行换篮子程序。机械手将篮子放入离心机1内,自离心机1缩回,开端履行换篮子程序段(原本是应该上升到料篮翻转站将倒空的篮子取到穿梭机1的1#位的),在3个料篮仓的九个方位查找方针色彩的篮子,查到后机械手将该篮子取出来放到穿梭机1的1#位,然后上升到料篮翻转站,将倒空的篮子取下,放到方才取出篮子的料篮仓方位。然后机械手回到初始方位,至此换篮子动作履行完毕。程序回到涂层程序持续履行,当把新换的篮子装完料送入离心机1内时,机械手停在离心机1门口,等候替换漆桶完成信号。漆桶替换完成后,程序持续运转。当下一个循环履行到换篮子程序时,开端替换第2个料篮,动作履行次序和跟换第1个相同。

  4.3信息办理

  4.3.1产品信息

  当工件进入震动落料机后,扫码枪将工件订单输入到操控体系内,体系会主动生成一个工件编码;当工件进入称重料斗时会生成一组随同工件直到下料的数据,包含工件编码、订单号、分量、涂层数等。这组数据随着工件顺次进入下一工位。

  4.3.2温度曲线归档

  因为温度对涂层的影响比较大,对温度进行了实时监控,并把温度数据归档保存一段时刻,便于分析产品质量问题。工控机上编制“趋势曲线”控件。

  4.3.3涂层工艺参数办理

  因为工件类型众多,工艺参数亦有所不同。关于不同的工件设定有不同的投料量、浸漆时刻、浸漆速度、甩漆时刻、甩漆速度等工艺参数。因为设备加速到160 s后,油漆工艺参数(烘干时刻)还未确定,在每个循环完毕延时10 s入下一个循环(相当于每个循环要170 s)假如参数调整好之后能够经过工控机上的“撤销10 s延时”按钮撤销延时。

  5结语

  该设备现已运转了接近2年时刻,达到了预期全体出产节拍的要求;专机设备结构牢固,长时间高温环境下运转牢靠,各活动部件运转灵敏,设备可完成单涂、双涂工艺的切换,满意了不同规格类型产品共线柔性出产的需求。设备主动化、智能化程度和利用率高,极大地减轻了工人劳动强度。