汽车板簧卷耳机的PLC程序设计

摘要摘 要板簧卷耳机是用于钢板弹簧端部切边（角）和耳部成型的专用设备。该设备采用模块化结构，由PC机与PLC两级计算机进行控制。其中，PLC可编程序控制器作为核心的控制部分，顺序控制完成切边角、卷耳等动作。本设计主要阐述了研究板簧卷耳机的背景，国内外汽车板簧的研究现状以及板簧卷耳机的工作过程。同时简要介绍了PLC实现的功能，及其与继电器控制系统的比较，并根据板簧卷耳机的工作流程，设计其电气控制程序，包括主程序、切边角子程序、卷圆耳子程序、卷包耳子程序、卷1/4耳子程序、压弯子程序，以及定位计算程序等各个部分的流程图绘制、PLC程序的编写。本设计改变了以往使用继电器接触器的现状，具有稳定可靠、功能齐全，应用灵活方便等优点，提高了劳动效率及安全性能，从而使系统的自动化程度有很大提高。关键词：板簧，卷耳机，PLCIIAbstractAbstractThe automatic leaf spring end eye forming machine is special equipment which is used for the trimming (or corner cutting) and end eye forming of leaf-spring. Modular structures for the devices are controlled by two computer levels which PC computer and PLC controller. Among them, the PLC programmable controller as the core control section, control complete cut corners, roll ear such action in sequence. The design mainly states the research background of the automatic leaf spring end eye forming machine, the domestic and foreign research situation of the vehicles leaf spring and the working process of the automatic leaf spring end eye forming machine. Also briefly introduced the function of PLC and the comparison with the relay control system, and according to working process of the automatic leaf spring end eye forming machine, design its electric control procedures. Including the main program, trimming slot program, roll round the ear subprogram, volume package ear subprogram, bending subroutine, and the calculation procedure of positioning etc. And each part of the draw and PLC program flow chart of the writing. This design has altered the use relay contact device status quo, with stable and reliable, the function is all ready, flexible and convenient application advantages, such as improving labor efficiency and safety performance, so that the system has a lot to improve the degree of automation. Keywords: