发动机积放式推杆链系统的设计方案及配置应用

1、工艺概述
东风本田ae新工厂装配车间发动机积放式推杆链全线长620米,生产节拍为45秒/台,年生产纲领为24万辆。推杆链由2个升降段、10个分流道岔、10个合流道岔、27个停止器、14台推车机、80台车组、4个驱动装置、4个张紧装置及其相关的牵引链条、轨道等组成。系统的上料升降段、下料升降段、快速输送链、低速装配链、库存链、空吊具返回链、空吊具储存链以及修理线等设备共同完成发动机的上线、下线、快速输送、慢速装配、修理、储存等任务。系统运行线路图见图1。
发动机输送推杆链将发动机附件低速装配链组合其中,装配部分的速度可以调节,以适应不同批量(或产量)的生产节拍安排;发动机整机输送推杆链中设有中间储存库,可以根据整车装配线的需求,选择需要的发动机输送到整车装配线,以满足整车同步装配的需要。
上、下料升降段动作过程相同。小车驶入升降段内,升降段活动安全网打开,升降段高速下降。当接近下降到位时,变慢速下降,下降到位时升降段停止。按动悬挂按钮盒上的“升/降”按钮,人工点动操作升降段升降,以便于工人对位上下料。待上下料完毕,工人按“升”按钮,升降段先慢速上升,然后自动快速上升(此时工人可放开按下的按钮)。当接近升到位时,升降段变慢速上升,上升到位升降段停止,活动安全网自动关闭。
2、控制方案的确定
发动机输送推杆链自动化程度高,逻辑关系复杂,控制要求可靠。在推杆链线路的合流、分流道岔附近分散地布置有大量接近开关、行程开关等传感器,每个停止器都设置有手动操作按钮。若采用传统并行敷设电缆的方法,会提高安装费用,降低控制系统的可靠性。因此,传统的控制方法已不能满足输送推杆链的工艺要求。
融合控制与信息处理的cc-link(control and communication link)总线能很好地处理推杆链电控设计中碰到的难题。该总线是一种省配线、信息化的网络,具备有实时性、分散控制、与智能设备通信以及ras(reliability availability service ability)等功能。同时它还具有以下明显的优点。
组态简单:仅需要在参数表中设置相关的参数便可以完成系统的组态工作,以及数据刷新映射关系;
接线简单:仅需要将3芯屏蔽电缆按照da、db、dg对应连接,另外接好屏蔽线和终端电阻,cc-link系统接线便完成了;
设置简单:系统只需要对每一个站的站号、通信速率及相关信息进行设置,接通电源,cc-link便开始数据链接;
维护简单:由于cc-link的卓越性能以及丰富的ras功能,为cc-link的维护方便性和运行可靠性提供了强有力的保证。其监视和自检测功能使cc-link系统的维护和故障后恢复系统变得方便和简单。
3 、控制系统的硬件配置
控制系统主要采用了三菱cc-link总线模块qj61bt11,cpu为q02h。主基板上安装有1块qx40输入模块,7块qy50晶体管输出模块,主要用来控制上、下料点升降段的2台fr-a540-5.5ch变频器及慢速装配链的1台fr-a540-3.7ch变频器。安装于推杆链钢结构轨道沿线的cc-link远程i/o站共有63个,30块aj65sbtb1-8d,12块aj65sbtb1-16d,4块aj65sbtb1-32d,6块aj65btb2-16,10块aj65sbtb1-8t,1块aj65sbtb1-16t。cc-link远程i/o站安装于现场控制箱或按钮站内。控制系统的硬件配置图见图2。
4 、应用体会
1)甲方工厂电网电压昼夜波动较大,到了深夜电网的电压竟高达420v,造成电机电流增大,发热严重,甚至被烧毁。利用三菱变频器pr19的功能,将变频器的输出电压限定在380v,降低了电机的运行电流,同时有效地解决了电机的发热问题。
2)为保证发动机输送推杆链的平稳运行,要求升降段输送机上升到位后能与悬链系统精确对位,三菱变频器pr270的挡块定位功能,能满足这一要求。电机机械制动时,电机输出的恒转矩使负载与机械抱闸紧密接触,消除了升降段输送机垂直运行时易发生的振动。
3)减小变频器运行时的pwm频率,将有效的降低变频器产生的噪音,能有效地减小多台变频器同时工作对控制系统的干扰。
4)全线cc-link电缆长度超过600米,但不到1200米,因此将系统的传送速率设定为156kbps。本系统仅包括主站和远程i/o站,因而系统采用远程i/o网络模式,在此模式中,系统执行高速循环传送,可以缩短链接扫描时间。
5、 结束语
该推杆链系统自2003年元月调试成功以来,系统一直运行稳定可靠,达到了系统设计的生产纲领。cc-link总线系统作为一种性价比比较高的总线系统,必将越来越多地应用在中国的汽车行业。


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