汽車(chē)轉向泵是一種中高檔汽車(chē)的零部件，它由多種零件組成，需要借助不同的設備，按照一定的工序把它們組裝起來(lái)。在整個(gè)過(guò)程中，不僅要完成基本的裝配，還要對過(guò)程中諸如壓力、位移、時(shí)間等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，以滿(mǎn)足工藝所提出的嚴格要求，保證裝配質(zhì)量。汽車(chē)轉向泵自動(dòng)裝配線(xiàn)就是完成上述功能的一組設備，它是由多個(gè)工位組成的一條流水生產(chǎn)線(xiàn)，每個(gè)工位分別由1臺可編程控制器控制，以實(shí)現不同的功能。

    1 設備及工藝要求

    整個(gè)裝配線(xiàn)共有12個(gè)工位，其工藝流程如圖1所示。

圖1 汽車(chē)轉向泵自動(dòng)裝配線(xiàn)工藝流程圖

    WS1.1工位用于把滾針軸承壓入端蓋孔內。其工作過(guò)程如下：先把端蓋放在壓臺上，再把滾針軸承放入壓頭槽內，然后同時(shí)撳下雙手按鈕，如果軸承方向正確，則夾具鎖緊，壓機下壓，否則，紅燈閃爍報警，壓機不工作，同時(shí)OP3操作面板上顯示有關(guān)錯誤信息。當壓機下壓時(shí)，系統啟動(dòng)CoMoⅡ-S智能測量?jì)x表，對壓力和位移進(jìn)行檢測，如果結果合格，則綠燈亮，壓機退回，夾具松開(kāi)，可以將零件轉入下道工序；如果結果不合格，則紅燈亮，按下復位按鈕后，夾具松開(kāi)，取出零件，并讓它通過(guò)廢品確認檢測點(diǎn)，再放入廢品盒內，延遲數秒鐘以后，方能重復下次循環(huán)，每次裝配的結果都能以文本方式即時(shí)在OP3操作面板上顯示出來(lái)。

    根據工藝要求，不僅最終壓力應控制在一定的范圍，壓入深度即位移量達到一定值，而且要求過(guò)程中的壓力和位移也應滿(mǎn)足一定的對應關(guān)系，不同的位移，對應的壓力應控制在一定的范圍，否則，加工出的零件不合格。為了能實(shí)時(shí)檢測壓力和位移，得出兩者間的在線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)，并據此對過(guò)程作出評估，采用了Kistler的CoMoⅡ-S智能測量?jì)x表。這種新型監測儀表，內置電荷和電壓放大器，可以同時(shí)采集壓力及位移傳感器兩路模擬輸入信號，自動(dòng)選擇量程和不同的坐標及最佳刻度，得出測量曲線(xiàn)，具有閥值、容差帶、方框和終位等多種分析功能，可以根據需要選擇不同的組合對各種過(guò)程進(jìn)行分析和監測，并能方便地與PLC接口。壓機及其它機構的動(dòng)作全部由氣壓驅動(dòng)，為使壓力平穩，選用了TOX氣液增力缸作為壓力元件，由電磁閥控制其升降。

    2 系統設計

    2.1 硬件組成

    根據該工位輸入輸出信號的點(diǎn)數及控制要求，選用了性?xún)r(jià)比很高的SIEMENS S7-214 PLC作為控制核心，同時(shí)還擴展了一塊EM223數字量模塊，此外，系統還包括直流電源模塊，雙手操作按鈕控制模塊以及PLC編程用的與PC連接的PC/PPI電纜等，系統硬件結構如圖2所示。

圖2 系統硬件結構圖

    為了實(shí)現人機對話(huà)功能，如系統狀態(tài)及變量顯示、參數修改等，還擴展了1臺OP3操作面板，它通過(guò)一根專(zhuān)用電纜與PLC的本機通訊口連接。

    2.2 控制軟件設計

    控制程序采