leaf spring, Eye forming machine, PLC目 录目 录摘 要.IABSTRACT .II目 录.III第一章 绪论.11.1本课题研究的背景和意义.1 1.2 汽车板簧卷耳机的研究现状及发展前景.11.3 本课题的主要设计内容.2 1.3.1 主要设计内容.2 1.3.2 主要技术指标与参数.3第二章 汽车板簧卷耳机的总体设计方案.4 2.1总体控制方案的选择.4 2.1.1 PLC可编程序控制器概述.4 2.1.2 PLC与其他工业控制装置的比较.5 2.2 汽车板簧卷耳机的工作原理.6 2.3 控制系统的总体设计方案.7 2.3.1 模块式PLC的组成.7 2.3.2 总体设计方案.7第三章 汽车板簧卷耳机的程序设计.9 3.1 PLC程序实现的功能及其组成.9 3.1.1 PLC程序实现的功能.9 3.1.2 PLC程序的组成.9 3.2 PLC外部及内部资源使用说明.10 3.2.1 PLC外部资源使用说明.10 3.2.2 PLC内部资源使用说明.13 3.3 控制系统的定位调整.14 3.4 控制系统主程序设计.17 3.4.1 主程序流程图设计.17 3.4.2 主程序梯形图设计.18 3.5 切边角子程序设计.19 3.5.1切边角子程序流程图设计.19 3.5.2 切边角子程序梯形图设计.20 3.6 卷耳子程序设计.22 3.6.1 卷圆耳子程序设计.22 3.6.2 其它卷耳子程序设计.24 3.7 定位程序设计.30 3.7.1 切边角定位子程序设计.30 3.7.2 其它定位子程序设计.31结 论.32参考文献.33致 谢. .34IV第一章 绪 论第一章 绪 论1.1 本课题研究的背景和意义汽车板簧减震器是支撑汽车系统的关键组成部分。它能确保汽车的平稳驾驶，而且具有结构简单、方便制造和维修的特点。它除了用作弹性元件，还起着缓冲和传递车轮和框架之间的侧向力和纵向力的作用。汽车板簧的优劣不仅是衡量汽车档次的重要参数，也是决定汽车安全性的重要因素之一。钢板弹簧主要用于重、中、轻、微等各种类型的载货车和各种类型的客车。汽车板簧之所以能广泛应用是得益于它能维持框架和车身的稳定性，应力合理，能实现变刚度特性。目前国内工业水平落后，板簧卷耳机制造设备大都是半自动的，自动化水平低不仅效率低、浪费人力物力，也降低了产品的精度，钢板弹簧液压卷耳机是用于钢板弹簧端部切边角和耳部成型的专用设备，其主要用于生产汽车弹簧减震器的各种耳型。主要由上料机械手总成、炉取出装置、切边角机构、切头卷耳装置、成品堆积装置等组成。由于系统采用液压控制，使用电磁阀较多，传统的继电器控制线路使得电气控制系统复杂，故障率也较高，同时电器维修也不方便，影响了生产效率。该设备采用模块化结构，它由机与两级计算机控制。机器中的采用集中控制模式，并且配备有液压伺服电机、液压气缸以及高精度且具有良好线性的传感器。在整个系统的控制过程中，所有机构都能在高精度的状态下进行定位、移动和工作。可编程控制器可完成对弹簧的自动上料、从加热炉中取出、切边角、末端卷耳成形到最后的成品堆积全过程的实时控制及检测。本文主要设计的是全自动汽车板簧卷耳机的程序控制部分，因其能提高效率，降低能耗，以及减轻的劳动强度，同时又能提高安全性能，因而能更好的适应市场经济的需求。控制的汽车板簧卷耳机具备许多优点：低成本、高效益、结构紧密、运行可靠平稳、维修方便、易于调整等。而且可以应用计算机方便的实现弹簧参数的变化，已完成不同类型、不同形状的汽车板簧的生产，进而使生产效率得到极大提高。控制的汽车板簧卷耳机具有很好的应用前景。1.2汽车板簧卷耳机的研究现状及发展前景汽车板簧的生产设备大多采用专用设备，由于钢板弹簧的生产产量大，所以称为社会上很多企业看好的目标。而且目前国内外汽车板簧的生产自动化水平不是很高，随着汽车行业的迅速发展，对汽车板簧生产工艺的研究也将十分深入。在国内，随着经济的发展已经汽车行业的复苏，带动了汽车相关产业的发展。改革开放至今，我国汽车的产品结构发生了非常大的变化，轿车、客车、载货车各占汽车总产量的比例也发生了巨大变化，轿车的年产量在逐年增加，而客车和载货车在汽车年总产量中的份额却呈现逐年下降的趋势。我国的汽车板簧卷耳机大都是半自动的，这样既浪费了人力和物力，同时也降低了产品德精确度，同时安全性能也得不到保证。