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作者：陈浩东吉林大学

学位级别：硕士

随着我国经济持续较快增长、居民消费水平提高、产业政策扶持等,我国汽车行业整体呈现快速增长态势。以重型卡车为代表的商用车是生产资料和劳动工具,其产销量及保有量在很大程度上反映了经济发展的状态。重型卡车车架中的关键承载部件... 详细信息

随着我国经济持续较快增长、居民消费水平提高、产业政策扶持等,我国汽车行业整体呈现快速增长态势。以重型卡车为代表的商用车是生产资料和劳动工具,其产销量及保有量在很大程度上反映了经济发展的状态。重型卡车车架中的关键承载部件是纵梁,车架的各方面质量会受到纵梁质量的影响,U型纵梁强度好、方便零件装配,而且纵梁的成型与后续加工工艺简单,因此U型纵梁在车架中广泛应用。为了提高重型卡车U型纵梁辊型生产线的自动化程度、生产效率和产品质量,节省人工成本,研究重型卡车U型纵梁辊型生产线的控制系统具有重要意义。本文首先对U型纵梁辊型生产线的机械结构和控制原理进行了研究和分析,然后使用西门子PLC和SIMOTION D控制器对辊型生产线的控制系统进行了设计及优化,最后对辊型生产线的控制系统进行了生产调试与试验。本文完成的主要工作内容如下:(1)分析了当前辊压成型工艺的国内外发展现状,对PLC控制技术和U型纵梁辊型生产线的发展现状进行了阐述,明确了辊型生产线控制系统的研究内容。(2)对整条辊型生产线的机械结构布局及生产动作流程进行了分析,机械结构部分分为卷料上料部分、校平部分、辊压成型部分、飞剪切断部分、出料输送部分和电磁下料部分,对辊型生产线各个部分的机械结构进行了论述。重点对U型纵梁辊型生产线辊压成型部分和飞剪切断部分的机械结构进行了详细说明,并阐述了对卷料进行辊压成型和飞剪切断的工作原理,设计了辊压成型和飞剪切断动作的控制方案。(3)对本文中采用的西门子PLC和SIMOTION D控制器进行了说明,结合U型纵梁辊型生产线的生产动作流程,对整条辊型生产线控制系统进行了开发,完成了辊型生产线控制系统的硬件搭建,并且用调试软件博途V15和SCOuT进行了整个控制系统的硬件组态。(4)根据辊型生产线的机械布局和生产动作流程,设计了辊型生产线控制系统的总体方案,主要包括卷料上料控制、校平机校平控制、成型主机对卷料辊压成型控制、飞剪定尺随动切断控制、多梁出料输送控制和电磁自动下料及下料坐标的标定与计算等,能够完成对U型纵梁的高速连续化生产,提高了辊型生产线的生产效率和产品质量。(5)对辊型生产线的控制系统进行了生产调试与试验。使用INVT变频器对开卷机和校平机进行运动控制,完成了对卷料的开卷和校平;完成了辊压成型和飞剪切断控制优化,实现了对不同规格U型纵梁的高速连续化生产;完成了飞剪定尺切断精度试验并进行了补偿优化,将飞剪定尺切断精度控制在了1mm以内;实现了多梁同时出料输送控制,提高了纵梁出料输送速度;使用G120变频器对下料电机进行了运动控制,提高了下料速度;对HMI触摸屏画面进行了优化。本文研究和设计的辊型生产线控制系统,能够满足正常的生产需求,并可以对不同规格尺寸的U型纵梁进行柔性生产,整条生产线设备操作简便,每根纵梁的生产效率提高了大约25%,同时保证了生产的U型纵梁的产品质量,能够满足后续纵梁加工的精度要求。

关键词：控制系统辊压成型 U型纵梁重型卡车 PLC 生产线

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重型卡车U型纵梁三面冲孔生产线控制系统研究

重型卡车U型纵梁三面冲孔生产线控制系统研究

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作者：汪涵吉林大学

学位级别：硕士

U型纵梁是用于重型卡车底部的关键承载部件,是车架总成的重要组成部分,由于U型纵梁是车架总成、发动机总成及油箱等部件的装配基准件,同时相关管路及线路沿着U型纵梁布线,因此需要U型纵梁的腹面及前后翼面上的众多通孔,作为汽车关键零... 详细信息

U型纵梁是用于重型卡车底部的关键承载部件,是车架总成的重要组成部分,由于U型纵梁是车架总成、发动机总成及油箱等部件的装配基准件,同时相关管路及线路沿着U型纵梁布线,因此需要U型纵梁的腹面及前后翼面上的众多通孔,作为汽车关键零部件的安装孔和穿线孔。面对如今市场对于U型纵梁的日产量需求及行业内日益激烈的竞争,需要产业内的科技创新及技术突破,以提高生产质量和效率、节省人力成本。本文以U型纵梁的冲孔加工生产线为研究对象,结合西门子数控系统,从控制逻辑和算法两方面对生产线的控制系统进行研究和优化,完成的主要工作内容如下:(1)针对U型纵梁冲孔生产线的电磁上料模块、上料侧夹钳送进模块、冲孔主机模块、下料侧夹钳送进模块及电磁下料模块等的机械结构进行分析,并结合冲孔主机的工作原理提出了生产过程中冲压动作的控制方案。(2)在对U型纵梁生产线中采用的西门子840D sl数控系统进行了分析的基础上,完成了二次开发。将各个模块之间的硬件进行连接,实现了预定的功能,给出了各设备之间的通信方式及数据传输协议,并说明了涉及的变量类型及数据交互功能。(3)针对纵梁生产线的动作流程的控制方案进行了设计,主要包括:上下料动作流程控制及上下料坐标标定及计算,并通过使用双通道程序完成多梁同时进给冲孔加工,提高冲孔效率。根据控制方案完成了硬件连接和程序设计,对I/O从站布局进行了设计并完成变量地址的分配。(4)通过对纵梁生产线的控制流程进行测试,验证了控制方案的可行性;通过对变频器的调试实现了上下料水平电机的双速控制,在保证安全的情况下提高上下料的速度;在对冲孔精度进行检测的基础上对误差进行补偿,提高了冲孔精度;对冲孔算法和控制方案进行了优化,提高了控制系统的安全性和可靠性;完成了HMI触摸屏界面的设计。主要包括主画面设计,用于实现对气缸及液压缸的手动控制;上下料画面设计,用于实现对上下料数量、坐标及台车的控制;补偿界面,用于对上下料的坐标误差进行补偿,并且实现对各主机的冲头冲压次数的统计;本文对控制系统的研究及优化能够满足企业的使用要求,实现对U型纵梁的柔性加工,保证纵梁的加工质量,冲孔效率较高,操作简便安全可靠。

关键词：控制系统三面冲孔 U型纵梁数控生产线重型卡车 840D sl数控系统

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