可編程控制器(PLC)作為一種新型的控制元件,具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好、功能較完備等特點,尤其抗干擾能力強(qiáng),可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,提高焊接效率,所以特別適用于工業(yè)控制,已被廣泛應(yīng)用于各種自動控制系統(tǒng)中。
車橋是汽車的關(guān)鍵部件之一,受力復(fù)雜。它不但承重和傳力,還承受巨大的動載荷和靜載荷所形成的彎矩和扭矩,為此要求車橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性。在車橋眾多焊縫中,橋殼與半軸套管的環(huán)縫焊接是關(guān)鍵。目前國內(nèi)接頭形式是將半軸套管一端車一個臺階。壓配到已精加工后的橋殼內(nèi),然后在C02氣體保護(hù)專用設(shè)備上進(jìn)行自動焊接[33。基于以上特點,本文以德國西門子公司生產(chǎn)的S7—200型PLC為核心對車橋環(huán)縫自動焊接設(shè)備進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計。
一 PLC控制系統(tǒng)
1、控制原理
車橋環(huán)焊縫的焊接設(shè)備主要由焊機(jī)、送絲機(jī)構(gòu)、控制柜和焊槍運動行走機(jī)構(gòu)組成。焊機(jī)是KNZ一500型C02氣體保護(hù)自動焊機(jī)。整個系統(tǒng)為典型的開關(guān)量時序控制系統(tǒng),通過對各控制按鈕和焊接狀態(tài)的現(xiàn)場輸入,按照預(yù)定的邏輯程序進(jìn)行運算,輸出完成對執(zhí)行元件控制。綜合考慮控制功能和I/0點數(shù),控制系統(tǒng)選用德國西門子公司生產(chǎn)的s7—200型可編程控制器(PLC)為核心的電氣控制系統(tǒng)。
2、自動焊接過程
根據(jù)車橋的焊接工藝要求,為實現(xiàn)焊接自動化過程的采用了如圖1所示焊接方式,主要由氣缸、電機(jī)、調(diào)速裝置和PLC等元器件組成的系統(tǒng)完成。開始焊接生產(chǎn)時,工件經(jīng)人工放置在工作臺上,啟動自動焊接按鈕,升降氣缸帶動工作臺上升,定位夾緊,工件固定。氣缸驅(qū)動焊槍下降,兩把焊槍同時自動施焊,與此同時焊槍在擺動電機(jī)凸輪作用下沿焊縫寬度方向作周期性橫向擺動,以保證焊縫質(zhì)量;焊好后,熄弧、焊槍退回,夾緊氣缸放松,工作臺下降,放下工件,一個焊接循環(huán)完成。焊接操作過程中,指示燈可指示出正在施行的操作(PLC機(jī)模擬指示燈)。工件如圖2所示,當(dāng)兩端同時進(jìn)行環(huán)縫焊接時,若有一端出現(xiàn)故障時,另一端可繼續(xù)焊接。由于PLC具有豐富的軟元件(如內(nèi)部計時器、計數(shù)器,輔助繼電器等),設(shè)計了一部分程序設(shè)計來屏蔽輸入元件的誤信號,防止一些人為造成的輸出元件的誤動作。從而保證了每一環(huán)節(jié)動作的可靠性。
圖1焊接示意圖
圖2工件示意圖
3、控制系統(tǒng)設(shè)計
控制系統(tǒng)分為自動和手動兩部分,自動叉分單、敢槍自動,以上環(huán)節(jié)可咀通過鑰匙開關(guān)控制。并且在系統(tǒng)設(shè)計中設(shè)置了急停開關(guān)、行程保護(hù)、互鎖保護(hù)等環(huán)節(jié),確保工作的安全性。本系統(tǒng)選用CPll224型PLC(見圖3)為控制核心,有【4個輸入點和10個輸出點,應(yīng)用中擴(kuò)展了個7輸入、輸出點的擴(kuò)展模塊。PLC各輸八輸出點分配見表1。
圖3 PLC及擴(kuò)展模塊示意圖
通過編制PLC的控制程序流程罔(見圖4).從而實現(xiàn)自動焊接,焊接工藝流程如下:托盤上升一夾緊到位一焊槍落下,自動引弧焊接同時焊槍擺動,工件按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)自動填弧坑收弧停止焊接一焊槍上井夾緊松開一托盤下降卸下工件, 整個焊接過程焊槍相對工件位置不變,同時利用各個不同狀態(tài)的互鎖性,控制不同狀態(tài)的運行。手動調(diào)整即通過人工操作控制而扳完成焊槍的上下移動、工件的定位和焊接的起停,其工作效率低,工作強(qiáng)度大,可用于特殊情況的加工和設(shè)備檢修。
圖4自動程序流程圖
橋殼與半軸套管有對稱的兩個環(huán)縫.雙槍同時焊接,但宵時需單槍焊接.所以設(shè)霞了左、右及雙槍三種模式。單雙槍自動焊接的過程是相同的,在程序設(shè)計中.將它們都?xì)w為子程序,主程序執(zhí)行到時將其調(diào)入。其中雙槍自動程序,兩槍互不干擾,一槍程序出現(xiàn)故障停止焊接,另一槍不會退出程序,仍將繼續(xù)完成余下動作。
二、焊接結(jié)果
在C02氣體保護(hù)焊過程中,有大量電、磁、弧光和金屬飛濺.這些都有可能對PLC的正常運行造成影響.但經(jīng)實踐表明PLC運行良好,系統(tǒng)適合在這樣的工況條件下運行。系統(tǒng)運行表明焊接過程只需45s左右,而原來需1min左右,生產(chǎn)效率明顯提高,同時焊機(jī)的穩(wěn)定性有根太提高,搭接現(xiàn)象
可通過PLC內(nèi)部的計數(shù)器有效控制,焊縫質(zhì)量很好。圖5是焊機(jī)改進(jìn)后,焊縫示意圖,經(jīng)檢驗此焊縫減少了焊接應(yīng)力及變形,焊接件的技術(shù)臺理,焊接接頭形式、位置和尺寸都能滿足焊接質(zhì)量要求。
圖5 焊縫示意圖
結(jié)論
1、PLC的編程方便、直觀,容易掌握, 掌握后其編程方法也是靈話、可變、多種多樣的.可以使控制系統(tǒng)功能更強(qiáng),更具“智能”特色。從而進(jìn)一步提高整套焊接設(shè)備的整體性能
2、采用PLC控制,其功能強(qiáng)、抗干擾性強(qiáng)、運行可靠性高、操作調(diào)試簡便.可以適用于不同系列產(chǎn)品自動捍需求;
3、該焊機(jī)自動化程度高,從裝夾工件、雙端自動焊到工件翻轉(zhuǎn)、息弧等一系列工序自動實現(xiàn),降低了工人勞動強(qiáng)度、提高工件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請注明出處:拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題:PLC在汽車車橋環(huán)縫自動焊接設(shè)備中的應(yīng)用
本文網(wǎng)址:http://www.ezxoed.cn/html/support/1112159743.html