可編程控制器(PLC)作為一種新型的控制元件，具有結構簡單、通用性好、功能較完備等特點，尤其抗干擾能力強，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，已被廣泛應用于各種自動控制系統(tǒng)中。

　　車橋是汽車的關鍵部件之一，受力復雜。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)縫焊接是關鍵。目前國內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，然后在C02氣體保護專用設備上進行自動焊接[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)縫自動焊接設備進行控制系統(tǒng)設計。

一 PLC控制系統(tǒng)

　　1、控制原理

　　車橋環(huán)焊縫的焊接設備主要由焊機、送絲機構、控制柜和焊槍運動行走機構組成。焊機是KNZ一500型C02氣體保護自動焊機。整個系統(tǒng)為典型的開關量時序控制系統(tǒng)，通過對各控制按鈕和焊接狀態(tài)的現(xiàn)場輸入，按照預定的邏輯程序進行運算，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、調速裝置和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機模擬指示燈)。工件如圖2所示，當兩端同時進行環(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(如內部計時器、計數(shù)器，輔助繼電器等)，設計了一部分程序設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)可咀通過鑰匙開關控制。并且在系統(tǒng)設計中設置了急停開關、行程保護、互鎖保護等環(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，應用中擴展了個7輸入、輸出點的擴展模塊。PLC各輸八輸出點分配見表1。

圖3 PLC及擴展模塊示意圖

　　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，工件按設定轉速旋轉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，工作強度大，可用于特殊情況的加工和設備檢修。

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，在程序設計中．將它們都歸為子程序，主程序執(zhí)行到時將其調入。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、焊接結果

　　在C02氣體保護焊過程中，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，同時焊機的穩(wěn)定性有根太提高，搭接現(xiàn)象

　　可通過PLC內部的計數(shù)器有效控制，焊縫質量很好。圖5是焊機改進后，焊縫示意圖，經(jīng)檢驗此焊縫減少了焊接應力及變形，焊接件的技術臺理，焊接接頭形式、位置和尺寸都能滿足焊接質量要求。

圖5 焊縫示意圖 

結論

　　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，更具“智能”特色。從而進一步提高整套焊接設備的整體性能

　　2、采用PLC控制，其功能強、抗干擾性強、運行可靠性高、操作調試簡便．可以適用于不同系列產(chǎn)品自動捍需求；

　　3、該焊機自動化程度高，從裝夾工件、雙端自動焊到工件翻轉、息弧等一系列工序自動實現(xiàn)，降低了工人勞動強度、提高工件質量和生產(chǎn)效率。  

核心關注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務領域、行業(yè)應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務領域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關注ERP管理系統(tǒng)的核心領域，是眾多中小企業(yè)信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/

本文標題：PLC在汽車車橋環(huán)縫自動焊接設備中的應用

本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/support/1112159743.html