徐 麗，錢 進(jìn)，陳 暉

（江蘇揚(yáng)力鑄鍛有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225104）

傳統(tǒng)的輪輻加工方式一般由壓力機(jī)、模具等單臺(tái)組成。輪輻中孔的數(shù)量會(huì)依據(jù)客戶的要求而不盡相同，需要用不同的模具，對(duì)輪輻中的孔進(jìn)行平均分布，然后采用壓力機(jī)的單次規(guī)范進(jìn)行加工。工作效率低，操作繁瑣，易導(dǎo)致工人疲勞生產(chǎn)。

1 基于DP通訊的原理及方案

基于DP通訊輪輻加工的壓力機(jī)連線控制系統(tǒng)，包括壓力機(jī)電控單元、模具電控單元和機(jī)器人電控單元，壓力機(jī)電控單元包括PLC控制單元和顯示單元，PLC控制單元經(jīng)中間繼電器實(shí)現(xiàn)與模具電控單元的通訊，PLC控制單元經(jīng)DP通訊模塊實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人電控單元的通訊；顯示單元用于輸入輪輻沖孔數(shù)量和啟動(dòng)信號(hào)，顯示單元將沖孔數(shù)量信號(hào)傳輸給模具電控單元和機(jī)器人電控單元，如圖1所示為生產(chǎn)線各單元排布示意圖。

壓力機(jī)電控系統(tǒng)與模具電控系統(tǒng)采用無(wú)源中繼進(jìn)行信號(hào)對(duì)接；壓力機(jī)電控系統(tǒng)與機(jī)器人電控系統(tǒng)采用DP通過(guò)協(xié)議進(jìn)行信號(hào)對(duì)接。如圖2所示。

壓力機(jī)與模具電控的PLC輸入、輸出定義詳見表1所示。

壓力機(jī)與機(jī)器人電控系統(tǒng)DP通訊的輸入、輸出定義詳見表2所示。

壓力機(jī)電控系統(tǒng)與模具電控系統(tǒng)信號(hào)對(duì)接詳見表3所示。

表1 壓力機(jī)與模具電控的PLC輸入、輸出定義

表2 壓力機(jī)與機(jī)器人電控系統(tǒng)DP通訊的輸入、輸出定義

壓力機(jī)電控系統(tǒng)與機(jī)器人電控系統(tǒng)信號(hào)對(duì)接詳見表4所示。

結(jié)合圖2進(jìn)一步說(shuō)明DP通訊協(xié)議在輪輻加工壓力機(jī)中的應(yīng)用。壓力機(jī)處于原點(diǎn)位置、連線模式、連續(xù)規(guī)范、無(wú)故障狀態(tài)，模具處于零度無(wú)故障狀態(tài)，機(jī)器人處于壓力機(jī)外側(cè)無(wú)故障狀態(tài)。先在壓力機(jī)觸摸屏參數(shù)設(shè)置頁(yè)面中設(shè)置好輪輻沖孔數(shù)量，壓按“連線啟動(dòng)”按鈕，壓力機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行三方設(shè)備故障檢測(cè)后，無(wú)故障則給機(jī)器人發(fā)出壓力機(jī)OK、模具OK的1s脈沖信號(hào)；機(jī)器人在接收到此信號(hào)后，進(jìn)入壓力機(jī)工作模區(qū)內(nèi)，進(jìn)行取、放工件操作，取、放工件完成，給壓力機(jī)完成1s脈沖信號(hào)；壓力機(jī)檢測(cè)到機(jī)器人給出的完成信號(hào)后，開啟沖壓連續(xù)模式；壓力機(jī)從上死點(diǎn)運(yùn)行至下死點(diǎn)位置后，給模具下死點(diǎn)沖壓完成信號(hào)；模具在接收到此信號(hào)后，根據(jù)觸摸屏中設(shè)置的沖孔數(shù)量進(jìn)行不同角度的分轉(zhuǎn)動(dòng)作，當(dāng)分轉(zhuǎn)動(dòng)作完成后，給壓力機(jī)一個(gè)分轉(zhuǎn)動(dòng)作完成信號(hào)；壓力機(jī)從下死點(diǎn)位置返回上死點(diǎn)位置時(shí)，結(jié)合模具分轉(zhuǎn)運(yùn)作完成信號(hào)與觸摸屏中沖孔數(shù)值信號(hào)，判斷是否進(jìn)行下一次沖壓，如果在到達(dá)上死點(diǎn)位置時(shí)接收到分轉(zhuǎn)完成信號(hào)，則連續(xù)進(jìn)行下一次沖壓，如果在到達(dá)上死點(diǎn)位置時(shí)接收不到分轉(zhuǎn)完成信號(hào)，則自動(dòng)停止在上死點(diǎn)位置；如檢測(cè)到?jīng)_壓次數(shù)少于設(shè)定值，則自動(dòng)進(jìn)行下一步?jīng)_壓；如檢測(cè)到?jīng)_壓次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，則自動(dòng)停于上死點(diǎn)位置，完成一件輪輻加工。

