挡圈自动生产线的研制

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摘 要：为实现挡圈加工的自动化，提高生产效率，研制了挡圈自动生产线。该自动生产线提高了挡圈的生产精度，实现了制造设备的工业以太网以及Profibus DP组网控制，生产效率高，可靠性强。在实际应用中验证了该挡圈自动生产线具有很高的使用及推广价值。

关键词：自动生产线；网络控制 ；PLC

中图分类号：F407.67 文献标识码：A

生产过程的高效自动化是当前制造技术发展的主要趋势之一，柳州职业技术学院机械厂紧追前沿技术，与西门子公司共同研发制造了挡圈加工自动生产线。该自动生产线主要为广西柳工机械股份有限公司加工变速箱用挡圈。经过一年的实际运行验证， 该自动生产线生产效率高，可靠性强， 能够满足加工要求。

1.结构组成

自动生产线是按一定工艺顺序排列的若干台自动机床，用工件传送装置和控制系统联结起来，按照规定的生产节拍，工件自动地依次经过各个加工工位进行自动加工的连续作业线。挡圈加工自动生产线由仓储系统、输送系统、加工单元、检测单元、中间环节以及控制台组成。其结构组成如图1所示。

仓储系统由码垛机以及立体仓库构成；码垛机用来将毛坯送往输送线并将加工完成的成品送回仓库中，立体仓库用来存储毛坯件以及成品。输送系统由线体、机器人以及机械手组成，负责将工件在整个生产线的各个工位循环输送。加工单元为两台数控车床，第一个工位的车床加工挡圈的内圆与端面并进行倒角，第二个工位的车床加工挡圈的另一个端面并加工外圆。检测单元主要由接触式传感器以及气动元件组成，对机床加工出来的工件进行精度检测。控制系统由计算机、触摸屏以及总控台组成，实现自动生产线的启停控制、参数设置、状态监控等。

2控制系统

控制系统由四台S7-300PLC组成，CPU选用315F-2 PN/DP。CPU315F-2 PN/DP同时具有工业以太网接口和Profibus总线接口，能够实现工业以太网连接以及总线控制。控制系统组成如下图3所示。

该控制系统采用两层网络实现控制，分别为工业以太网层和现场总线。工业以太网用来连接各个主站、监控计算机以及控制触摸屏，通过四台SCALANCE X005 交换机实现通讯连接。各个主站建构成独立的Profibus DP网，通过Profibus电缆连接远程IO模块，从而实现对执行机构的控制。

3通讯实现

单个PLC由于其cpu计算能力以及输入输出端口有限，不可能实现单台PLC对整条自动生产线的控制，因而在自动生产线的控制系统中出现了多个由单台PLC建立的站，站与站之间独立工作。由于自动生产线是一个整体，站与站之间必然需要通信。如何实现站与站的通信，是自动生产线的关键技术。挡圈加工自动生产线采用工业以太网实现各个主站的通讯，通过X005交换机将各个主站连成一个网络，站与站之间通过系统功能块SFB14和SFB15来获得和发送数据信息，其功能块图如下所示：

结语

挡圈自动生产线包含了模块化PLC、工业以太网和总线技术，对机器人和数控机床实现了组网控制；挡圈加工自动生产线经过一年的实际运行验证，其加工精度以及生产效率高，可靠性强，能够很好的完成加工任务，取得了良好的经济效益和社会效益。该自动生产线的成功研制，具有很高的使用以及推广价值， 对其他的自动控制项目具有一定的指导和借鉴意义。

参考文献

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