SIEMENS自動化產(chǎn)品在沖壓自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、 項目簡介

神龍汽車有限公司是中國最大的中法合資企業(yè)，也是國內(nèi)最大的汽車制造廠家之一，主要生產(chǎn)雪鐵龍和標致兩種品牌的汽車，目前已形成年產(chǎn)30萬輛汽車的生產(chǎn)能力。神龍公司沖壓車間二期項目是神龍公司生產(chǎn)能力從15萬輛提升到30萬輛的重點項目。該項目共有三條全自動機器人沖壓生產(chǎn)線。其中壓力機由德國舒勒公司提供，機器人自動化連線由ABB柔性自動化公司（西班牙）負責(zé)。下面我將以沖壓車間L6線為例來介紹SIENENS自動化產(chǎn)品在沖壓生產(chǎn)線的應(yīng)用。

二、 系統(tǒng)介紹

1. 項目的簡要工藝。

沖壓車間L6線是使用一臺帶液壓墊的單動壓機1400T(SEC)和另外四臺單動壓機600T(SE))對板料進行連續(xù)沖壓來獲得最終的成形零件。由叉車將開卷線下好的板料上到生產(chǎn)線首端的兩個可移動拆垛小車上。板料由一臺裝有雙料檢測器的拆垛機器人進行拆垛，它將拆垛的板料放置在對中臺上。板料在對中臺上對中后由一臺上料機器人抓起, 并將板料放到帶液壓墊的單動壓機(SEC)里進行沖壓. 壓機間工位機器人將板料從SEC壓機逐步運送每臺單動壓機（SE）里進行沖壓直到線尾的最后一臺單動壓機(SE)里。一個出線端機器人將已沖壓好的零件從最后一臺單動壓機(SE)里取出,然后放置在出料皮帶機上. 出料皮帶機將零件傳送到操作人員處,由后者將零件放置在容器箱里

2. 生產(chǎn)線的組成及功能

整條生產(chǎn)線主要由八臺機器人、五臺壓機、兩個拆垛小車和線尾出料皮帶機組成，分為6個單元（生產(chǎn)線布局為下圖一所示）。

² 單元1：由R61U和R61L機器人、兩個拆垛工作臺、板料對中臺以及P60#壓力機組成。負責(zé)板料的拆垛、板料的對中及對雙動壓機（60#壓機）的上料及板料沖壓成形。

² 單元2：由R62U和R62L機器人以及P61#壓力機組成。負責(zé)在60#和61#壓機之間上料和下料（帶板料翻轉(zhuǎn)）及零件沖壓成形。

² 單元 3、4、5：分別由R63、R64、R65以及相對應(yīng)的P62#壓力機、P63#壓力機和P64#壓力機組成。負責(zé)在壓機61#和64#壓機之間上料和下料及零件沖壓成形。

² 單元6：由R66機器人和線尾出料皮帶機組成。負責(zé)為64#壓機下料并傳送零件到線尾出料皮帶機。

3. 自動化系統(tǒng)的組成

沖壓車間L6線的整個自動化系統(tǒng)分為為兩大部分。

1) 壓力機部分的自動化：

壓力機按照設(shè)備的組成一般可分為上橫梁、滑塊、底座、活動工作臺、液壓站和壓機操作面板以及壓機電柜等幾部分。采用SIEMENS公司的S7-416-2DP PLC作為控制系統(tǒng)，通過Profibus總線將分布在各個組成單元的分布式I/O,編碼器，變頻器，直流調(diào)速器、MP370人機界面等連接起來。

2) 機器人自動化連線部分：

自動化連線由位于線首TDL電柜的SIEMENS S7 416-2DP PLC作為控制系統(tǒng), 通過PROFIBUS 總線連接管理分布在6個單元的ET200M、變頻器、MP370人機界面、機器人以及通過DP/DP耦合器來和壓機的PLC進行數(shù)據(jù)交換。

壓機的自動控制系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一個標準化的應(yīng)用，而全自動機器人沖壓線在國內(nèi)的應(yīng)用還不多，下面我將主要介紹機器人自動化連線部分。

三、 機器人自動化連線控制系統(tǒng)的構(gòu)成

機器人自動化連線電氣控制系統(tǒng)采用全套德國西門子元器件。從空氣開關(guān)、接觸器到PLC、分布式I/O、HMI人機界面、變頻驅(qū)動器等全部選用西門子器件，通過采用西門子PROFIBUS總線并結(jié)合西門子STEP 7編程軟件的強大功能，輕松實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的高性能、高可靠性和易于維護，實現(xiàn)了西門子的全集成自動化解決方案。

4. 系統(tǒng)的硬件組態(tài)。

5. 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

6. 機器人與PLC的接口信號定義：

通過在每個機器人SC4plus控制系統(tǒng)中配上作為Profibus-DP從站的DSQC352單元板，同時在S7 PLC PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)上配置該單元，這樣SIEMENC PLC 就可以和ABB機器人交換信息了。下面是一個ABB 機器人配置的實際例子：

EIO_UNIT:

-Name "SLAVE" -Type "d352" -Bus "BASE" -Digin 64 -Digout 64 -PollRate 50

-Param "SLAVE_VALUES"

EIO_USER_SIGNAL = EIO_SIGNAL:

-Name "rdiProgNumP1" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 1

-Name "rdiProgNumP2" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 2

-Name "rdiProgNumP4" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 3

-Name "rdiProgNumP8" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 4

-Name "rdiProgNumP16" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 5

-Name "rdiProgNumP32" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 6

-Name "rdiProgNumP64" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 7

。。。

-Name "rdiNextProgP128" -Type "DI" -Unit "SLAVE" -Phsig 64

由上例可見，該單元共配置64個輸入/輸出，對每個輸入/輸出定義變量名后，就可以在機器人中系統(tǒng)中使用這些輸入/輸出。這樣S7 PLC 的輸出就對應(yīng)著相應(yīng)的ABB機器人的輸入，同理ABB機器人的輸出對應(yīng)相應(yīng)的S7 PLC的輸入。

四、 控制系統(tǒng)完成的功能

1. 該自動化連線裝置主要實現(xiàn)以下功能:

- 沖壓線自動化的一般功能

Ø 包括拆垛小車的運行管理、線尾皮帶機運行管理。由于線尾皮帶機采用了變頻調(diào)速，因此皮帶機的速度按工藝要求進行調(diào)整。即在MP370上輸入所需要的速度后，S7 PLC 就可以通過Profibus將所設(shè)定的參數(shù)發(fā)送給變頻器，變頻器就可以驅(qū)動電機按最新的設(shè)定值進行運轉(zhuǎn)。從而實現(xiàn)了針對不同尺寸的零件調(diào)整皮帶機速度的功能。

Ø 信號指示燈的管理，分別管理線首操作臺指示燈和單元指示燈。通過不同的指示燈的顯示，可以很方便的知道生產(chǎn)線所處的狀態(tài)，線首操作臺指示燈分為6個狀態(tài)，狀態(tài)指示見下表：