1 引 言
PLC 控制生產(chǎn)線自行輸送機(jī)（以下簡稱輸送機(jī)）是用于間歇式自動生產(chǎn)線的傳輸設(shè)備，可廣泛用于**、汽車、拖拉機(jī)、摩托車的大、中型部件的前處理、涂裝等工藝流程中，以及不適于人員進(jìn)入的危險性工作場所。它由四個主要部分組成：（1）行走機(jī)構(gòu)：由一臺 0.4kW 電動機(jī)提供動力；（2）升降機(jī)構(gòu)：為兩臺 0.75kW 電動葫蘆；（3）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：導(dǎo)向桿兩側(cè)設(shè)有行程開關(guān)，每側(cè)各兩個，一個用于檢測輸送機(jī)上升到位，另一個起保險作用，以防**個開關(guān)失靈后，輸送機(jī)上升超過極限位置；（4）電氣控制系統(tǒng)：以可編程序控制器、變頻器和輸電導(dǎo)管（簡稱安全輸電滑觸線）為核心組成。
2 前處理、電泳生產(chǎn)線工藝流程簡介
涂裝前處理是汽車電泳涂裝中不可缺少的重要工序，共有 5 道工序：脫脂、水洗、表調(diào)、磷化、水洗。電泳共有 3 道工序：純水洗、電泳、潔凈超濾液。
為了滿足生產(chǎn)工藝要求，在室體內(nèi)輸送機(jī)的速度約為 3m/min，經(jīng)計算初步擬定有 15 臺輸送機(jī)在工字鋼軌道上行走，在各個槽上方自動停止，自動下降入槽，在槽內(nèi)自動完成"各種規(guī)定"等動作。其中凈超濾液槽脫脂、磷化、電泳槽從入槽算起必須保證 3min，且為保證電泳的效果更好，在電泳槽內(nèi)需上下抖動 2 次。每個工位處都設(shè)有噴淋裝置，當(dāng)輸送機(jī)帶著工件到達(dá)噴淋位置時光電開關(guān)發(fā)出信號，噴淋閥打開，自動噴淋。輸送機(jī)與這些控制等一同組成一條全自動生產(chǎn)線。
3 電氣系統(tǒng)總體設(shè)計
對生產(chǎn)線及控制設(shè)備進(jìn)行分析，系統(tǒng)的控制基本上是開關(guān)量和時間，具有典型的繼電特性。經(jīng)過性價比的精心比較，*后選用了西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器 S7-200：6ES7224-1BC00-0XBO 為電氣控制系統(tǒng)的核心元件。
在室體外輸送機(jī)自動返回 FA 段，是輸送機(jī)卸完車后，帶著空吊具回裝車段裝車。若自行輸送機(jī)仍然保持室體內(nèi)速度，導(dǎo)致整條線生產(chǎn)效率低下，要提高產(chǎn)量，只能增加輸送機(jī)臺數(shù)。為解決此問題，決定增加變頻器，實(shí)現(xiàn)在室體內(nèi)低速運(yùn)行，在室體外高速返回。經(jīng)過性價比的精心比較，*后選用了 SEW 公司的 MOVITRAC MC07A005-5A3-4-00 變頻器。
在設(shè)計時該控制系統(tǒng)的難點(diǎn)集中在如何使輸送機(jī)在整條封閉線內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動控制且多臺輸送機(jī)在同一軌道上運(yùn)行。自行輸送機(jī)控制方式采用輸電導(dǎo)管控制，在裝車和卸車段設(shè)有手動按鈕盒，徹底屏棄了手把線。通過輸電導(dǎo)管對各臺小車進(jìn)行手動控制，只不過是在手動裝車段和手動卸車段各安有一個控制按鈕盒，以便進(jìn)行裝卸車操作。為了完成工藝要求，在設(shè)計時選用了兩種安全輸電滑觸線：①四極滑觸線：用于輸送機(jī)電源供給。②八極滑觸線：輸送機(jī)手動控制部分。
4 自行輸送機(jī)工作原理簡介
