PLC在閃光對焊中的應用
摘 要:本文對閃光對焊的機械機構進行了過程分析髓窜，并根據(jù)閃光對焊的工藝過程設計了PLC控制時序相满。采用PLC控制丈探，在硬件的基礎上录择，通過軟件編程能夠提高控制的靈活性。采用PLC控制能夠保證控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及焊接質量碗降。
關鍵詞:閃光對焊隘竭；PLC；機械機構讼渊；控制系統(tǒng)
引言
閃光對焊作為一種先進的焊接技術劲吐，具有無需添加焊接材料、生產率高针榜、成本低拣九、易于操作等優(yōu)點。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展途殖，焊接的零件截面越來越大含薄，遇到了一些技術問題瞒籍，如焊接加熱難、生產率低谓牢、產品合格率低等奇忆。為了解決閃光對焊中存在的這些問題，許多焊接工作者對閃光對焊工藝過程進行了一系列的研究两候，創(chuàng)建了高效率滞泣、低能耗的閃光對焊方法，如脈沖閃光對焊法媳阴、程序降低電壓閃光對焊法奋屠。控制閃光對焊工藝過程窃爷，使之在保證焊接質量的前提下盡可能提高生產率邑蒋，是我們一直以來追求的目標“蠢澹考慮到影響閃光對焊焊接質量的因素医吊，本文利用PLC系統(tǒng)來控制閃光對焊工藝過程，實現(xiàn)了對焊接質量控制的目的逮京，從而提高了閃光對焊的生產率卿堂。
1 機械機構及過程分析
1.1 閃光對焊的機械裝置及動作過程
如圖1所示為閃光對焊的機械裝置，其動作過程分析如下：
1.1.1 預調
閃光對焊焊接工藝前期準備工作懒棉，即機械機構的調整草描、焊接參數(shù)的選取等。閃光對焊的主要規(guī)范參數(shù)有：調伸長度策严、閃光速度穗慕、閃光電流密度、頂鍛速度妻导、頂鍛壓力逛绵、夾緊力等。
調試完成后央垢，將工件裝卡到工作臺上简揍。
1.1.2 夾緊與定位
按下啟動按鈕，電磁閥PQ1泞征、PQ2碑裤、PQ3線圈帶電，壓縮氣體經(jīng)過三大件流入夾緊氣缸1薄称、2上氣室攀叼，壓縮氣體推動活塞桿向下運動壓緊工件1硫搏、2丐忠，直到壓緊開關閉合為止。
同時從氣泵流出的氣體經(jīng)三大件進入定位氣缸3的上氣室,推動定位桿向上運動，為工件對準準確定位坦推。定位結束或腔，電圖1 閃光對焊的機械裝置磁閥PQ3線圈去電，定位桿彈回擅揖。
1.1.3 焊接
接通焊接開關蔚便，保持電磁閥PQ1、PQ2 和PQ4線圈帶電豌蟋，電磁閥PQ5線圈不帶電廊散，壓力氣體經(jīng)低壓三大件，進入推進氣缸4右氣室梧疲，推動活塞桿允睹、動夾具帶動工件2向工件1運動，直到工件1幌氮、2接觸缭受，達到預先設定的位置，推進開關閉合该互。工件1米者、2接觸的瞬間，即開始通電加熱宇智。當閃光加熱達到預定溫度時蔓搞，電磁閥PQ5線圈帶電，壓縮氣體經(jīng)過高壓三大件推動推進氣缸普筹、動夾具以很大的壓力進行快速頂鍛败明。隨即切斷焊接電流，并保持一段時間沉沾，使接頭冷卻讼狗、凝固。焊接時間到革辖，斷開焊接開關硝闸，焊接過程結束。
1.1.4 復位
電磁閥PQ4查袄、PQ5線圈去電硼挡，推進氣缸氣路換向，低壓氣體進入推進氣缸4左氣室推動推進氣缸帶動工作臺向右運動仓泣，推進氣缸4復位版绢。電磁閥PQ1、PQ2線圈去電苏涧，氣路換向玄冬，壓緊觸頭彈回第哲，氣缸1、2復位颜懊。此時财岔，一次閃光對焊焊接過程已完成，所有裝置原位等待河爹，準備進入下一焊接循環(huán)匠璧。
1.2 閃光對焊時序分析
由于執(zhí)行機構部件較多且各部件動作存在時序性，故先做出工藝時序圖咸这，便于時序分析夷恍。閃光對焊焊接過程可概括為：預調—定位—夾緊—推進—焊接—頂鍛—保持—復位等幾個階段。如圖2所示為閃光對焊工藝過程時序圖媳维。
2 PLC控制過程的實現(xiàn)
2.1 PLC型號的選擇
PLC裁厅，即可編程控制器是以自動控制技術、微計算機技術和通信技術為基礎發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置侨艾，目前已廣泛應用于機械执虹、冶金、化工唠梨、焊接等各個領域袋励。根據(jù)閃光對焊焊接工藝要求及價格等諸多因素，在此選用了歐姆龍公司生產的CPM1A系列的PLC当叭，該系列主機按I/O點數(shù)分為10點接碘、20點、30點和40點四種室午。實驗中選擇了30點的PLC主機班域，電源類型為DC24，晶體管輸出孔菱。該種機型設有18個輸入點（00000～00011巨啤，00100～00105），12個輸出點（01000～01007撕星，01100～01003）,其結構緊湊抖躺、功能性強，具有很高的性價比唧窄，適合于小規(guī)挠滦保控制。
