建立设备间通讯的防错案例

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中图分类号：TN 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）31-0318-01

1 前言

为保证发动机性能，其各装配零部件的质量需严格控制，而曲轴质量往往起着关键性作用。若要确保曲轴的各尺寸达标，在曲轴生产线的线体最后设置测量机是必须要做的了，虽然生产力发展迅速，但人工上下料的生产线在国内仍不下少数，为保证每根工件均进行测量，则需对生产线进行一些创意改善。下面针对一条生产线实例为大家介绍一种 “机床隐形通讯”的方法。

2 课题选定的背景

2.1 生产线简介

此条曲轴生产线采用机械手上下料，但采用分段式自动化物流线，在生产线终端需操作者从物流线的输送辊道上使用悬臂吊将工件吊至测量机内，启动设备开始测量，测量完成后操作者将曲轴成品吊至成品车上，即最终的测量机采用人工上下料方式。

2.2 测量机简介

所用测量机是意大利Marposs测量机，其分为上料工位、测量打标工位（图一），在每个位置上均有感应工件是否存在的传感器，在自动模式下只需按动“启动按钮”便可完成对上料工位工件的测量打号。因测量机受外界环境影响较敏感，特设定一定时间或测量一定量工件后使用标准件校准，在自动模式下仍是只需按动“启动按钮”即可完成校准。

2.3 物流线简介

前道工序加工完成的工件通过辊道输送至测量机一侧，在辊道末端设有两组对射光电传感器，一组感应工件，一组感应放置工件的托盘，当操作者吊取辊道末端的工件至测量机上料工位时，辊道将空托盘输送回，完成一个循环。

基于以上三部分介绍，归纳测量测量的操作流程图（图二），整个过程人为控制占主导，若人员疲劳、纪律松弛，则操作人员易形成机械式作业，且上料、加工及下料三个过程之间无互锁保护，测量机与自动滚道间相互独立，没有通讯，因此存在频次件时只进行标准件校准，漏测量工件的隐患。一旦发生没有测量打号的曲轴流至后工程，就会引发连杆与曲轴装配问题。

3 方案的制定实施

针对造成问题发生的影响因素，建立测量机与自动辊道间通讯成为优化线体的最终解决办法。建立两者间通讯，需从硬件与软件两方面入手，使在最短工期内达到最佳效果。

3.1 硬件安装

因测量机与辊道均靠PLC控制，建立两者通讯便要两者PLC互通，从而实现最大程度的工程简化。经观察分析，确定最佳的布线方案，只需2芯线缆，在辊道电气柜内加装继电器，从辊道PLC输出辊道末端的开关信号至继电器线圈，接一组常开触点至2芯线缆一侧，线缆另一侧接着测量机电气柜内的PLC输入点，确保安全完成。

3.2 软件编程

自动物流线与测量机的电气控制系统均采用西门子S7-300 PLC，因主要控制未测量的工件流出，考虑在测量机侧PLC中编程，为避免与设备的控制程序混合，新建功能FC块。从辊道处采集末端工件被取走的信号，通过继电器转化为测量机的输入信号I2.4，采用下降沿命令保持状态，结合测量机内上料工位、测量工位信号，编制出监控操作顺序的程序，一旦未按顺序操作，测量机报警提示。

基于两者间通讯的建立，从客观方面对操作流程进行监督，若操作者直接将工件吊装至成品车再次吊装时，报警提示；若操作者将工件吊装至测量机上料工位，但没有测量便吊出时（忽略了校准标准轴的频次，按动“起动”误以为工件已被测量，实际进行标准轴的校准），报警提示。从外界声光报警对操作者的错误动作进行规范，从而实现防错效果。

4 总结

一方面此工程周期短，简洁易实施，且应用低成本的元件和线路有效的扩展了机床控制器的未利用空间，另一方面利用现有的位置信号，通过程序的逻辑处理，巧妙的建立了机床间的通讯，有效的控制了工件批量生产中漏加工的隐患，间接的促成了生产效益的提升。