汽車起動(dòng)機(jī)空載性能測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

史文

摘要：汽車起動(dòng)機(jī)是汽車起動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵零件，是衡量汽車整體性能的重要指標(biāo)，其性能的可靠性和穩(wěn)定性直接決定汽車能否正常起動(dòng)。本文主要介紹了汽車起動(dòng)機(jī)空載性能測試系統(tǒng)。首先，在分析起動(dòng)機(jī)空載性能測試系統(tǒng)軟件功能需求的基礎(chǔ)上，采用模塊化編程思想將系統(tǒng)劃分為幾大功能模塊，并通過數(shù)據(jù)的相互關(guān)系將各個(gè)模塊綜合聯(lián)系起來;然后，通過對(duì)空載測試工藝流程分析，完成PLC控制程序的編寫與調(diào)試。

關(guān)鍵詞：汽車起動(dòng)機(jī);PLC;空載測試

中圖分類號(hào)：TP274

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0127 - 01

汽車起動(dòng)機(jī)空載性能測試系統(tǒng)作為空載工位的核心，控制著起動(dòng)機(jī)空載性能測試的整個(gè)流程。它既對(duì)提高起動(dòng)機(jī)自動(dòng)裝配和測試生產(chǎn)線效率起著至關(guān)重要的作用，又為起動(dòng)機(jī)自動(dòng)裝配和測試生產(chǎn)線綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)空載性能全自動(dòng)化測試，需要考慮以下幾個(gè)方面的問題：

（1）必須能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)起動(dòng)機(jī)自動(dòng)接線和夾緊功能。為能夠?qū)ζ饎?dòng)機(jī)性能進(jìn)行測試，需要為此提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓，并且在測試過程中起動(dòng)機(jī)具有較高的轉(zhuǎn)速，考慮測試的安全，系統(tǒng)必須能夠?qū)⑵饎?dòng)機(jī)可靠地夾緊。

（2）該系統(tǒng)采用流水線方式，所以在該工位的生產(chǎn)節(jié)拍和上、下料方式必須實(shí)現(xiàn)簡單方便且易于控制。

（3）不同的測試項(xiàng)目有不同的測試條件，故測試系統(tǒng)必須能夠按照起動(dòng)機(jī)設(shè)置的測試順序和測試項(xiàng)目，進(jìn)行平穩(wěn)的切換。

（4）系統(tǒng)必須保證自動(dòng)化測試過程安全可靠，并提供良好的故障診斷技術(shù)和安全保護(hù)措施。

1 汽車起動(dòng)機(jī)的工作原理

汽車起動(dòng)機(jī)主要由控制裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力機(jī)構(gòu)——直流電動(dòng)機(jī)三大部分組成。起動(dòng)機(jī)主要用三個(gè)部件來實(shí)現(xiàn)整個(gè)起動(dòng)過程。起動(dòng)機(jī)電路的通斷由控制裝置電磁開關(guān)來控制;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒輪與飛輪齒圈嚙合，同時(shí)能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后自動(dòng)脫開;直流電動(dòng)機(jī)則是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為起動(dòng)機(jī)的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)飛輪產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。其中，直流電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)機(jī)內(nèi)部的主要部件，它完成以安培定律為基礎(chǔ)的能量的轉(zhuǎn)化過程，即通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。

起動(dòng)機(jī)具體起動(dòng)過程：點(diǎn)火開關(guān)閉合，吸引線圈和保持線圈通過電流后，產(chǎn)生磁場，將鐵芯吸入，帶動(dòng)單向嚙合器沿電樞軸螺旋齒槽后移，使起動(dòng)機(jī)齒輪和飛輪嚙合。當(dāng)起動(dòng)機(jī)齒輪和飛輪完全嚙合時(shí)，電磁開關(guān)閉合，直流電動(dòng)機(jī)回路接通，同時(shí)吸引線圈短路，通過保持線圈使直流電動(dòng)機(jī)處于供電狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，經(jīng)嚙合器帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。 2空載測試流程 為了讓工作人員操作方便，且實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測試，空載測試系統(tǒng)采用九個(gè)氣缸控制空載測試工位起動(dòng)機(jī)的自動(dòng)上料、夾緊、接線及其吸合試驗(yàn)的擋齒前進(jìn)、空載轉(zhuǎn)速試驗(yàn)的測速機(jī)械手前進(jìn)和間隙檢測試驗(yàn)的位移傳感器前進(jìn)等動(dòng)作。這些氣缸的邏輯動(dòng)作由PLC程序控制，并通過傳感器反饋給上位機(jī)，共同實(shí)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)空載性能測試系統(tǒng)的全自動(dòng)控制方案。

