自动焊机控制系统

1 引言?
　

  陕西东风昌河股份有限公司是生产微型汽车后桥的专业厂。建线投产以 来，通过技术改造以形成一定的生产规模，大量专用设备的使用提高了产量和产品质量，随着市场需求的不断扩大，生产能力已不能满足需求，对生产线进行改造增添设备，定购专用 设备费用高、工期长，为此陕西东风昌河股份有限公司决定对部分急需设备自行设计制造和 改造，聘我为控制部分技术指导，和技术部和机动处共同承担设计制造和改造。其中后 桥壳总成环缝焊接设备是其中之一。?
　

2 整体结构?
　
  (1)自动控制采用日本产OMRON PLC可编程控制器集中控制。?
  (2)焊接电源外购南京电焊机厂产CO2气体保护半自动焊机，自行改装控制部分。?
  (3)件加紧及焊枪上/下运动为气动。?
  (4)件旋转使用普通交流电动机驱动，用蜗轮减速器实现减速和皮带轮组进行变速。?
  (5)机架采用焊接结构。?
　
3 控制系统要求
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  (1)为适应多种形式后桥壳总成及部件的焊接，控制系统应能实现任意单 枪或双枪焊接的要求。?
  (2)工件加紧/松开；焊枪选择和焊枪上/下；主轴转/停；焊丝送进要有相应手动控制按钮。 ?
  (3)按紧急按钮或电动机在工作中因故障停转(热保护继电器动作时)应能自动停止焊接并报 警。?
  (4)焊接旋转角度应采用光电偶合计数控制。?
  (5)焊接结束时自动切断焊枪电源、焊枪复位、主轴停转、工件松开。?
　
4 控制电路和控制程序编制?
　
  依据总体设计方案和控制要求进行控制和系统的设计，两只焊枪的上/ 下、工件夹紧/松开、主轴/转停都是单项处于工作状态，因此气动控制采用四个单控二位五 通换向阀，工作电压直流24V，由外部整流供给；控制按钮和光电偶合计数器装置有PLC可编 程序控制器内部24V电源供给，这样输入输出相互隔离，抗干扰能力强；主轴旋转因降速比 大，电动机所需输出扭矩不大，采用1/4kW960r/min的三项交流电动机。
  电焊机的控制改造：CO2电焊机为外购成品改进时保留原送气、送电、送丝的控制顺序和 延时不变，而将焊机电源启动开关和送丝电机开关引出由PLC控制，为操作方便，显示焊接 电压、电流的电压表、电流表及送丝速度调整电位器(焊接电流调整)外接到自动焊机操作盒 面板上，电焊机其它部分均不作改动。?
  按控制要求输入需14点、输出需8点，所以PLC可编程序控制器使用28点的已能满足使用要求。?
  整个控制系统所需功率不大，也无发热元件，因此把除换向阀外的其它电气元件与操作开关 及按钮全部装在操作盒内，结构紧凑，操作方便，易维修。?
  自动焊接控制工作过程是→焊枪选择→夹紧工作→焊枪下→按启动按钮(工作循环开始)→主 轴旋转→焊机电源开→焊机送丝(开始焊接)→光电计数→计数至设定值(焊接结束、计数器 复位)→停止送丝→焊机电源关→焊枪上→主轴停转→工作松开→工作结束(准备下次焊接)。? 光电偶合计数因锯齿盘字纸条件受到限制，输出脉冲波形如图1所示(0000)，为准确保证焊 缝起弧和收弧搭接要求，PLC程序编制中用前后沿触发和延时语句实现倍频和整形，细化计 数精度。具体内容如下：前沿触发脉冲(1006)经过延时成为(1008)，整形后脉冲为(1009)， 后沿触发脉冲(1007)经整形后脉冲为(1010)，脉冲(1009)与(1010)合并后便成为占空比相等且2倍于(0000)的计数脉冲。   
　
                  



5 结语?
　

  自行调计的自动焊机共制造了9台，和公司原购买的焊接专机相比节约费 用约50%，投入使用后，使该公司后桥壳全部实现自动焊接，减轻了工人的劳动强度，降低 了对操作者技艺水平的要求，使后桥壳的焊接生产能力和焊接质量大幅度提高，焊接整机结 构紧凑，操作方便灵活，性能稳定可靠。从设计制造到投入使用仅用了4个月，很好的完成 了设计和制造任务。?