一种PLC在电池壳冲压成型工艺中的应用方案设计

朱 霖 邵振荣 赵 磊 赵 菲

（江苏扬力集团股份有限公司，扬州 225000）

一种PLC在电池壳冲压成型工艺中的应用方案设计

朱 霖 邵振荣 赵 磊 赵 菲

（江苏扬力集团股份有限公司，扬州 225000）

针对电池壳冲压成型工艺，设计了一种通过PLC实现的故障自动报警提示系统。以欧姆龙CP1E系列PLC为控制核心，通过PLC程序实现对压力机电气系统的自动控制。经实际使用，该系统具有经济、智能、便捷、可靠、安全等特点，应用价值较好。

电池壳 PLC 压力机 自动控制

引言

电池壳是电池的重要组成部分之一。现有电池壳是采用一台压力机配合多工位拉伸机和拉伸模具将金属薄板进行多次拉伸成型的冲压件。电池壳因自身体积、材质等因素决定了其利润微薄，制造商通常采用薄利多销的销售模式，需要生产设备长时间不间断工作，因此对生产设备的稳定性要求极高。实际生产过程中，每台设备均需要专职操作人员长时间持续观察材料冲压状态，以防因材料抖动而偏离模具拉伸设定位置，导致后续材料无法顺利成型，甚至损坏拉伸模具导致设备停产。本文阐述的一种PLC在电池壳冲压成型工艺中的应用，经实际使用验证，有效节省了劳动力，加大了生产量，保护了设备的安全使用。

1 传统电池壳冲压成型工艺存在的缺点

1.1 劳动力利用率低

虽然传统电池壳冲压成型工艺使用压力机运行连续模式工作，但往往需要操作工时刻保持高度集中，观察冲压过程，以保证冲压过程正常，降低次品率。

1.2 故障检修周期长

冲压过程中，易在送料、走料环节出现卡料、偏料现象，需要停机排查。若故障严重，则需要拆卸送料器及模具清除废料，耗时耗力。

1.3 模具损坏率高

若发生卡料、偏料故障，但操作工未能及时发现，将导致废料在送料器及模具内堆积，易损坏模具，导致停产。

2 电池壳加工设备组成

2.1 压力机

以扬力集团生产的JH21-63开式固定台压力机为例，自带欧姆龙CP1E系列PLC自动控制系统，易操作，具有良好的稳定性、安全性。

2.2 左右偏摆送料器

由压力机PLC输出信号控制左右偏摆阀和间隔前进送料阀，完成送料工序。

2.3 多工位拉伸机和拉伸模具

对金属薄板进行切料，并逐步拉伸至最终成型。

3 PLC在电池壳冲压成型工艺中的应用方案设计

3.1 硬件配置

以上所述电池壳的冲压成型加工设备组成为基础，压力机部分增加一组检测凸轮信号，欧姆龙PLC扩展模块CPM1A-20EDR1（12输入8输出），开关电源（DC24V输出），带灯开关按钮若干，金属弹簧探针装置若干。

3.2 硬件组合方式

（1）将PLC扩展模块CPM1A-20EDR1安装至扬力集团JH21-63压力机自带欧姆龙PLC模块扩展口；

（2）取一组压力机自带电子凸轮信号接至欧姆龙PLC扩展模块输入端，提供探针检测范围信号；

（3）将开关电源安装至压力机电气控制柜，接通电源，单独提供探针检测电压，防止干扰；

（4）将带灯开关按钮安装在压力机易于操作和方便观察的位置，用于控制探针检测功能的开闭及显示与之对应的探针是否发生故障；

（5）将金属弹簧探针装置安装在多工位拉伸位置，用于检测各工序走料状态。

图1 冲压工艺流程图

3.3 工作原理

图1为冲压工艺流程图。假设检测区间设定为机床滑块位置处于300°～0°时，送料器即将送料前，电子凸轮起始角度信号（300°时）接通，各工位探针进入有效检测状态；送料完全到位后，电子凸轮结束角度信号（0°时）关闭。PLC对在此过程中，各工位探针反馈的检测信号进行程序处理。若各工件全部准确送达指定位置（即各探针在检测范围内均检测到工件信号），则机器进入连续循环工作状态；若有任意一组及以上探针未检测到信号，则PLC控制机器立即停止，以防继续冲压产生废料或损坏模具，同时与各工位探针对应的故障指示灯亮起，以提醒操作人员检查对应的工位送料情况。因此，操作人员无需长时间观察工件状态，只待设备报警时前往排查故障后将工件复位，即可继续生产。

4 结束语

本文阐述的一种PLC在电池壳冲压成型工艺中的应用在实际生产中发挥了重要作用。该应用具有自动控制、自动检测、故障记录的功能，明显降低了操作人员的劳动量，极大提高了电池壳生产的安全性、稳定性，减少了模具经常性清理和修理所消耗的时间。

[1]刘茂银，梅碧舟.压力机控制系统中PLC的应用及设计[J].锻压装备与制造技术，2007，（3）：45-47.

[2]苏成君，滕薇.切边压力机电气自动控制技术[J].一重技术，2008，（3）：37-38.

[3]颜全生，杜江.PLC在压力机控制系统的应用[J].电气传动，2009，（3）：65-68.

Application of PLC in the Stamping Process of the Battery Shell

ZHU Lin,SHAO Zhenrong,ZHAO Lei,ZHAO Fei
(Jiangsu Yangli group Limited by Share Ltd, Yangzhou 225000)

According to the process of forming the battery shell, a kind of automatic warning system is designed, which is realized by PLC. The OMRON PLC series CP1E as the control core, through the PLC program to realize the automatic control of the electric system of the press. The practical application has the characteristics of economy, intelligence, convenience, reliability, safety and so on. It has good application value.

battery shell, PLC, press, automatic control