汽車轉向泵是一種中高檔汽車用的零部件，它為汽車動力轉向系統(tǒng)提供一種高性能的動力源，與發(fā)動機轉速相配合可以產(chǎn)生的轉速流量特性從而使得駕駛舒適。由采埃孚轉向泵金城有限公司投資的轉向泵自動裝配線項目位于南京新港經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)，主要生產(chǎn)轎車和輕型商務車用的轉向泵。這種汽車部件由多個零件組成，需要借助不同的設備，按照一定的工序將它們組裝起來。在整個過程中，需要對裝配時的壓力、位移和時間等參數(shù)進行實時監(jiān)控，以滿足嚴格的工藝要求，保證裝配質量。汽車轉向泵自動裝配線是完成上述工序的一組設備，它共有12個工位,以實現(xiàn)不同的裝配功能，其生產(chǎn)流程如圖1所示。

　　系統(tǒng)的控制對象包括氣液增力缸式壓機﹑夾具﹑壓力/位移監(jiān)控儀﹑密封測試儀﹑綜合功能測試儀和智能螺栓擰緊系統(tǒng)等，由于各個工位間相互獨立且有一定距離，因而各采用一臺西門子PLC作為控制器，一臺SIMODRIVER 611A伺服驅動器及1FT5伺服電機用于旋鉚工位的分度盤旋轉臺控制，另有兩臺MicroMaster系列MMV37變頻器用于生產(chǎn)線的物料傳輸系統(tǒng)。表1列出了該裝配線使用的西門子S7-PLC型號及其在各個工位的分布。

二、系統(tǒng)要求

　　現(xiàn)以工位WS1.1為例，介紹設備的工作過程。該工位將滾針軸承壓入端蓋，當按下啟動按鈕后，設備先檢測軸承放置的方向，如果正確，夾具自動鎖緊，啟動壓裝過程，否則系統(tǒng)報警，壓機不工作，同時OP3操作面板顯示錯誤信息。壓裝開始后，系統(tǒng)同時啟動CoMo II-S智能測量儀表，對壓力和位移進行監(jiān)測，若整個過程的壓力/位移曲線滿足工藝要求（位于一定的范圍內(nèi)），則裝配合格，綠色指示燈亮，壓機退回，夾具松開，零件可轉入下道工序，否則紅色指示燈亮，結果不合格，系統(tǒng)復位后，零件經(jīng)確認后轉入廢品站。

　　為了能實時檢測壓力和位移，得出兩者間的實時關系曲線，并據(jù)此對過程做出評判，系統(tǒng)采用了Kistler的CoMo II-S智能測量儀表，它內(nèi)置電荷和電壓放大器，可以實時采集壓力和位移兩路模擬輸入信號，自動選擇量程和不同的坐標及最佳刻度，得出測量曲線，具有閥值、公差帶、方框和終位等多種分析功能，并可根據(jù)需要選擇不同的組合對各種過程進行分析和監(jiān)測，與PLC接口方便。壓力的檢測采用Kistler的壓電式傳感器，經(jīng)電荷放大器由CoMo II-S采集到壓力實時值，位移用Novotech的高精度位移傳感器測量，并由CoMo II-S采集到實時值，與壓力一起作為被監(jiān)控的變量。壓機由氣壓驅動的氣液增力缸實現(xiàn)，其升降由電磁閥控制。

三、控制系統(tǒng)的硬件組成及軟件設計

　　根據(jù)該工位的輸入/輸出信號的點數(shù)要求，選用CPU214 PLC作為控制核心，并擴展了一塊EM223數(shù)字量模塊，共有22位數(shù)字量輸入點，18位數(shù)字量輸出點。為了顯示系統(tǒng)狀態(tài)和輸入控制參數(shù)，選用了一臺OP3操作面板，經(jīng)PPI通訊接口與CPU214連接?？刂葡到y(tǒng)的硬件組成如圖3所示。

　　控制軟件用STEP7 Micro/Win編寫，OP3由ProTool組態(tài)軟件進行配置?？刂瞥绦蚍肿詣雍褪謩觾刹糠郑谑謩硬糠?，通過OP3可以操縱所有運動機構的動作，包括壓機、夾具的動作，CoMo II-S的參數(shù)選擇及啟動，便于系統(tǒng)調試。在自動部分，所有動作按要求的次序完成，程序中定義了一些內(nèi)部標志寄存器位，用于PLC和OP3間交換信息，同時也使用了順序寄存器指令，使各程序步間互鎖，提高了系統(tǒng)的可靠性。自動部分的軟件流程如圖4所示。

四、結束語

　　汽車轉向泵自動裝配線采用西門子S7系列PLC控制，不僅簡化了系統(tǒng)，提高了設備的可靠性，也大大提高了成品率和產(chǎn)品質量，通過操作面板修改系統(tǒng)參數(shù)就可以實現(xiàn)多種不同產(chǎn)品的裝配，現(xiàn)場設備的工作狀態(tài)和產(chǎn)品信息都在操作面板上顯示出來，方便了用戶的操作和維護。該裝配線自2001年投入運行以來，工作穩(wěn)定可靠，加工出的產(chǎn)品經(jīng)專業(yè)設備的嚴格測試，質量和性能符合要求，受到了用戶的好評。