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汽车钣金三维拉弯机智能编程系统(精)

  汽车钣金三维拉弯机智能编程系统(精)_其它_职业教育_教育专区。汽车钣金三维拉弯机智能编程系统(精) copyright dedecms

  维普资讯 《 机床与液压》2 0 0 6 . N o . 4 ?8 9? 汽车钣金三维拉弯机智能编程系统 张志义 ,孙蓓 ,乔 国章 ,韩毓梳 ( 1 . 北华大学,吉林 1 3 2 0 2 1 ; 2 .吉林舒兰通用机械厂,吉林 1 3 2 0 2 1 ) 摘要 :汽车钣 金拉弯机在更换不 同的机械装置后 ,可 以加工不 同类 型的钣金件 ,而程序要 由专 业编程 人员修改 。本文 在分析该设备的工作特点后,开发了拉弯机的智能编程系统。该系统利用上位计算机的编程灵活性 ,使用组态王形成上位 智能编程软件 ;下位机用可靠性高 的 P L C作为程序执行器 ,控制拉弯机 的各种电磁阀完成各种加工任务 。下位 P 1 C与 } = 位 计算机通过 R S 4 8 5总线相连 ,P L C可在线 或离线工作 。该 系统不需专 业的编程 员而是 由操作 者针对 不同 的车 型钣 金件编 制 不同的加工程序 。该系统在吉林某汽车配件厂应用 ,取得满意 的效果 。 关键词 :拉弯机 ; P L C;智能编程 ;组态软件 中图分类号 :T P 3 9 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 1— 3 8 8 1( 2 0 0 6 )4— 0 8 9— 3 Th e I n t e l l i g e n t P r o g r a mmi n g S y s t e m o f 3 D Au t o mo b i l e Pa r t S t r e t c h Be n d i n g F o r me r Z H A N G Z h i y i ‘ .S U N B e i ‘ .Q I A O G u o z h a n g ,H A N Y u s h u ( 1 . B e i h u a U n i v e r s i t y .J i l i n 1 3 2 0 2 1 ,C h i n a ;2 . J i l i n S h u l a n M a c h i n e F a c t o r y ,J i n l i n l 3 2 0 2 1 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :W i t h d i f e r e n t ma c h i n e ,a u t o mo b i l e p a r t s t r e t c h b e n d i n g f o r me r c a n p r o d u c e d i f e r e n t p a r t ,a n d p r o g r a m mu s t b e e. r w o r k e d b y s p e c i a l p r o g r a mme r . T h e i n t e l l i g e n t p og r r a mmi n g s y s t e m w a s p r e s e n t e d b a s e d o n t h e a n ly a s i s o f a u t o mo b i l e p a r t s t r e t c h en b — d i n g f o r me r . Wi t h p og r ra mmi n g a g i l i t y o n u p p e r c o mp u t e r ,t h e i n t e l l i g e n t p og r ra mmi n g w a s f o me r d i n t h i s s y s t e m b y K i n g v i e w. T h e d o wn e r c o n t r o l l e r i s h i g h d e en p d a b i l i t y PL C a n d c o n t ol r e l e c t oma r g n e t i s m v lv a e p r o d u c e p a t r s . T h e u p p e r c o mp u t e r a n d d o wn e r P L C i s l i n k e d b y R S 4 8 5 . P L C C a l l w o r k o n l i n e o r o f l i n e . hi T s s y s t e m n e e d n o t s ec p i l a p og r r a mme r ,h a n d l e r s c a n ma k e t h e d i f e r e n t p r