根據(jù)控制任務(wù)的要求以及在考慮安全、效率、工作可靠性的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)在所有的氣缸中都安裝了感應(yīng)式接近開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)氣缸運(yùn)動(dòng)的安全互鎖，避免事故發(fā)生，即只有頂升缸頂?shù)轿涣耍瑠A緊氣缸才能動(dòng)作;反過來，只有夾緊解除了，頂升缸才能下降。在吸合試驗(yàn)擋齒、空載轉(zhuǎn)速機(jī)械手和位移傳感器機(jī)構(gòu)中也設(shè)置了自動(dòng)保護(hù)裝置，即只有在它們均收藏起來的情況下，頂升缸才能動(dòng)作，以免將傳感器等機(jī)構(gòu)打壞?？蛰d性能測試系統(tǒng)工藝流程為：在測試開始之前，必須按下“運(yùn)行準(zhǔn)備”按鈕，PLC接收到信號(hào)后，掃描輸入端口，檢測到有工件在空載測試工位后，發(fā)出命令。首先讓頂升缸上升，到位后夾緊缸動(dòng)作將工件夾緊固定，然后接線缸前進(jìn)，將主電源和起動(dòng)機(jī)接通，所有動(dòng)作完畢后。令測速氣缸，擋齒氣缸，位移氣缸處于原位就緒。接著根據(jù)相應(yīng)的測試項(xiàng)目，上位機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指令給PLC輸入端口，PLC根據(jù)端口信號(hào)配合測試執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，測試完畢后根據(jù)產(chǎn)品是否合格，合格則放行進(jìn)入下一負(fù)載工位，不合格則下線搬到不合格產(chǎn)品區(qū)。

根據(jù)空載性能測試系統(tǒng)的測試工藝流程，下位機(jī)PLC程序分為三大部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，即測試前準(zhǔn)備，測試中處理，測試后放行三個(gè)部分。

3 程序調(diào)試

起動(dòng)機(jī)空載測試子系統(tǒng)調(diào)試主要包括以下幾個(gè)步驟：

（1）首先，對(duì)下位機(jī)PLC，PCI - 1710板卡硬件進(jìn)行調(diào)試。在硬件調(diào)試前，必須先對(duì)電路接線進(jìn)行細(xì)致檢查，觀察各個(gè)信號(hào)連接是否一一對(duì)應(yīng)，是否有短路和斷路的情況，確保各硬件連接準(zhǔn)確可靠。硬件檢查好后，進(jìn)行軟件的編寫并做一些簡單的測試程序確定硬件接線的工作情況。

（2）其次是上位機(jī)測試軟件的運(yùn)行調(diào)試。進(jìn)入組態(tài)王軟件界面，點(diǎn)擊運(yùn)行，

查看組態(tài)王的信息窗口，檢查組態(tài)王和歐姆龍PLC是否建立連接。為確保連接正常，需注意以下幾個(gè)問題：1、硬件連接的COM口必須與所設(shè)置的COM口一致;2、通訊參數(shù)的設(shè)置必須符合歐姆龍硬件規(guī)定（9600，7、2、N），且采用Hostlink連接方式。

（3）最后檢查組態(tài)王和ActiveX控件數(shù)據(jù)交換是否正常，該步直接影響起動(dòng)機(jī)測試是否能正常進(jìn)行，主要檢查電壓、電流、轉(zhuǎn)速、位移等模擬量值是否與組態(tài)王動(dòng)態(tài)交換正常，Active控件是否能正常獲取組態(tài)王中參數(shù)設(shè)置模塊中的相應(yīng)參數(shù)。

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