擋圈自動生產線的研制

摘 要：為實現擋圈加工的自動化，提高生產效率，研制了擋圈自動生產線。該自動生產線提高了擋圈的生產精度，實現了制造設備的工業以太網以及Profibus DP組網控制，生產效率高，可靠性強。在實際應用中驗證了該擋圈自動生產線具有很高的使用及推廣價值。

關鍵詞：自動生產線；網絡控制 ；PLC

中圖分類號：F407.67 文獻標識碼：A

生產過程的高效自動化是當前制造技術發展的主要趨勢之一，柳州職業技術學院機械廠緊追前沿技術，與西門子公司共同研發制造了擋圈加工自動生產線。該自動生產線主要為廣西柳工機械股份有限公司加工變速箱用擋圈。經過一年的實際運行驗證， 該自動生產線生產效率高，可靠性強， 能夠滿足加工要求。

1.結構組成

自動生產線是按一定工藝順序排列的若干臺自動機床，用工件傳送裝置和控制系統聯結起來，按照規定的生產節拍，工件自動地依次經過各個加工工位進行自動加工的連續作業線。擋圈加工自動生產線由倉儲系統、輸送系統、加工單元、檢測單元、中間環節以及控制臺組成。其結構組成如圖1所示。

倉儲系統由碼垛機以及立體倉庫構成；碼垛機用來將毛坯送往輸送線并將加工完成的成品送回倉庫中，立體倉庫用來存儲毛坯件以及成品。輸送系統由線體、機器人以及機械手組成，負責將工件在整個生產線的各個工位循環輸送。加工單元為兩臺數控車床，第一個工位的車床加工擋圈的內圓與端面并進行倒角，第二個工位的車床加工擋圈的另一個端面并加工外圓。檢測單元主要由接觸式傳感器以及氣動元件組成，對機床加工出來的工件進行精度檢測。控制系統由計算機、觸摸屏以及總控臺組成，實現自動生產線的啟停控制、參數設置、狀態監控等。

2控制系統

控制系統由四臺S7-300PLC組成，CPU選用315F-2 PN/DP。CPU315F-2 PN/DP同時具有工業以太網接口和Profibus總線接口，能夠實現工業以太網連接以及總線控制。控制系統組成如下圖3所示。

該控制系統采用兩層網絡實現控制，分別為工業以太網層和現場總線。工業以太網用來連接各個主站、監控計算機以及控制觸摸屏，通過四臺SCALANCE X005 交換機實現通訊連接。各個主站建構成獨立的Profibus DP網，通過Profibus電纜連接遠程IO模塊，從而實現對執行機構的控制。

3通訊實現

單個PLC由于其cpu計算能力以及輸入輸出端口有限，不可能實現單臺PLC對整條自動生產線的控制，因而在自動生產線的控制系統中出現了多個由單臺PLC建立的站，站與站之間獨立工作。由于自動生產線是一個整體，站與站之間必然需要通信。如何實現站與站的通信，是自動生產線的關鍵技術。擋圈加工自動生產線采用工業以太網實現各個主站的通訊，通過X005交換機將各個主站連成一個網絡，站與站之間通過系統功能塊SFB14和SFB15來獲得和發送數據信息，其功能塊圖如下所示：

結語

擋圈自動生產線包含了模塊化PLC、工業以太網和總線技術，對機器人和數控機床實現了組網控制；擋圈加工自動生產線經過一年的實際運行驗證，其加工精度以及生產效率高，可靠性強，能夠很好的完成加工任務，取得了良好的經濟效益和社會效益。該自動生產線的成功研制，具有很高的使用以及推廣價值， 對其他的自動控制項目具有一定的指導和借鑒意義。

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