4040A型喷油器垫片分选控制系统的设计

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第 27卷第 3期2013年 9月南通职业大学学报J0URNAL 0F NANT0NG VOCATIONAL C0LLEGEV0I．27 NO．3Sept．2013doi：lO．3969／j．issn．1008-5327．2013．03．0224040A型喷油器垫片分选控制系统的设计石剑锋(南通职业大学 机械工程学院，江苏 南通 226007)摘 要 ：喷油器垫片分选关系到喷油器产品的品质，传统垫片分选需大量工人进行人工分选，属于劳动密集型工作 ，为降低工人的劳动强度，设计了4040A型喷油器垫片分选控制 系统。分选机采用PLC作为主控系统，通过伺服电机控制模拟压力，在运动过程中测量喷油体组件和后顶针组件的长度，再经计算选出合适的垫片；同时介绍了垫片分选机的工作过程、实现方法等。运行结果表明，该控制系统能实现 自动测量、自动选取垫片的功能，达到预期效果。

关键词：喷油器；垫片分选；PLC控制；伺服电机中图分类号 ：TH45 文献标志码 ：A 文章编号：1008—5327(2013)03—0090—04Design of 4040A Inj ector Gasket Sorting Control SystemSH1 Jian-feng(School of Mechanical Engineering，Nantong Vocational University，Nantong 226007，China)Abstract：Injector gasket sorting is related to the quality of the injector．Traditional gasket sorting is labor—intensive work．To reduce work intensity，we designed 4040A injector gasket sorting control system．In thispaper，we use PLC as control system．The simulation of the opening pressure is controlled through the servomotor；and during exercise we measured injector assembly and the rear thimble assembly length，and thenchose proper gaskets．The paper introduces the working process of the gasket sorting machine and theimplementation method．Practice shows that this system has achieved the expected goal in that it can measureand sort gasket automatically.

Key words：injector；gasket sorting；PLC control；servo motor0 引 言喷油器控制发动机燃油的喷射，其加工精度直接关系到发动机的排放量、输出功率等指标，故其加工精度要求非常高。目前，我国柴油机喷油器喷射控制的一个关键指标就是开启压力的控制，且开启压力与弹簧的刚度、燃油的黏度、运动的速度等参数有关l1 1。由于喷油器的结构及喷油控制的瞬时性，目前还没有一个很完善的模型来描述开启压力与诸多因素的关系。南通某油泵油嘴厂通过长期实践，发现开启压力与喷油器中安装的垫片厚度的相关度很高，故喷油器安装时选择合适的垫片是关键。考虑到影响开启压力的因素众多，垫片的规格也很多，在安装过程中工人需先测量喷油器油嘴尾部与油嘴顶针之问的间隙来选取合适的垫片，工作量很大，且要求精力集中。为此，本文以4040A型喷油器为例设计了垫片分选机，其控制系统采用 PLC控制，可实现自动测量、自动选取垫片的功能，在很大程度上降低了工人的劳动强度。

收稿 日期 ：2013-07—06作者简介：石剑锋(1979一)，男 ，江苏如皋人，硕士，讲师，主要研究方向为机电控制技术。

南 通 职 业 大 学 学 报2．2 控制系统系统中需要控制的对象主要有气缸位置的控制、1#／2#工位测量数据的采集、通过计算并经判断后对应料位(料盒 )指示灯点亮 ，且检测是否取走了规定料位(料盒)中的垫片。因有两路模拟量输入 ，同时考虑到 I／O的点数较多，系统主控单元采用西门子 S7—200 CPU224 XP小型 PLC，并添加 2个扩展模块 EM223 DI16／D0】6xDC24 V『212．2．1 压力传感器系统中压力传感器采用NS—TH13系列称重传感器，输出的是模拟信号(电压信号)，但考虑到系统控制时只需感应到某个设定值即可，故需将压力传感器输出的模拟电压信号转换成开关量信号，再接入 PLC，这样既满足了系统要求又节约了PLC系统资源。信号转换电路如图4所示，只要调节 凡 的大小，即可调节 1 0．6端输出门限值，从而改变开启压力，以适应不同产品的要求。

VCC图 4 压 力传感器输出信号 的转换 电路2．2．2 伺 服 电机伺服电机作为系统 1 工位提供向下压喷油体组件的动力，电机选用松下 MHMD042G1U，其驱动器为 MBDHT2510E，系统中将伺服电机驱动器设置为位置控制模式 3。MBDHT25 10E驱动器的控制口有 10路开关量输入点，系统中使用了3个输人端口，29引脚(SRV—ON)接高电平，8引脚(反向驱动禁止输人)接上超程限位，9引脚(正向驱动禁止输入)接下超程限位；有 6路开关量输1 0．6出，系统只用了37引脚(ALM)伺服报警；有 2路脉冲量输入，系统中分别用作脉冲和方向指令信号并连接到 S7—200 CPU224XP的高速输出端QO．0和Q0．1；其他接口在本系统中未使用。

1 、2 工位模拟量信息从 S7—200 CPU224 XPPLC的 A+、B+接口输入，对应的内部寄存器为AIWO、AIW2(对应于 AIW0、AIW2的值 为 0～32 000)，其余I／O口的分配如表 1所示。

表 1 I／O 口的分配表输 入 输 出序号 地 址 功 能 序号 地 址 功 能1 A+(AIW0) 1 工位测量结果厶 1 Q0．0 伺服脉冲2 B+(AIW2) 2 工位测量结果 2 Q0．1 伺服方向3 10．0 1 工位气缸升限(上) 3 Q0．2 伺服报警灯4 10．1 2 工位气缸升限(上) 4 Q0．3 1 工位气缸升5 10．2 1 工位气缸缩限(下) 5 Q0．4 2 工位气缸升6 10．3 2 工位气缸缩限(下) 6 Q0．5 1 工位气缸缩7 10．4 伺服电机行程上限位 7 Q0．6 2 工位气缸缩8 10．5 伺服电机行程下限位 8 Q2．0 垫片料位输出指示灯 19 10．6 压力传感器开关量(常闭) 9 Q2．1 垫片料位输出指示灯 210 10．7 伺服报警 l0 Q2．2 垫片料位输出指示灯 311 I1．0 零位检测12 I1．1 启动按钮 40 Q5．5 垫片料位输出指示灯 3O13 I1．2 复位按钮 41 Q5．6 垫片料位输出指示灯 31l4 I2．0 垫片料位感应 1 42 O5．7 垫片料位输出指示灯 3248 I5．7 垫片料位感应 32