o d u c i n g p og r ra m o f v a r i o u s a u t o mo b i l e p a r t s b y h i ms e l f . At l a s t ,t h i s s y s t e m w a s s u c c e s s f u l l y u s e d i n a f a c t o r y o f J i l i n . Ke y wo r d s :S t r e t c h b e n d i n g f o r me r ;P L C; I n t e l l i g e n t p r o g r a mmi n g ;C o n f i g u r a t i o n 8 o f t wa l ' e O 前 言 都包含 的共 同加 工 部 分 ( 包 括 基 础 平 台 、预 拉弯 、 主拉 弯 等 ) ;可 更 换 的三维 加工 组件 为适 合某种 特定 车辆 的加 工部分 ( 不 同的车 辆 的钣金 件 配不 同 的三 维加工 模具 ) 。 伍 , 6 - - - h¨ r t J- " T"¨ U ̄ f - 现今 ,汽车普及率越来越高 ,而汽车制造业 必须 采用先进的制造设备和手段才能适应现代化的生产节 奏 。在汽车制造 中钣金 的制造 占很大 的比例 ,通常一 个汽车钣金 制造 工厂 要 给不 同类 型 的汽 车 配套 ( 多 达十几种类型 ) 。制造 钣金 的主设备不 变 ,更换三 维 加工组件机械设备即可完成 ;而一个加工程序固定加 工一种车型 的某类钣金 ,若要更换车型或改变加工工 艺 ,除 了更换加工胎具外 ,必须 由专业的编程人员根 据具体要求重新编写或改变加工程序 。 笔者结合拉弯机 的控制特点 ,新开发 了汽车钣金 , 主 平 . 图 1 拉弯机机械结构示意 图 ‘ … 臂 。 台不用更换 ,只要适 当调整行程 即可 。而三维加工组 推弯 B1 At 预 拉 紧 B2 A2 三维拉弯机智能编程 系统 。该控制 系统 由操作者根据 工艺 的变化修改加工参数 和加工程 序 ,增加 了系统 的 灵活性 和适用性 ,为类似 的汽车钣金拉弯机 的更新提 供 了参考实例 。 1 拉 弯 机组成 及 各部 分功 能 拉 弯机是 典型 的机 、电、液相 结合 的制造 设备 。 主要 由三大部分组成 :机械加工模 具部分 ;液压气动 系统及灵 活多变 的快 速接 头管路部 分 ;计算 机与 P L C 组成的控制系统部分 。拉弯机由控 制系统控制液 压气 窗框 . . 1 2 D ' l ; I 1 1 3 DT I 4 D 1 1  ̄ 5 1 ) TI 6 DI  ̄ I I T D T1 8 D 1 1 l l ( - ) 液 压系 统 图 切 刀 架 , I I K - 藉 架 J : 爵 算 J 3 蠕 蛹 卿 动系统的各种控制阀从而驱动拉弯机上的各种液压和 气动缸完成加工任务 。 1 . 1 拉 弯机 的机械 系统 如图 1 所示 ,拉 弯机 的机械 系统由主平 台和 可更 换的三维加工组件组成 。其 中主平 台为各种车型钣金 ( b ) 气 动系 统 圈 图 2 拉弯机液压及气动 系统 图 维普资讯 9 O? 《 机床与液压》2 0 0 6 . N o . 4 件是 根据车 型的要 求 可更换为二 维或 三维 加工组 件 , 从 而加工 出各 种车 型的钣 金零件 。 1 . 2 拉 弯机 液 压 气动 系统 如图 2所示 ,本系 统包括 液压 、气 动 二个 系统 。 它们都包括 泵 站部 分 、控 制 阀部 分及 驱 动缸 部分 组 成 。其 中控制阀与驱动缸的连接是用带快速接头 的高 压胶管相连 ,以适 应不同加工要求 的快速更换 。图中 B x 、A x 及J x 、K x为 快速 接 头。系统 共 有 1 4个 电磁 阀,每个 电磁阀的作用 已在图 中给 出。 完成后 P L C就可脱 开计算机独 立 2 智能编程系统工作原理 本 系统上 位机采用组 态软件— —组态王来灵活编 制加工程序 ;下位 机 P L C由编程 员预 先编 好各 个 子 程序及 主 程序 ,上 位机 编 制 的 加工 程 序 通过 R S 4 8 5 下载到 P L C中并存 储 在 P L C的 E P R O M 中 ,来完 成 加工控制 。 2 + 1 软 件 组成 包括 上 位 机 软 件 ( 手 动/ 自动 程 序 ) 和 P L C软 件。 1 . 3 拉 弯机 的控制 系统硬 件 组成 本系统 包括主 电路 和 控制 电路 。其 中主 电路 为 液压泵 电机 的启动 、停 止 和保护 电路 ( 略) 。控 制 上位 软件 。由程序员组态 ( 组态王 K i n g v i e w )编 制各种加工需 要的界面 。如 图 4 所 示 ,操作 者可根据 图 3 控制系统框图 加工需要 编制 自动加 工程 序 ( 在 图 4中点相 应 的光 电路 由计算机 、P L C及驱动 电路组成如 图 3 所 示为控 制系统框图 ,本系统利用计算机 的编程灵活性编制加 工程序同时利 用 P L C工 作 的可靠 性 来控 制各 种 电磁 阀。