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      基于PAC控制器的涂裝車間機(jī)運(yùn)自動化

      2015-03-12 01:47:28陳允剛
      山東工業(yè)技術(shù) 2015年11期
      關(guān)鍵詞:面漆油漆電泳

      陳允剛

      (包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014035)

      0 引言

      在工業(yè)高速發(fā)展的今天,為提高生產(chǎn)制造的節(jié)拍,保證生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)與合理利用,同時(shí)也減少人力成本,打造現(xiàn)代化生產(chǎn)線已成為當(dāng)務(wù)之急。本文以北奔重卡涂裝車間機(jī)運(yùn)為例,講述如何以PAC為核心,實(shí)現(xiàn)機(jī)運(yùn)自動化以及需要注意的要點(diǎn)。

      PAC是控制引擎的集中,涵蓋PLC用戶的多種需要,以及制造業(yè)廠商對信息的需求。PAC包括PLC的主要功能和擴(kuò)大的控制能力,以及PC-based控制中基于對象的、開放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接等功能。從PAC的定義可以看出PAC具各的特性,可以完成復(fù)雜的功能,并且系統(tǒng)的硬件和軟件無縫集成,提高了控制系統(tǒng)的性能。而要完成這些功能,PLC需要額外的擴(kuò)展卡才能完成。

      1 傳統(tǒng)涂裝工藝和系統(tǒng)

      1.1 傳統(tǒng)涂裝工藝

      涂裝機(jī)運(yùn)始于焊裝出口,途徑電泳、烘干,烘干之后更換吊具,打密封膠,再換回滑撬運(yùn)輸進(jìn)入面漆、打蠟等工藝,其中各個(gè)工藝環(huán)節(jié)設(shè)立外觀檢查與返修循環(huán),最后換撬進(jìn)入總裝結(jié)束,其涂裝工藝如圖1所示:

      圖1 汽車涂裝工藝流程

      1.2 油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)

      油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的控制對象,主要由兩大部分組成:油漆工藝控制系統(tǒng)和輸送控制系統(tǒng)。

      1.2.1 油漆工藝控制系統(tǒng)

      油漆工藝控制系統(tǒng)主要是圍繞汽車涂裝生產(chǎn)中各部分工藝過程,對其設(shè)備按照相應(yīng)工藝要求進(jìn)行控制和檢測。油漆工藝車間汽車涂裝工藝過程主要有預(yù)處理、電泳、密封、底漆和面漆等。油漆工藝控制系統(tǒng)要根據(jù)每一項(xiàng)工藝過程的具體工藝要求,通過控制裝置PLC控制相應(yīng)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備,例如:預(yù)處理和電泳工藝過程中的各種浸槽和噴淋設(shè)備,密封、底漆和面漆工藝過程中的噴膠或噴漆房設(shè)備和烘房設(shè)備,及各個(gè)工藝過程中控制溫度、濕度、壓力和風(fēng)速的環(huán)境設(shè)備。油漆工藝控制系統(tǒng)主要目的是使各個(gè)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備按照工藝要求正常運(yùn)行,以保證汽車涂裝質(zhì)量。

      1.2.2 輸送控制系統(tǒng)

      輸送控制系統(tǒng)主要控制油漆車間的輸送鏈和升降運(yùn)輸系統(tǒng)。它貫穿著油漆車間的汽車涂裝生產(chǎn)的全過程,即在輸送鏈和升降機(jī)的輸送作用下,使轎車白車身以一定的節(jié)拍,按照涂裝工藝順序,依次通過汽車涂裝各個(gè)工藝設(shè)備和環(huán)境設(shè)備,完成相應(yīng)涂裝加工工藝。輸送控制系統(tǒng)要通過控制裝置PLC,控制分布在整個(gè)油漆車間的各段輸送鏈和升降機(jī)運(yùn)行。輸送控制系統(tǒng)一方面要完成轎車白車輸送、轉(zhuǎn)掛和儲存任務(wù),另一方面還要按汽車涂裝各部分工藝要求,對輸送的車身還必須要在程序的控制下,實(shí)現(xiàn)升降、變節(jié)距、變速、擺動和傾斜等動作,從而保證油漆車間連續(xù)自動化生產(chǎn)。