因此，汽车板簧在国内有很大的市场。在国外，随着现代化技术的发展和车辆工程技术的要求，汽车板簧的生产技术得到很大提高，双耳加工技术已经成熟，能源环境、人力物力资源得到充分的发挥，并将逐步迈向现代化生产的领域。可编程控制器都与工业系统连成一个整体，易于按扩充其功能的原则设计。技术随着计算机和微电子技术的发展而迅速发展，使在概念、设计、性能价格比以及应用等方面都有了新的突破。不仅其控制功能强，功耗、体积小，成本降低，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且远程通信、数据处理以及人机界面也有了长足发展。现在的可编程控制器不仅可用于制造业的自动化系统，而且还可以应用于连续生产的过程控制系统，已经成为现代工业自动化的三大技术支柱之一。控制逻辑采用存储器逻辑，工作于串行工作方式，控制速度极快，可靠性高，通用性强，设计施工周期短，使用维护方便。因此，研制控制的全自动汽车板簧卷耳机能适应国内为外市场经济的需求，我国的汽车板簧卷耳机还有相当大的市场、广泛的发展空间及美好的发展前景。1.3 本课题的主要设计内容1.3.1 主要设计内容通过对板簧卷耳机特点的分析，本设计的主要内容和工作主要是采用可编程控制器来控制板簧卷耳机的整个工作过程，改变了以往使用继电器控制的现状。该设计采用系列作为整个系统的核心控制部分，抗干扰能力强，且布线简单，处理速度快等一系列优点，进而是系统高效稳定的工作，提高了整个系统的工作效率，同时系统维护也方便。主要设计内容如下：（1） 实现自动与手动的切换；当发生紧急情况时，使整个系统停止工作。（2） 5种定位的设计计算。（3） 编写以下程序：切边角动作程序、卷耳动作程序（包括卷圆耳、卷包耳、卷1/4耳和压弯四部分）、5种定位的计算程序。（4） 绘制程序流程图。1.3.2 主要技术指标与参数表1-1 主要设计技术指标与参数板簧厚度626mm板料宽度50120mm板料长度10002500mm最大切边长度350mm切边宽度精度0.5mm切边（角）生产率6头/分卷（包）耳孔径2095mm两孔中心距9402000mm卷制耳孔精度0.3mm装机功率30KW耳孔平行度1%耳孔垂直度1%卷耳种类切线圆耳、1/4卷耳、3/4包耳、弯头卷耳生产率6头/分- 35 -第二章 汽车板簧卷耳机的总体方案第二章 汽车板簧卷耳机的总体设计方案2.1 总体控制方案的选择2.1.1 可编程序控制器概述在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主导地位。但继电器、接触器控制系统具有明显的缺点，即设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能弱，难于实现复杂的控制；特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂繁琐，当生产工艺或对象需要改变时，原有的接线和控制柜就要更换，所以通用性和灵活性差。1969年美国数字设备公司（）研制开发出出世界上第一台可编程序控制器，并在公司汽车生产线上应用成功。这是世界上的第一台可编程序控制器，型号为。当时开发的主要目的是用来取代继电器逻辑控制系统，只能进行计数、定时以及开关量的逻辑控制，所以通常称之为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称。随着微电子技术的发展，20世纪70年代中期出现了微处理器和微型计算机，人们将微型计算机技术应用到中，从而它能够更多的发挥计算机的功能，它不仅用逻辑编程取代了硬连线逻辑，同时还增加了运算、数据传送和处理功能，它真正成为一种电子计算机工业控制设备。1980年，在国外工业界正式将它命名为可编程序控制器（Programmable Controller）,简称。但由于它易与个人计算机（Personal Computer）的简称相混淆，故把可编程控制器称作。可编程控制器（）是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。其性能优越，已被广泛地应用于工业控制的各个领域。在电力工业中，应用可编程控制器的场合比比皆是。