FM357在汽车仪表板发泡生产线上的应用.doc

摘要：针对目前汽车仪表板产品更新换代快、制造复杂程度高等特点，运用西门子现场总线与多轴伺服定位技术，研制出高性能的汽车仪表板发泡生产线，实现柔性化、自动化的生产要求。关键词：PROFIBUSDP FM3572 汽车仪表板 柔性化 自动化0 引 言随着国内汽车内饰件档次的不断提高新型仪表板的市场需求不断扩大仪表板生产线的先进技术也随之得到了广泛应用。目前，汽车仪表板发泡生产线仍主要依赖欧、美等发达国家和地区的进口于是研发具有先进控制技术的新型生产线对提高我国汽车装备技术水平具有重大的意义 本文介绍基于西门子 PROFIBUSDP总线和FM3572多轴定位模块构成的控制系统1 系统的分析及方案设计11 系统控制功能描述汽车仪表板发泡生产线是以聚氨酯为发泡料在通用模架上实现全自动生产各类车型仪表板的生产线该系统机械部分主要由发泡模架、伺服控制充注机械手、发泡模具等组成见图1发泡模架是通用的通过安装在发泡模架上的发泡模具更换实现产品的更新换代。其系统的控制包括模架运动、模具动作及充注机械手运动工艺流程见图2 （以1号模架安装Bll模具为例）。12 系统控制方案设计根据工艺要求每个发泡模架及每种型号的模具为单独从站，安装有YO装置主从站之间通过PROFIBUSDP通信线连接，实现主从站之间的通信 触摸屏设定工艺参数并监控系统参数FM3572多轴定位模块完成充注机械手的X一Y轴二维定位运动。通过触摸屏设定实现注料过程中不同注料轨迹的运动，不仅完成了机器人的功能，而且具有造价低、适应范围广的特点。其系统控制结构图见图3。 2 系统控制的关键技术21 PROHBUSDP总线技术PROFIBUSDP用于现场层的高速数据传送，主站周期地监控站读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息其标准化的现场总线具有“开放”的通信接口允许用户自由选用分散的I0装置在此系统控制中，每个产品的上、下模具各配有一个从站各模具的从站与系统采用多极连接器连接每个从站在硬件组态时有一个PROFIBUS总线地址它与接口模块IM151 一l从站的地址拨码相一致。由于每个模具所配的PROFIBUS总线地址的唯一性系统将可能的各产品在硬件组态完成以后形成不同产品的完整程序PI 根据实际配置的从站运行。例如：该系统任一模架可从6个产品中选配模具剩下的2个产品的从站不与PROFIBUS总线连接系统自动识别并正常运行只是PLC主站的总线通信由于硬件配置和实物不同而显示报警 各模架所配的模具从站通过PROFIBUSDP连接并通过多极连接器将模具的代号识别作为PLC输入信号彻底解决了汽车仪表板发泡生产线的多品种生产的问题实现了柔性化、自动化的生产要求 其硬件配置见图422 FM3572 多轴定位模块伺服控制系统是通过FM3572定位模块驱动两轴伺服放大器实现两维冲注运行实现对复杂型面工件的曲线充注该模块可以控制四轴伺服电机运行将伺服电机轴都放于1个通道控制可以实现高精度插补，多轴同步的定位运行也可将伺服电机轴放于不同的通道控制实现分开控制。FM3572作为西门子S73o0的一个功能模块它与S7300、触摸屏之间的数据关系见图5通过PG实现FM3572参数包的设定及编程。FM3572参数包包括 machine data，zero offsets，tool offsets，R parameters，GUD program，NC program。其中：machine data中设定相关的伺服控制参数在伺服电机轴配置中将二个轴放于1个通道控制实现两轴插补，同时运行；NC program 包括main program，sub program，special programs。在S7300程序中FC100，FCIO1，FC103，FC105分别完成REFERENCE，JOG，AUTO，R参数通信的功能；DB30，DB31分别为FM信号数据块和轴信号数据块，与FM3572通信。每个轴包括JOG，REFERENCE，AUTO 3种运行状态。下面以轴1为例加以描述。控制使能：DB31DBx21=1：脉冲使能：DB31DBxl37=1；停止：DB31DBx43=0。速度倍率：DB31DBB0=0200可改。读取当前值：DB30DBx211=1，DB31DBD40。工作状态：（1）JOG状态状态给定：DB30I）BXIO02=1；状态显示：DB30DBX1202；正向运行给定：DB31DBX46；反向运行给定：DB31DBX47。（2）REFERENCE状态 状态给定：DB30DBx1002=1，DB30DBx1012=1：状态显示：DB30DBxl212。（3）AUTO状态 由触摸屏给定当前夹具所需的各段位置及速度值作为FM3572中的main program的 参数通过程序改变 DB30DBB57的值实现伺服对应于FM3572中的mainprogram程序号的自动运行。图6为第二夹具上某型号模具的伺服运行设定界面（4）自动启动给定DB115DBX841； 停止复位给定DB1 15DBx842。（5）程序正在运行状态DB30DBX1250；电机定位完成状态：DB30DBxl245