汽車專用加注機廣泛地應用于汽車制造業,是現代化汽車生產線上必不可少的專用設備。這種加注機屬于系列設備。包括汽車防凍液加注機、空調冷媒加注機、制動液加注機、變速箱油加注機、風檔洗滌液加注機、動力轉向液加注機、離合器油加注機等。本文針對汽車制動液加注機進行研究。

    傳統的汽車制動液加注方法采用手工方式。這種方式不判斷汽車制動缸是否泄露,也不抽真空,直接向加注口倒入制動液,加液時腳踩汽車制動踏板,待制動液下降后,再踩踏板,反復多次,然后打開車輪分泵放油口從車下排液,再踩踏板,直至放出液體無氣泡為止。這種方法勞動強度大,可靠性不高,加注時間長,且容易造成環境污染,因其效率太低而無法滿足汽車裝配生產線的需要。筆者設計了加注機的結構和控制系統,克服了手工加注的缺點,改善了其應用狀況。

1 新型制動液加注機的功能

(1)提高了加注速度。這種新型汽車真空制動液加注機采用了PLC控制,克服了手工加注的缺點。加注速度可達80s/輛,完全可以跟上生產線的節拍。

(2)提高了加注質量。制動液不是直接從包裝桶中直接注入汽車,而是先將制動液注入儲液罐中。儲液罐需先抽真空,再加入液體。這樣可以保證液體中不含有氣泡。

(3)減少了環境污染。當將制動液注入汽車后,在加注頭的導液管中還存有液體,為了防止液體流出污染地面,需將殘余液體回流至回流罐中,因此回流罐也需抽真空,保證液體可靠回抽。

(4)有自動測漏功能。汽車制動缸加注制動液前,應首先抽取缸的真空。此工作可達到兩個目的:一是因

為汽車制動系統的油管較細,只有抽真空才可保證將液體加到位,加滿才不會產生氣泡;二是通過制動缸抽真空,以及抽真空后在一段時間內的保壓,可以檢測制動系統是否有泄露,如有泄漏可以報警提示,待修理好后再進行加注。

(5)有智能功能。這種智能包括自動識別車型功能,可實現在一條生產線分別加注不同車型的汽車,即混裝功能;還包括節能功能,當生產線停下較長時間時,機器可進入“休眠”狀態,以減少能源的損耗,當再開動時,馬上進行喚醒。

(6)有自動診斷功能。當氣路氣壓不夠、桶內無液以及各工作罐、各個工作閥以及回路產生泄露或工作不正常時,可通過報警燈報警,同時通過觸摸屏可顯示故障的原因與部位,為及時排除故障提供便利。

(7)有打印和通訊功能。在PLC內部可存儲各種數據,可打印每日報表。也可打印每周、每月、每季,甚至全年的報表。可以將本臺機器通過數據總線與整個裝配線總控機進行聯網,也可以與其它機臺進行通訊聯系。

2 系統的組成

真空加注機的系統控制圖見圖1。

圖1　控制系統圖

    控制系統采用了德國西門子公司生產的S72226型PLC,具有兩個S485接口,以及24個輸入接點和16個輸出接點[1],通過專用電纜可以與上位機進行通訊。應用STEP72Micro/WIN32編程軟件進行編程。觸摸屏為西門子TP170B型,使用電纜與PLC進行通訊。通過觸摸屏可進行參數設定,并顯示故障的原因與部位。可以顯示日期、形成報表,也可進行打印等。　　系統的輸入由各種傳感器和開關組成,包括氣路壓力傳感器、真空傳感器、液位傳感器、按鈕開關和接近開關等,其中真空壓力傳感器使用的是日本產妙得傳感器。測汽車制動缸真空值取的是模擬量值,因此使用了西門子EM231模擬量輸入模塊。

    系統的輸出分別通過控制13個電磁閥來控制液壓閥和氣缸;同時還控制各個指示燈對各種工作狀態進行顯示;控制繼電器線圈對真空泵及行走小車進行控制。電磁閥使用日本產SMC電磁閥,液壓閥采用德國產蓋米控液閥,并選用了德國產萊寶制動液專用真空泵。這些高質量元件的使用充分保證了加注機的可靠性。由于輸出點數較多,所以擴展了3塊EM222輸出模塊。

3 軟件設計

    程序流程見圖2。當機器開車后,真空泵即開始工作,接著進行初始化工作,見圖3。

圖2　程序流程圖

圖3　初始化子程序流程圖

    首先需判斷控制氣路中的工作壓力是否滿足要求,如果低于要求值則進行報警,停止一切工作,此檢壓力正常的情況下,首先檢測儲液罐的真空值是否合乎要求,如不合要求,則儲液罐抽真空;滿足要求后,使用控制閥對儲液罐進行加液。使用4個液位傳感器對液面高度進行監測,這4個傳感器分別為頂部液位傳感器、底部液位傳感器、上液面傳感器及下液面傳感器。頂部液位傳感器防止液體溢出,底部液面傳感器監測罐內是否有液。當加液的液體上升至上液面傳感器時停止加液,隨著加注的進行液面逐漸下降,下降到下液面傳感器時即重新開始加液,如此周而復始。如液面降到底部液位傳感器時,說明桶內已無液體,及時提示報警,馬上換新桶,以避免出現汽車加注一半液體的情況。

    儲液罐液面如正常,接著檢測回流罐是否為真空,如不為真空,對其進行抽取,直到滿足要求為止。通過控制閥將制動液加入到注液缸中,為汽車制動缸注液做好準備。此時初始化工作完畢。

    當裝配線上的汽車到來時,摘下移動小車上的加注頭,將其夾緊在汽車制動缸的加注口上,夾緊并密封后,對汽車缸抽真空,移動小車緩慢地與汽車一齊移動。當在要求的時間內汽車制動缸內仍抽不到真空值,說明汽車有大的泄漏或說明加注頭沒夾好,這時會報警提示,如正常則進行一段時間的真空保壓;如在規定時間內真空值不變或變化很小,說明汽車無泄露,可進行加注;否則也會報警,并松開加注頭。當制動液加滿之后,通過傳感器發出信號,自動對加注頭輸液管中的余液進行回抽,以防止液體污染工作現場或汽車,回抽到回流罐中的液體經數次回抽后送回儲液罐中。加注完成后將放松了的加注頭放回移動小車上,小車自動返回初始位置。同時程序也返回并進行初始化,為下一臺車的注液做好準備。當初始化后較長一段時間內無汽車加注制動液,則進入休眠狀態。

4 結束語

    把PLC與觸摸屏應用于汽車真空制動液加注機,可靠性高,操作簡便,具有智能性。操作工人不需特別培訓就能上崗,確保了產品的產量和質量。這一技術已成功地應用于天津鼎工機電設備制造有限公司生產的汽車制動液加注機上,可應用于各種汽車總裝線。