例如电厂输煤系统、锅炉燃烧系统、汽轮机和锅炉的起动及停车系统、废水处理系统、发电机和变压器监控系统、整个电力网的联网通讯、调度及控制、利用可编程控制器进行软动控制等等。种类虽然很多，但其组成结构和基本工作原理大致相同。采用了典型的计算机结构，它主要由、存储器、专门设计的接口模块、电源等主要部件组成。同时还有扩展接口、通信接口、智能模块、编程设备以及存储卡、电池卡等其它外部设备。是一种专为工业环境下应用而设计的计算机，它具备相应的控制软件。从整体上说，其控制软件可以分为系统程序和应用程序两大部分，而且二者又包括一些用途不同的组成程序，相对独立。系统程序通常有管理程序、指令译码和标准程序块三组成部分。应用程序的编制方法和采用的编程语言、用户程序的结构等一般由于的具体型号的不同、生产厂家的不同、使用的编程工具的不同及个人的习惯的不同而不同。目前，梯形图是最为常用的编程语言，其程序不仅通俗易懂，而且编程直观方便。此外，指令表、功能块、顺序功能图、流程图以及其它的一些高级语言也可以在不同的场合使用。具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因，因此可编程控制器有广阔的发展前景。2.1.2 与其他工业控制装置的比较梯形图是使用最多的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图非常相似，主要原因是梯形图大致上沿用了继电器控制的电路符号和术语，仅个别之处有些不同。同时，信号的输入/输出形式及控制功能基本上相同，但的控制与继电器的控制又有根本不同之处，主要表现在以下几个方面：（1）控制方式不同 继电器的控制都是采用硬件接线来实现的，即利用继电器的机械触点串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合来形成控制逻辑，它只能完成既定的逻辑控制。而的控制则采用存储逻辑来形成控制逻辑，它是以程序方式存储在内存中，若需要改变控制逻辑，只需改变程序即可，因此称为软接线，方便快捷。（2）控制速度不同 继电器的控制逻辑是通过机械触点的动作来实现控制的，工作频率比较低，毫秒级，而且机械触点会有抖动现象。而则是用程序指令来控制半导体电路来实现控制的，速度比较快，微秒级，而且严格同步，无抖动现象。（3）延时控制不同 继电器的控制系统是依靠时间继电器的滞后动作来实现延时控制的，但由于时间继电器定时精度不高，而且受环境影响比较大，调整时间相当困难。而控制系统则将半导体集成电路用作定时器，其时钟脉冲由晶体振荡器来产生，精度高，而且调整时间方便，不易受环境的影响。（4）工作方式不同 当电源接通时，继电器的控制线路中，各继电器线圈将同时处于受控状态，即该吸合的都应吸合上，不该吸合的因受某种条件限制而不能吸合，属于并行工作方式。然而，在的控制逻辑中，各个内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算出来的，因此属于串行工作方式。（5）可靠性和可维护性 传统的继电器控制逻辑使用了很多的机械触点，连线也较多，触点的分合时往往会受到电弧的损害，并且有机械磨损，而且寿命也短，故可靠性及可维护性差。然而可编程控制器采用计算机与微电子技术，大量的开关动作都由无触点的半导体电路来完成，不仅体积小、寿命长，而且可靠性也高。同时还配备有自动检测和监督功能，以查出自身的故障，而且可以随时显示给操作人员。不仅如此，他还能动态的监视自动控制程序的执行情况，从而为现场调试及维护提供了极大地方便。（6）设计和施工 使用传统的继电器的控制逻辑来完成一项控制工程时，其设计、施工及调试必须按顺序依次进行，运行周期长且修改起来不方便。而且随着工程增大，这一点尤为突出。然而，采用完成一项工业控制工程，在整个系统设计完成之后，现场调试和控制逻辑电路的设计可以一起进行，所用周期短，而且修改比较方便。（7）价格 传统的继电器控制逻辑使用的是机械开关、继电器及接触器，比较便宜。然而，控制逻辑使用的是中大规模集成电路，价格相对比较高。综上所述，可编程控制器抗干扰能力强、可靠性高；控制系统结构简单，通用性强；编程方便，易于使用；功能强大，适应面广；控制系统设计、施工及调试周期短；维修方便。因此，本设计采用了可编程控制系统。