DP通讯协议在轮辐加工压力机中的应用

徐 丽，钱 进，陈 晖

（江苏扬力铸锻有限公司，江苏 扬州 225104）

传统的轮辐加工方式一般由压力机、模具等单台组成。轮辐中孔的数量会依据客户的要求而不尽相同，需要用不同的模具，对轮辐中的孔进行平均分布，然后采用压力机的单次规范进行加工。工作效率低，操作繁琐，易导致工人疲劳生产。

1 基于DP通讯的原理及方案

基于DP通讯轮辐加工的压力机连线控制系统，包括压力机电控单元、模具电控单元和机器人电控单元，压力机电控单元包括PLC控制单元和显示单元，PLC控制单元经中间继电器实现与模具电控单元的通讯，PLC控制单元经DP通讯模块实现与机器人电控单元的通讯；显示单元用于输入轮辐冲孔数量和启动信号，显示单元将冲孔数量信号传输给模具电控单元和机器人电控单元，如图1所示为生产线各单元排布示意图。

压力机电控系统与模具电控系统采用无源中继进行信号对接；压力机电控系统与机器人电控系统采用DP通过协议进行信号对接。如图2所示。

压力机与模具电控的PLC输入、输出定义详见表1所示。

压力机与机器人电控系统DP通讯的输入、输出定义详见表2所示。

压力机电控系统与模具电控系统信号对接详见表3所示。

表1 压力机与模具电控的PLC输入、输出定义

表2 压力机与机器人电控系统DP通讯的输入、输出定义

压力机电控系统与机器人电控系统信号对接详见表4所示。

结合图2进一步说明DP通讯协议在轮辐加工压力机中的应用。压力机处于原点位置、连线模式、连续规范、无故障状态，模具处于零度无故障状态，机器人处于压力机外侧无故障状态。先在压力机触摸屏参数设置页面中设置好轮辐冲孔数量，压按“连线启动”按钮，压力机控制系统进行三方设备故障检测后，无故障则给机器人发出压力机OK、模具OK的1s脉冲信号；机器人在接收到此信号后，进入压力机工作模区内，进行取、放工件操作，取、放工件完成，给压力机完成1s脉冲信号；压力机检测到机器人给出的完成信号后，开启冲压连续模式；压力机从上死点运行至下死点位置后，给模具下死点冲压完成信号；模具在接收到此信号后，根据触摸屏中设置的冲孔数量进行不同角度的分转动作，当分转动作完成后，给压力机一个分转动作完成信号；压力机从下死点位置返回上死点位置时，结合模具分转运作完成信号与触摸屏中冲孔数值信号，判断是否进行下一次冲压，如果在到达上死点位置时接收到分转完成信号，则连续进行下一次冲压，如果在到达上死点位置时接收不到分转完成信号，则自动停止在上死点位置；如检测到冲压次数少于设定值，则自动进行下一步冲压；如检测到冲压次数达到设定值，则自动停于上死点位置，完成一件轮辐加工。

表3 压力机电控系统与模具电控系统信号对接

表4 压力机电控系统与机器人电控系统信号对接

压力机与机械手之间采用DP通讯，只需一根通讯线，大大简化线路的繁琐，避免硬件故障点。压力机可编程控制器通过GSD文件与机械手总控之间完成DP通讯的信号交互。压力机将通讯需要发送的信号数据存储在某一数据区内（D100），将通讯需要接收的信号数据存储在另一个数据区内（D300），与机械手信号一一映射，通过心跳信号实时检测是否通讯故障。

3 实施效果

（1）当压力机检测到本设备故障后，分别通过中间继电器传送给模具，停止模具分转动作，通过DP协议传送给机器人，停止机器人的取、放料动作；当模具检测到本设备故障后，通过中间继电器传送给压力机，压力机停止冲压动作，压力机再通过DP协议传送给机器人，停止机器人的取、放料动作；当机器人检测到本设备故障后，通过DP协议传送给压力机，压力机停止冲压动作，压力机再通过中间继电器传送给模具，停止模具分转动作。

（2）压力机设有单机、连线操作选择，当单机模式下，模具分转完成可以冲压信号不能启动压力机；单机模式下，机器人检测到此信号，不会给出取、放工件完成信号，同样不能启动压力机，避免误操作。

（3）机器人会同步给出机器人在压力机外侧信号，压力机可正常运行；当机器人需要进入模区时，此信号断开，压力机停止运行；形成互锁保护。

（4）压力机在机器人进入模区前，会给出压力机的上死点、滑块不运行的信号，同意机器人进入模区进行取、放料操作。

（5）简化了压力机与机械手之间的连线，节省PLC的I/O点，减少了线路繁琐带来的故障点以及维修的不便性。

（6）此生产线提升了轮辐加工的便利性，模具实现了通用性，生产效率得到大幅提升，降低了工人的重复操作，向智能制造迈进一步。