根據(jù)工藝流程：各槽對自行輸送機(jī)入水、出水的姿態(tài)及在槽內(nèi)停留時間均有嚴(yán)格限制，根據(jù)用戶需要把輸送機(jī)在各槽內(nèi)完成的復(fù)雜動作程序，事先編制好輸入到可編程序控制器的存儲器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)小車的自動運(yùn)行。根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍，在輸送線上可安裝多臺自行輸送機(jī)，工作結(jié)束時，自行輸送機(jī)停在“存車工位”，可實(shí)現(xiàn)自動積放式存儲。在室體內(nèi)輸送機(jī)自動運(yùn)行，動作由儲存在 PLC 機(jī)內(nèi)的程序保證。當(dāng)小車走到一個工位時，撞上行程開關(guān)，行程開關(guān)發(fā)出一個信號給 PLC 機(jī)，即啟動相應(yīng)的動作程序，來控制兩個電動葫蘆的動作，實(shí)現(xiàn)工件在槽內(nèi)復(fù)雜的動作：工件下降 8s 后，傾斜一個角度，然后下降 25s 入槽，在槽內(nèi)完成“抖動”動作，以保證清洗或電泳效果，電泳槽動作與其它兩槽不同，并保證停留時間后傾斜出水，上升 25s后找平，繼續(xù)上升，到位時，掛具上端面上的撞桿撞上導(dǎo)向桿上的行程開關(guān)，升降電機(jī)斷電，停止上升，然后前行。
在卸車段，**輛輸送機(jī)帶著吊具前進(jìn)，進(jìn)入“卸車段”掛裝工件，輸送機(jī)動作由按鈕手動控制。后面的**輛輸送機(jī)跟著前進(jìn)，停在預(yù)停段，等待進(jìn)入信號的到來，等**輛卸完工件，在輸送機(jī)自動運(yùn)行時，操作工可按下“小車高速回程使能按鈕 SB2”，輸送機(jī)變高速運(yùn)行，當(dāng)其走出自動段后，工人給**輛車進(jìn)入信號，**輛輸送機(jī)進(jìn)入卸車段，第三輛車在等待進(jìn)入信號……如此反復(fù)。
5 設(shè)計時采取的保護(hù)措施
（1）輸送機(jī)間防撞措施。
（2）防斷電保護(hù)程序。
（3）輸送機(jī)上升、下降防超程措施。
6 調(diào)試時發(fā)現(xiàn)的主要問題及解決方案
在設(shè)計時，八極控制滑觸線僅供手動裝、卸車控制用，在其他工作段輸送機(jī)的運(yùn)動與八極控制滑觸線無關(guān)，而由設(shè)置好的程序來控制，故在設(shè)計時要求僅在手動裝、卸車段八極控制滑觸線內(nèi)設(shè)有銅排，其他段滑觸線內(nèi)不設(shè)有銅排，敷設(shè)有硬塑料等絕緣材料，能保證集電器的電刷通過即可。在安裝施工時由于協(xié)調(diào)不好，整個八極滑觸線內(nèi)均敷設(shè)有銅排，在自動段所有輸送機(jī)的八極控制滑觸線均相通，自動段輸送機(jī)相互影響，無法正常工作。經(jīng)研究，采取以下措施保證了在每一節(jié)滑觸線（4m）內(nèi)僅有一臺輸送機(jī)：
（1）把八極滑觸線每一節(jié)的接頭處每一極銅排斷開。
（2）加長輸送機(jī)撞桿，硬性保證了兩臺輸送機(jī)不可能在同一節(jié)滑觸線內(nèi)。
（3）在控制系統(tǒng)中加入了中間繼電器 KA1、KA2，用其常開點(diǎn)保證了自動運(yùn)行時各輸送機(jī)控制系統(tǒng)通過滑線相通的可能。
在整條線中未設(shè)修理工位，若有一個輸送機(jī)發(fā)生故障將影響整條線的運(yùn)行。但為降低成本、不影響生產(chǎn)，采用了下列方法：對故障機(jī)斷開各工位的行程開關(guān)輸入信號，輸送機(jī)在自動段自動前行，不下槽。通過實(shí)際工作情況看，當(dāng)輸送機(jī)有故障時這是一種較好的方法：故障機(jī)保持空運(yùn)行不影響整條線的運(yùn)行。
7 使用價值和推廣情況
本設(shè)備現(xiàn)已制造成功并投入正常使用，實(shí)踐證明，其非常適用于間歇式自動生產(chǎn)線的工件傳輸。本設(shè)備制造成本低，運(yùn)行可靠，性能價格比高。
若生產(chǎn)線采用傳輸鏈，布置復(fù)雜，一旦成線后不宜變動，不適合多變的產(chǎn)品，需要的安裝空間大，而自行輸送機(jī)則解決了這類問題。輸送機(jī)的運(yùn)行及各種動作由 PLC控制執(zhí)行。生產(chǎn)線更換新產(chǎn)品時如有新的工藝要求，只需要重新編程即可，極其方便、靈活，不需對生產(chǎn)線做大的調(diào)整，可以在線上適當(dāng)增加或減少工位，自行調(diào)整工位的工作時間。故本設(shè)備適用于當(dāng)今多變的市場，具有很大的推廣價值。