2.2汽车板簧卷耳机的工作原理汽车板簧是关键的汽车减震元件，也是支撑车架的重要组成部分，以确保车辆能够平稳驾驶。本设计采用的控制的板簧卷耳机，整套设备可是实现汽车板簧卷耳工序的流水作业。整机设备主要由上料机械手、炉取出装置、切边（角）机构、（主机）切头卷耳装置、成品堆积装置等五个部分组成。用于完成切边、切角、卷圆耳、卷1/4耳、卷3/4耳和弯头。在整个设备的运行过程中，钢板弹簧的两个端部需要经过加热、压延、切边(角)、切头及卷耳等多道工序，其中的加热是为了使成型抗力减小，压延是为了让接触区受力更加均匀。切头、切边（角）动作由处于垂直方向上的液压缸来完成。在板簧生产过程中，关键部分是卷耳：板簧经过传送带送至切边（角）位置，然后触动限位开关，接着开始进行切边角动作，待动作完成后再由传送带来完成翻转动作，等到达卷耳位置后，触动卷轴、卷耳臂及变频电机动作，以完成卷耳动作程序。由于要求加工4种卷耳，故需要利用光电开关来进行反馈控制。例如加工圆耳时，检测到卷了270时电机停转，同时卷耳臂松开，延时一秒后卷耳臂再次夹紧，电机反转，液压缸复位，卷轴返回，当检测到卷耳臂返回到170时，启动二次卷耳：当检测到卷了60时，电机停止，与此同时卷耳臂松开，则完成卷耳动作过程。汽车板簧卷耳机的工作原理如图2-1所示。2.3 控制系统的总体设计方案2.3.1 模块式的组成系列的硬件系统组成由整体式和模块式两种，其中模块式结构包括模块、模块、通信模块、编程器、上位机和其它通信设备等组成部分。整个系统的组成如图2-2所示。2.3.2 总体设计方案本设计首先通过人机界面启动主机，然后系统自动进行安全检测，若无故障则进行初始化，接着进入切边角子程序设计，然后选择所要执行的卷耳子程序，其中卷圆耳、卷包耳、卷1/4耳还需要进行角度反馈，形成闭环控制。当检测到角度后反馈到主机，由主机判断是否满足要求，然后再进行后续程序。本课题的总体设计方案如图2-3所示。第三章 汽车板簧卷耳机的程序设计第三章 汽车板簧卷耳机的程序设计3.1 程序实现的功能及其组成3.1.1 程序实现的功能本课题的程序主要实现的控制功能如下：（1）从控制面板接受各种信号来执行启动、停止、应急停车、手动与自动的切换和控制整个卷耳过程。（2）从各种光电开关和电磁阀接受定位信号以实现对板簧的定位。（3）接受行程开关信号，在液压缸的电磁阀的控制作用下来实现切边（角）动作。（4）接受行程开关和编码器的信号，并通过控制变频器的转速来实现卷耳动作。（5）通过接受过载继电器、低电压继电器、过热继电器的安全检测信号来实现对系统运行状态的实时检测。3.1.2 程序的组成控制程序通过对系统运行过程的实时控制来满足系统的运行要求。由于控制系统软件采用模块化设计，所以易于读取和修改。通过主程序调用不同的程序模块使系统完成不同的运行任务。该自动卷耳机的控制系统包括以下子程序：(1) 系统启动前的安全检测程序：系统通过检测油的路径、过滤器、系统的油温来确保系统启动前的安全运行。(2) Y-泵站电机系统的启动程序：为了确保系统的安全运行状况，采用Y-路径启动电机。(3) 手动或自动选择程序：通过按钮盘上的按钮来选择系统中的手动或自动程序。(4) 系统应急停止程序：当系统处于紧急状态下，该程序能确保系统应急停止从而保证了系统的安全性。(5) 手动加工程序：通过控制面板实现对系统的慢速控制和完成对钢板弹簧的调整。(6)自动加工程序：该程序包括炉取出，切（角），卷耳和成品堆积等子程序。3.2 外部及内部资源使用说明3.2.1 外部资源使用说明本课题中外部资源使用说明如表3-1所示表3-1 外部资源的使用说明端口功能注释端口功能注释0.0启动（电源）7.6接近传感器10.1启动（自动）7.7位置10.2停止8.0位置20.3油温过高8.1接近传感器20.4油压过高0.0正常运行指示灯0.5油压过低0.1报警0.6电压过高0.2传送带电机运转0.7电压过低0.3小车得电前进1.0电流过高0.4小车得电后退1.1电流过低0.5电磁吸盘装置得电1.2过热0.6电磁吸盘装置前进1.3上料启动0.7电磁吸盘装置后退1.4上料停止1.0推料机械手动作1.5炉取出启动1.1（炉取出）翻片动作1.6炉取出停止1.2接片动作1.7压延启动1.3（压延）夹紧片得电2.0压延停止1.4输送链抬起2.1切边角启动1.5粗定位气缸动作2.2切边