      2 現(xiàn)在油漆車間中控室中央控制系統(tǒng)的主要缺陷

      要保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性,首先在各個(gè)工藝鏈的出入口設(shè)置急停按鈕盒,面漆工藝段因?yàn)橐兹?、易爆而采用防爆隔離柵代替普通傳感器;其次,除了在硬件上安裝極限開關(guān)之外,還在底層通過編寫聯(lián)鎖程序,防止操作人員在設(shè)備處于非安全狀態(tài)時(shí)誤操作。

      機(jī)運(yùn)系統(tǒng)與工藝機(jī)器人的車型信息交互、存儲區(qū)車型的排序、返修區(qū)域的自動路徑選擇,將是實(shí)現(xiàn)自動化的難點(diǎn)。

      3 解決方法

      為了合理分配各個(gè)控制系統(tǒng)的負(fù)荷,同時(shí)也使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護(hù)方便,本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

      為了合理分配各個(gè)控制系統(tǒng)的負(fù)荷,同時(shí)也使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、維護(hù)方便,本方案系統(tǒng)電力與網(wǎng)絡(luò)采用樹狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):

      該方案將整個(gè)系統(tǒng)劃分為若干個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域有一個(gè)MCP(主控制柜),各配備一臺可編程控制器,MCP(主控制柜)再通過光纖網(wǎng)絡(luò)連接到本區(qū)域的各個(gè)RCP(分控制柜),保證了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,也就是整條生產(chǎn)線的穩(wěn)定性,最終通過光纖交換機(jī)轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)連接到變頻器、遠(yuǎn)程IO等設(shè)備,同時(shí)各種電氣設(shè)備包括馬達(dá)過載保護(hù)開關(guān)、繼電器、接觸器等也安裝在每個(gè)MCP或者RCP內(nèi)。

      選用CoontrolLogix L65 PAC 可編程運(yùn)動控制器來進(jìn)行控制,因其集成了集成架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),即將不同的控制要求(順序控制,過程控制,運(yùn)動控制,傳動控制)集成于一個(gè)統(tǒng)一的控制平臺。三種網(wǎng)絡(luò)無縫連接(以太網(wǎng),控制網(wǎng),器件網(wǎng)),它采用RSLogix5000軟件進(jìn)行配置,編程和監(jiān)控。運(yùn)動控制功能已經(jīng)嵌入到RSLogix5000編程軟件和控制器中。通過安裝在生產(chǎn)線的傳感器來確定臺車的位置,記錄臺車的車型信息,并根據(jù)輸送情況實(shí)時(shí)推送車型信息的記錄,同時(shí)為了防止推送出現(xiàn)誤差,還在關(guān)鍵工位設(shè)立RFID讀寫站,將車型信息通過讀寫頭寫入裝置在臺車上的RFID載碼體內(nèi)。在機(jī)面漆工藝段,再從RFID讀取準(zhǔn)確的車型信息遞交給機(jī)器人。

      4 結(jié)論

      本系統(tǒng)可根據(jù)需要合理的設(shè)置維修間個(gè)數(shù),每個(gè)維修間設(shè)立一個(gè)按鈕盒反饋該維修間是否作業(yè)完畢,同時(shí)檢查站設(shè)置按鈕盒,操作人員通過選擇按鈕來記錄車架的良莠。利用RSLogix編程的靈活性,實(shí)現(xiàn)了自動根據(jù)車型,檢查站打分情況,存儲區(qū)在路徑上的車輛狀況,自動有序地選擇路徑,到達(dá)相應(yīng)的返修間。從而大大的提高了控制的精度和穩(wěn)定性,為涂裝車間的高效精密生產(chǎn)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

      [1]宋華,王錫春.電泳涂料[J].涂料工業(yè),1993,25(03):53-56.

      [2]劉廣容,郭稚弧.環(huán)氧聚氨酯型彩色陰極電泳涂料[J].涂料工業(yè),1996,33(02):5-9.

      [3]柯躍虎,楊卓如.陰極電泳涂料的發(fā)展動態(tài)[J].合成材料老化與應(yīng)用,2003,21(01):23-25.

      [4]劉廣容,郭稚弧.環(huán)氧聚氨酯型彩色陰極電泳涂料[J].涂料工業(yè),1996,18(03):5-8.

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