表3 壓力機(jī)電控系統(tǒng)與模具電控系統(tǒng)信號(hào)對(duì)接

表4 壓力機(jī)電控系統(tǒng)與機(jī)器人電控系統(tǒng)信號(hào)對(duì)接

壓力機(jī)與機(jī)械手之間采用DP通訊，只需一根通訊線，大大簡(jiǎn)化線路的繁瑣，避免硬件故障點(diǎn)。壓力機(jī)可編程控制器通過(guò)GSD文件與機(jī)械手總控之間完成DP通訊的信號(hào)交互。壓力機(jī)將通訊需要發(fā)送的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在某一數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)（D100），將通訊需要接收的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在另一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)（D300），與機(jī)械手信號(hào)一一映射，通過(guò)心跳信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)是否通訊故障。

3 實(shí)施效果

（1）當(dāng)壓力機(jī)檢測(cè)到本設(shè)備故障后，分別通過(guò)中間繼電器傳送給模具，停止模具分轉(zhuǎn)動(dòng)作，通過(guò)DP協(xié)議傳送給機(jī)器人，停止機(jī)器人的取、放料動(dòng)作；當(dāng)模具檢測(cè)到本設(shè)備故障后，通過(guò)中間繼電器傳送給壓力機(jī)，壓力機(jī)停止沖壓動(dòng)作，壓力機(jī)再通過(guò)DP協(xié)議傳送給機(jī)器人，停止機(jī)器人的取、放料動(dòng)作；當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到本設(shè)備故障后，通過(guò)DP協(xié)議傳送給壓力機(jī)，壓力機(jī)停止沖壓動(dòng)作，壓力機(jī)再通過(guò)中間繼電器傳送給模具，停止模具分轉(zhuǎn)動(dòng)作。

（2）壓力機(jī)設(shè)有單機(jī)、連線操作選擇，當(dāng)單機(jī)模式下，模具分轉(zhuǎn)完成可以沖壓信號(hào)不能啟動(dòng)壓力機(jī)；單機(jī)模式下，機(jī)器人檢測(cè)到此信號(hào)，不會(huì)給出取、放工件完成信號(hào)，同樣不能啟動(dòng)壓力機(jī)，避免誤操作。

（3）機(jī)器人會(huì)同步給出機(jī)器人在壓力機(jī)外側(cè)信號(hào)，壓力機(jī)可正常運(yùn)行；當(dāng)機(jī)器人需要進(jìn)入模區(qū)時(shí)，此信號(hào)斷開，壓力機(jī)停止運(yùn)行；形成互鎖保護(hù)。

（4）壓力機(jī)在機(jī)器人進(jìn)入模區(qū)前，會(huì)給出壓力機(jī)的上死點(diǎn)、滑塊不運(yùn)行的信號(hào)，同意機(jī)器人進(jìn)入模區(qū)進(jìn)行取、放料操作。

（5）簡(jiǎn)化了壓力機(jī)與機(jī)械手之間的連線，節(jié)省PLC的I/O點(diǎn)，減少了線路繁瑣帶來(lái)的故障點(diǎn)以及維修的不便性。

（6）此生產(chǎn)線提升了輪輻加工的便利性，模具實(shí)現(xiàn)了通用性，生產(chǎn)效率得到大幅提升，降低了工人的重復(fù)操作，向智能制造邁進(jìn)一步。