第8期 2017年8月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)08011403
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2017.08.029
No.8 Aug.2017
基于软 PLC 控制的摆动式夹紧反力臂装置设计
于洪增联华2
(1.大连豪森设备制造有限公司机械设计部，辽宁大连116036；2.一汽－大众汽车有限公司规划部，长春130011）
摘要：针对传统拧紧机构在拧紧过程中自动化程度低，拧紧不可靠等问题，设计了一种摆动式气动夹紧反力臂装置。详细描述了该装置的机械结构、工作原理及控制系统的开发与实施。该装置的控制方式应用了一种基于西门子PC677工控机的软PLC模块，对在该装置中进行拧紧的工件的状态进行实时检测和反馈，同时对工件的动作进行校正和控制。整个系统可以在软PLC的控制下，快速、准确地完成工件的夹紧、螺栓拧紧等操作，较好地替代了传统PLC。目前该装置已用于装配线上试运行，运行状态良好，控制系统稳定。
关键词：摆动式：气动夹紧；反力臂；软PLC
中图分类号：TH162;TG65
文献标识码：A
The Design of Anti-arm Swing Clamping Device Based on the Soft-PLC Control
YU Hong-zeng',GENG Hua
(1. Mechanical Design Department, Dalian Haosen Equipment Manufacture Co. , Ltd. , Dalian Liaoning 116036, China;2. Planning Department,FAW-Volkswagen Automotive Co. , Ltd. ,Changchun 130011, China)
Abstract : During the screwing process, the traditional anti-arm screwing mechanism can't finish the location and screwing automatically, the paper proposed an anti-arm swing pneumatic clamping device. The structure designing, working principle and control system of the device are described in detail. Moreover a soft PLC controlling method based on Siemens PC677 was applied for this device, which can detect, feedback, rectify and control the work exactly- Ultimately it can finish the process of clamping and screwing quickly and ac-curately, replace the traditional PLC well. The whole system has been run in assembly line, the system works normally, and the control system running is stable
Key words: swing; pneumatic clamping; anti-arm; soft-PLC
引言 0
在汽车行业，螺纹连接是最重要的连接方式之一随着我国汽车工业配件需求量剧增，因而对汽车工业配件加工过程的质量及效率的要求也不断提高，在汽车配件加工的过程中，需要各种辅助装置，拧紧机构就是一种常用的，而且非常重要的辅助机构。目前国内对紧机构的研究还主要依赖于国外，同国外相比还存在很大差距[12]
国内专家和学者对拧紧机也进行了深入的研究，根据不同的工况设计了多种拧紧机。林晓磊等引为解决球阀机械密封螺栓的自动化投退问题，设计了具有变矩功能的三轴拧紧机。丁苏赤等4针对不同品种不同节距的履带以及人工拧紧履带效率低下和不可靠性的同题，设计广四轴履带螺栓拧紧机系统。林巨广等[5]以机械手为支架，滑块导轨为运动平台设计了一种变矩双轴螺栓拧紧机。屈创等[6]设计了一种用于发
动机油底壳螺栓联接的四轴拧紧机。然而，之前的拧紧机构，都缺乏反力臂机构，操作工人的安全性没有保证，并且会出现仅靠操作人员的力量无法完成拧紧任务的情况。忽略了精确对中机构的设计，无法实现快速而又准确的定位操作，延缓了生产效率。针对上述存在的问题，本文提出了一种摆动式气动夹紧反力臂机构，反力臂能帮助操作者很轻松地提升拧紧工具，并且可以抵消紧螺栓时产生的反作用力，以保护操作者。采用气动夹紧机构，不但具有报警设计，在气压下降到一定程度，启动自锁功能，防止机械臂下降，而且能够实现快速定位。该机构不仅结构简单，自动化程度高，而且提高了可靠性和装配效率，更有效地保证了装配质量。
摆动式气动夹紧反力臂机构的结构设计摆动式气动夹紧反力臂机构的结构示意图如图
1、图2所示。该机构主要由三部分组成：夹紧组件，拧
收稿日期：2017-02-13；修回日期：2017-03-17
作者简介：于洪增(1981一），男，辽宁大连人，大连豪森设备制造有限公司，硕士，研究方向为变速箱、发动机自动装配线设计，（E-mail）yuhong
万方数据sen.com.en.