角停止1.6定位销伸出2.3切头启动1.7长度定位台动作2.4切头停止2.0宽度定位气缸动作2.5卷耳启动2.1压延头抬起2.6卷耳停止2.2压延头下降2.7成品堆积启动2.3（切边角）夹紧片得电3.0成品堆积停止2.4输送链抬起3.1小车位置12.5粗定位气缸动作3.2小车位置22.6定位销伸出3.3上料输送限位开关2.7长度定位台动作3.4接片限位开关3.0宽度定位气缸动作3.5（压延）输送链限位开关3.1切头抬起3.6压延头限位开关3.2切头下降3.7长度定位台传感器3.3（切头）夹紧片得电4.0定位销伸出检测3.4输送链抬起4.1压延头行程开关13.5粗定位气缸动作4.2压延头行程开关23.6定位销伸出4.3（切边角）输送链限位开关3.7长度定位台动作4.4切头限位开关4.0宽度定位气缸动作4.5长度定位台传感器4.1切头抬起4.6定位销伸出检测4.2切头下降4.7切头行程开关14.3翻片动作5.0切头行程开关24.4（卷耳）夹紧片得电5.1（切头）输送链限位开关4.5工作台上升5.2切头限位开关4.6工作台下降5.3长度定位台传感器4.7工作台前进5.4定位销伸出检测5.0工作台后退5.5切头行程开关15.1定位销伸出5.6切头行程开关25.2长度定位台进5.7卷耳翻片5.3长度定位台退6.0（卷耳）限位开关5.4宽度定位气缸动作6.1长度定位台传感器5.5芯轴伸出6.2定位销伸出检测5.6卷臂夹紧6.3工作台行程开关15.7变频电机启动6.4工作台行程开关26.0变频电机反转6.5芯轴伸出检测6.1弹片动作6.6卷臂后退检测6.2液压缸动作对齐6.7电机转动检测6.3电磁吸盘装置得电7.0角位移传感器6.4电磁吸盘装置失电7.1芯轴退回检测6.5电磁吸盘装置前移7.2弹片限位开关6.6电磁吸盘装置后移7.3工作台复位限位开关6.7电磁吸盘装置抬起7.4输料台限位开关7.0电磁吸盘装置下降7.5液压缸动作检测3.2.2 内部资源使用说明本设计中，内部资源使用说明如表格3-2所示。表3-2 内部资源使用说明端口端口功能注释端口端口功能注释0.0出错报警39卷臂后退1秒0.1手动运行140二次加紧1秒0.2手动运行241卷臂后退2秒0.3自动运行142工作台下降2秒0.4自动运行243工作台后退2秒0.5（切边角）设置定位值中间继电器44长度定位台进2秒0.6粗调中间继电器45（卷包耳）宽度定位气缸动作0.7细调中间继电器46工作台上升2秒1.0定位进47卷臂加紧1秒1.1定位退48卷臂后退1秒1.2检测定位值49工作台下降2秒1.3（切头）设置定位值中间继电器50工作台后退2秒1.4粗调中间继电器51长度定位台进2秒1.5细调中间继电器52（卷1/4耳）宽度定位气缸动作1.6定位进53工作台上升2秒1.7定位退54卷臂加紧1秒2.0检测定位值97卷臂后退1秒2.1（卷耳）设置定位值中间继电器98工作台下降2秒2.2粗调中间继电器55工作台后退2秒2.3细调中间继电器56长度定位台进2秒2.4定位进57（压弯）宽度定位气缸动作2.5定位退58工作台上升2秒2.6检测定位值59卷臂加紧1秒2.7（卷耳）设置定位值中间继电器60卷臂后退1秒3.0粗调中间继电器61工作台下降2秒3.1细调中间继电器62工作台后退2秒3.2定位进63长度定位台进2秒3.3定位退37工作台上升2秒3.4检测定位值38卷臂加紧1秒33（切边角）粗定位气缸延时3秒HCFF高数计数器34宽度定位延时1秒0.0该位始终为1，即常35切头下降延时3秒0.1该位在首次扫描时36（卷圆耳）宽度定位气缸动作3.3控制系统的定位调整根据板簧长度，成品长度，板簧厚度需进行5处调整，除切边（角）宽度定位外，其余的调整其数值在主机操作盘上显示，这5处定位包括切边（角）宽度定位、切边（角）长度定位、切头长度定位、卷耳长度定位、装料平台高度定位（如图3-1所示）。图3-1 5种定位示意图（1）切边角宽度定位值：只需根据板簧的宽度值直接更换模具即可。