通过 R S 4 8 5连 接计算机 和 P L C ,程序编制或修改 标 即可编程 ) ,并将 相关 的参数 传人 P L C中 ,从 而可 进行 自动加工 。手动程序是为调试 系统设置 的 ,可检 测各控制 阀的动作顺 序及动作 的正确性 。 P L C软件 。由程序员编制好 主程序及各个子程序 图 4 上位计算机智 能编程 界面 操作者根据 C A 6 3 5 0前车 门前窗 框加工 过程 ,在 图 4中的计算机界 面里设定 表 1 中的加工过程及相关 的时间参数 的设定 。P L C就可根据所设 的参数 和过程 进行加工 。 3 结论 本文所研制 的汽 车钣金 拉弯机智能编程 系统 ,可 图5 P L C调用子程序关系 2 . 2 下面 以解放 C A 6 3 5 0前 车 门前 窗框 钣 金 拉 弯 为例 说 明h - r _ 程序 的编 制过程 根 据需要编制 出任何一种加 工程序 ,操作简单 ,只需 简单 培训 一下操作者 即可 ,而不需 要专业编程人 员经 常修 改程序 。经吉林某汽车 配件厂试验证 明 ,该 系统 易操作 ,可靠性高 ,适应性强 ,产 品质量稳定 ,可 推 广应用 于类 似的J J H - - r 设备 中。 维普资讯 《 机床与液压》2 0 0 6 . N o . 4 表1 C A 6 3 5 0前车 门前窗框加工过程裹 序 工作过程 号 ? 9 l? 电磁 阀工作 隋况 l D T 2 D T 3 D T 4 町 5 D T 6 D T 7 D T 8 D T 9 町 l 0 D T l 1 町 l 2 D r r l 3 D T 1 4 D T 1 5 町 l 6 D T l 7 町 l 8 D T l 9 D T 2 0 D T 2 l D T 0 装料 ■ l 2 3 启动 两端夹紧 预拉紧 冲头 退 回 ■ ■ ■ ● ■ ■ ■ 4 肘部夹紧 , ■ 5 第一次主拉弯 ■ ■ 6 7 两端旋转 小 臂 抬 起 ■ ■ ■ ■ 8 9 大臂抬起 切 刀退 回 ■ ■ ● ■ l 0 第二次主拉 ■ ■ ■ ■ ■ ■ 弯 ,冲头退回 l 1 冲孑 L 、进切刀 ■ 架 、肘 部 松 开 1 2 冲 头退 回 ■ ■ l 3 松开预拉紧 ■ 1 4 切料 ■ ■ ● l 5 切刀退 回 ■ ■ ■ ● 1 6 切刀架退回、 ■ 两端夹 紧松开 1 7 暂停 ,取料 l 8 再启动 ■ ■ ■ ■ ■ ● 主拉弯 、两端旋 l 9 转退回,小臂 、 ■ 大臂 、切刀落下 2 0 一 次工作循 环 结 束 参 考文 献 【 1 】宫 淑贞。王冬青,等 .可编程 控制器原 理及应 用 [ M].人 民邮电出版社 ,2 0 0 2 . 7 . 【 4 】K i n g v i e w组态王用户手册 , 2 0 0 4 . 1 0 . 作者简介 :张 志 义 ,在读 博 士 ,副教 授 。研 究 方 向 : 机 电传动控制 。电线 ,E—m a i l :z y z h a n g 6 @ 1 6 3 . c o m。 【 2 】弥洪涛, 孙蓓,等 .电气控制技术 [ M]. 吉林水利 水 电出版社 ,2 0 0 1 . 7 . 收 稿 时 间 :2 0 0 5— 0 1 —1 3 【 3 】西门子 s 7 — 2 0 0 P L C 用户手册 , 2 0 0 1 . 9 . ( 上接 第 l 4页) 作者 简 介:刘 欣 瑜 ( 1 9 7 7 一) ,男 ,陕 西 耀县 人 ,西 北工业大学航空宇航制 造工程 专业硕 士研究生 。主要从 事 工业 C T仿 真建 模 方 面 的研 究 。电线年毕 业 于 西 北 工 业 大 学 航 空 宇 航 制 造 工 程 专 业 , 1 9 9 6 -1 9 9 9年在美 国 C o r n e l l 大学 ,R o c h e s t e r 大学 作 高 访 与合作研 究,主要从事工 业 c T 、图形 图像处 理、C A D / C AM等方面研 究。 2 2 4 ,1 3 0 7 2 9 2 0 6 5 4 。E— m a i l :x y u l i u @h o t m a i l . c o m 。张定华 ( 1 9 5 8 一) ,男 ,四川 新都 人 ,西北 工业 大学 教授 ,博 导 。 收稿 时 间 :2 0 o 5— 0 1—1 7 ( 上接 第 1 3 4页) 作者简介 :王艾伦 ( 1 9 5 9 一) ,男 ( 汉族 ) ,湖 南长沙 人 ,中南大学教授 ,机 电工程学 院副 院长 ,博士 ,长期从 事 机械 学 及 机 电 系统 动 力 学 的教 学 与研 究。电线,E —ma i l :c s u 5 4 6 0 @e y o u . t o m。 收稿 时间 :2 o o 6一O 1 —2 6

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