摘要：針對目前汽車儀表板產(chǎn)品更新?lián)Q代快、制造復雜程度高等特點，運用西門子現(xiàn)場總線與多軸伺服定位技術，研制出高性能的汽車儀表板發(fā)泡生產(chǎn)線，實現(xiàn)柔性化、自動化的生產(chǎn)要求。
關鍵詞：PROFIBUS—DP FM357—2 汽車儀表板 柔性化 自動化
0 引 言
隨著國內(nèi)汽車內(nèi)飾件檔次的不斷提高．新型儀表板的市場需求不斷擴大．儀表板生產(chǎn)線的先進技術也隨之得到了廣泛應用。目前，汽車儀表板發(fā)泡生產(chǎn)線仍主要依賴歐、美等發(fā)達國家和地區(qū)的進口．于是研發(fā)具有先進控制技術的新型生產(chǎn)線對提高我國汽車裝備技術水平具有重大的意義 本文介紹基于西門子 PROFIBUS—DP總線和FM357—2多軸定位模塊構成的控制系統(tǒng)
1 系統(tǒng)的分析及方案設計
1．1 系統(tǒng)控制功能描述
汽車儀表板發(fā)泡生產(chǎn)線是以聚氨酯為發(fā)泡料．在通用模架上實現(xiàn)全自動生產(chǎn)各類車型儀表板的生產(chǎn)線．該系統(tǒng)機械部分主要由發(fā)泡模架、伺服控制充注機械手、發(fā)泡模具等組成見圖1
發(fā)泡模架是通用的．通過安裝在發(fā)泡模架上的發(fā)泡模具更換實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。其系統(tǒng)的控制包括模架運動、模具動作及充注機械手運動．工藝流程見圖2 （以1號模架安裝Bll模具為例）。
1．2 系統(tǒng)控制方案設計
根據(jù)工藝要求．每個發(fā)泡模架及每種型號的模具為單獨從站，安裝有YO裝置．主從站之間通過PROFIBUS—DP通信線連接，實現(xiàn)主從站之間的通信 觸摸屏設定工藝參數(shù)并監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)．FM357—2多軸定位模塊完成充注機械手的X一Y軸二維定位運動。通過觸摸屏設定實現(xiàn)注料過程中不同注料軌跡的運動，不僅完成了機器人的功能，而且具有造價低、適應范圍廣的特點。其系統(tǒng)控制結(jié)構圖見圖3。
2 系統(tǒng)控制的關鍵技術
2．1 PROHBUS—DP總線技術
PROFIBUS—DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送，主站周期地監(jiān)控站
讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息．其標準化的現(xiàn)場總線具有“開放”的通信接口．允許用戶自由選用分散的I／0裝置在此系統(tǒng)控制中，每個產(chǎn)品的上、下模具各配有一個從站．各模具的從站與系統(tǒng)采用多極連接器連接．每個從站在硬件組態(tài)時有一個PROFIBUS總線地址．它與接口模塊IM151 一l從站的地址撥碼相一致。
由于每個模具所配的PROFIBUS總線地址的唯一性．系統(tǒng)將可能的各產(chǎn)品在硬件組態(tài)完成以后．形成不同產(chǎn)品的完整程序．PI 根據(jù)實際配置的從站運行。例如：該系統(tǒng)任一模架可從6個產(chǎn)品中選配模具．剩下的2個產(chǎn)品的從站不與PROFIBUS總線連接．系統(tǒng)自動識別并正常運行．只是PLC主站的總線通信由于硬件配置和實物不同而顯示報警 各模架所配的模具從站通過PROFIBUS—DP連接．并通過多極連接器將模具的代號識別作為PLC輸入信號．徹底解決了汽車儀表板發(fā)泡生產(chǎn)線的多品種生產(chǎn)的問題．實現(xiàn)了柔性化、自動化的生產(chǎn)要求 其硬件配置見圖4
2．2 FM357—2 多軸定位模塊
伺服控制系統(tǒng)是通過FM357—2定位模塊驅(qū)動兩軸伺服放大器實現(xiàn)兩維沖注運行．實現(xiàn)對復雜型面工件的曲線充注該模塊可以控制四軸伺服電機運行將伺服電機軸都放于1個通道控制．可以實現(xiàn)高精度插補，多軸同步的定位運行．也可將伺服電機軸放于不同的通道控制．實現(xiàn)分開控制。
FM357—2作為西門子S7—3o0的一個功能模塊．它與S7—300、觸摸屏之間的數(shù)據(jù)關系見圖5
通過PG實現(xiàn)FM357—2參數(shù)包的設定及編程。FM357—2參數(shù)包包括 machine data，zero offsets，tool offsets，R parameters，GUD program，NC program。其中：machine data中設定相關的伺服控制參數(shù)．在伺服電機軸配置中將二個軸放于1個通道控制．實現(xiàn)兩軸插補，同時運行；NC program 包括main program，sub program，special programs。
在S7—300程序中．FC100，F(xiàn)CIO1，F(xiàn)C103，F(xiàn)C105分別完成REFERENCE，JOG，AUTO，R參數(shù)通信的功能；DB30，DB31分別為FM信號數(shù)據(jù)塊和軸信號數(shù)據(jù)塊，與FM357—2通信。
每個軸包括JOG，REFERENCE，AUTO 3種運行狀態(tài)。下面以軸1為例加以描述。
控制使能：DB31．DBx2．1=1：脈沖使能：DB31．DBxl3．7=1；停止：DB31．DBx4．3=0。
速度倍率：DB31．DBB0=0—200％．可改。
讀取當前值：DB30．DBx21．1=1，DB31．DBD40。
工作狀態(tài)：
?。?）JOG狀態(tài)狀態(tài)給定：DB30．I）BXIO0．2=1；狀態(tài)顯示：DB30．DBX120．2；正向運行給定：DB31．DBX4．6；反向運行給定：DB31．DBX4．7。
?。?）REFERENCE狀態(tài) 狀態(tài)給定：DB30．DBx100．2=1，DB30．DBx101．2=1：狀態(tài)顯示：DB30．DBxl21．2。
（3）AUTO狀態(tài) 由觸摸屏給定當前夾具所需的各段位置及速度值作為FM357—2中的main program的 參數(shù)．通過程序改變 DB30．DBB57的值實現(xiàn)伺服對應于FM357—2中的mainprogram程序號的自動運行。圖6為第二夾具上某型號模具的伺服運行設定界面
?。?）自動啟動給定DB115．DBX84．1； 停止／復位給定DB1 15．DBx84．2。
?。?）程序正在運行狀態(tài)DB30．DBX125．0；電機定位完成狀態(tài)：DB30．DBxl24．5
3 結(jié)束語
新型汽車儀表板發(fā)泡生產(chǎn)線適用于汽車儀表板的聚氨酯發(fā)泡制品一次成型的要求．集成了網(wǎng)絡控制技術、伺服控制技術、液壓比例控制技術、制件發(fā)泡技術，是現(xiàn)代化先進集成制造系統(tǒng)．實現(xiàn)了不同品種產(chǎn)品生產(chǎn)制造的自動化、柔性化。目前，該套生產(chǎn)線在泰州勁松有限公司得到成功應用．填補了國內(nèi)空白．達到國際先進水平。
參考文獻
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