（2）切边角长度定位值： （3-1） （3-2）其中，推板至压力机中心的距离（mm）移料架中心至压力机中心的距离（mm）板簧的长度（mm）板簧的宽度（mm）切角后板簧的宽度（mm）=切边长度（切边时）， 切角时 (3-3)=48.7+（）/（2tg25） (3-4)其中， =3045（3）卷圆耳的定位值（如图3-2所示）切头定位 (3-5) 卷耳定位 (3-6)承料台定位 (3-7)图3-2 卷圆耳定位示意图 （4）卷包耳定位值（如图3-3所示） 切头定位 (3-8) =L+1.57D+1.57T+W-13卷耳定位 (3-9) 承料台定位 (3-10)注：常数13是1#切断刀（25mm）和2#弯头上模（12mm）的厚度差。图3-3 卷包耳定位值 （5）卷1/4耳定位值（如图3-4所示）切头定位 (3-11)卷耳定位 材料长（510）mm (3-12)承料台定位 (3-13)注：上述L2的设定在卷耳形状不好时要用卷耳角度来调整。图3-4 卷1/4耳定位值（6）弯头设定值（如图3-5所示）切头定位 (3-14)图3-5 弯头定位值 3.4 控制系统主程序设计3.4.1 主程序流程图设计汽车板簧卷耳机的控制的主程序流程图3-6所示。首先，打开开关，接通电源，按下启动按钮，系统进行初始化。然后对油路、油温、过电流、过滤网进行安全检测，当安全检测出错时，控制系统发出报警信号，与此同时，报警系统重置。通过安全检测之后，系统启动。接下来需进行手动与自动的选择。当选择手动时，转入手动子程序继续执行。与之相对应，当选择自动时，系统将转入自动子程序，即执行切边角与卷耳子程序。3.4.2 主程序梯形图设计 主程序梯形图如图3-7所示。图3-7 主程序梯形图3.5切边角子程序设计3.5.1 切边角子程序流程图设计 汽车板簧卷耳机切边角子程序流程图如图3-8所示。首先检查工件是否到位，然后机械手夹紧前进，到切头位置时，液压缸动作开始切头；待切头完成后，机械手松开，返回原位，之后传送带工作，完成切边角程序。3.5.2 切边角子程序梯形图设计切边角子程序梯形图如图3-9所示。图3-9 切边角子程序梯形图3.6 卷耳子程序设计3.6.1 卷圆耳子程序设计卷圆耳子程序流程图如图3-10所示。首先，检测工件是否到位，工件到位后，机械手夹紧、前进，当工件到达卷耳位置时，液压缸进行定位，然后卷轴伸出，前段机械手夹紧板簧，装料台抬起，机械手松开，接着变频电机启动，开始卷圆耳。当检测卷到270时，卷臂松开，变频电机反转，直到170时，进行二次卷耳，再卷60时，完成卷圆耳动作。其梯形图如图3-11所示。3.6.2 其它卷耳子程序设计本课题的卷耳子程序设计包括卷圆耳、卷包耳、卷1/4耳、压弯四个部分，其中卷圆耳子程序设计最为复杂，并且其它子程序只需将卷圆耳子程序中的一些地方稍做改动即可，因此，此处其它子程序设计不作详细介绍，具体程序见程序清单。图3-11 卷圆耳子程序流程图3.7 定位程序设计3.7.1 切边角定位子程序设计切边角定位子程序的流程图设计如下图3-12所示。首先，计算各定位值，然后将切边角操作盘上“手动、自动”开关打到“自动”位置，将“粗调、自动、微调”转换开关打到“自动”位置。再将计算得出的移料架中心至压力机中心的距离设置在操作盘的显示屏上。将切边角操作盘上的开关打到粗调位置，此时按下“定位进”，粗定位电机驱动丝杠转动，直到显示屏上显示值等于计算好的时，电机才停止转动。在电机转动过程中，若按下“定位退”按钮，电机会立刻停止转动，整个过程如图3-12所示。切边角定位子程序的整个过程如上图所示，因程序较为复杂，故具体程序见程序清单。3.7.2 其它定位子程序设计当定位调整量较大时，可使用设备提供的自动定位功能，以减轻劳动量。由于5种定位子程序的设计相差不大，只需将切边角定位子程序稍作改动即可，故此处不做详细介绍，具体程序见程序清单。结 论结 论本课题主要研究的是汽车板簧卷耳机的程序控制，通过可编程控制器，来实现对板簧卷耳机的全自动控制，从而改变了国内板簧卷耳机半自动化的局面，减轻了工人的劳动强度，同时提高了劳动效率及安全性能，也保证了精确度。板簧卷耳机是汽车减震的关键部件，同时也对汽车起支撑作用。板簧卷耳机主要包括上料装置、炉取出装置、切边角装置、卷耳装置及成品堆积装置，其中，卷耳装置是整个设备的关键，也是全自动卷耳机的核心部件，用于对加热后的簧片耳部进行变形，以达到所需要求，它由液压切头机、卷耳机、输送定位机构组成。可编程控制器取代继电器逻辑控制器，采用典型的计算机结构，将微电子技术与计算机技术结合在一起，不仅能应用于制造业的自动化系统，而且还可应于连续生产的过程控制系统。因其具有