2.2 PLC的I/O分配
根據(jù)閃光對焊工藝要求究惨，占用了PLC的17個輸入點（00003～00009树家，00100～ 00107， 及00000和00001兩個高速計數(shù)輸入端） 治拿，7個輸出點（01000～ 01006）摩泪，具體I/O分配如下表所示褂傀。
2.3 PLC與外圍電路的連接
用可編程控制器（PLC）代替時間繼電器，實際上是以“軟”繼電器（編程元件）代替“硬”繼電器（實際元件）加勤。為實現(xiàn)此要求，首先應對原控制系統(tǒng)中的控制要求和動作過程進行分析同波，在明確劃分控制過程各個狀態(tài)及其動作特點的基礎上鳄梅，設計PLC的外圍電路。
如圖3所示為根據(jù)PLCI/O分配表設計的PLC外圍電路圖未檩，可以準確方便地控制閃光對焊動作過程戴尸，實現(xiàn)自動控制的目的。
3 結束語
3.1 機械裝置通過高壓三大件和低壓三大件兩條氣路來控制閃光對焊的推進和頂鍛過程冤狡， 既保證了工件推進的準確行程孙蒙，又滿足了頂鍛階段的高壓要求，為控制閃光對焊焊接循環(huán)提供了便利條件悲雳。整個過程操作方便挎峦，機械化程度高。
3.2 控制系統(tǒng)不同于以往的繼電器控制俊瞬，將PLC控制系統(tǒng)應用于閃光對焊的控制過程中危葵，線路簡單、使用與維護方便兑蹈、控制精度高蠢缚，既實現(xiàn)了焊接過程的機械化、自動化污祭，又保證了操作過程的靈活性和安全性锐校，在焊接工業(yè)領域具有廣泛的應用前景。
參考文獻
[1]趙熹華.壓力焊[M].北京:機械工業(yè)出版社慨蜒，1999 .
[2]宮淑貞,王冬青矮按，徐世許.可編程控制器原理及應用[M].北京:人民郵電出版社,2002.
關鍵詞:閃光對焊隘竭；PLC；機械機構讼渊；控制系統(tǒng)
引言
閃光對焊作為一種先進的焊接技術劲吐，具有無需添加焊接材料、生產率高针榜、成本低拣九、易于操作等優(yōu)點。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展途殖，焊接的零件截面越來越大含薄，遇到了一些技術問題瞒籍，如焊接加熱難、生產率低谓牢、產品合格率低等奇忆。為了解決閃光對焊中存在的這些問題，許多焊接工作者對閃光對焊工藝過程進行了一系列的研究两候，創(chuàng)建了高效率滞泣、低能耗的閃光對焊方法，如脈沖閃光對焊法媳阴、程序降低電壓閃光對焊法奋屠。控制閃光對焊工藝過程窃爷，使之在保證焊接質量的前提下盡可能提高生產率邑蒋，是我們一直以來追求的目標“蠢澹考慮到影響閃光對焊焊接質量的因素医吊，本文利用PLC系統(tǒng)來控制閃光對焊工藝過程，實現(xiàn)了對焊接質量控制的目的逮京，從而提高了閃光對焊的生產率卿堂。
1 機械機構及過程分析
1.1 閃光對焊的機械裝置及動作過程
如圖1所示為閃光對焊的機械裝置，其動作過程分析如下：
1.1.1 預調
閃光對焊焊接工藝前期準備工作懒棉，即機械機構的調整草描、焊接參數(shù)的選取等。閃光對焊的主要規(guī)范參數(shù)有：調伸長度策严、閃光速度穗慕、閃光電流密度、頂鍛速度妻导、頂鍛壓力逛绵、夾緊力等。
調試完成后央垢，將工件裝卡到工作臺上简揍。
1.1.2 夾緊與定位
按下啟動按鈕，電磁閥PQ1泞征、PQ2碑裤、PQ3線圈帶電，壓縮氣體經(jīng)過三大件流入夾緊氣缸1薄称、2上氣室攀叼，壓縮氣體推動活塞桿向下運動壓緊工件1硫搏、2丐忠，直到壓緊開關閉合為止。
同時從氣泵流出的氣體經(jīng)三大件進入定位氣缸3的上氣室,推動定位桿向上運動，為工件對準準確定位坦推。定位結束或腔，電圖1 閃光對焊的機械裝置磁閥PQ3線圈去電，定位桿彈回擅揖。
1.1.3 焊接
接通焊接開關蔚便，保持電磁閥PQ1、PQ2 和PQ4線圈帶電豌蟋，電磁閥PQ5線圈不帶電廊散，壓力氣體經(jīng)低壓三大件，進入推進氣缸4右氣室梧疲，推動活塞桿允睹、動夾具帶動工件2向工件1運動，直到工件1幌氮、2接觸缭受，達到預先設定的位置，推進開關閉合该互。工件1米者、2接觸的瞬間，即開始通電加熱宇智。當閃光加熱達到預定溫度時蔓搞，電磁閥PQ5線圈帶電，壓縮氣體經(jīng)過高壓三大件推動推進氣缸普筹、動夾具以很大的壓力進行快速頂鍛败明。隨即切斷焊接電流，并保持一段時間沉沾，使接頭冷卻讼狗、凝固。焊接時間到革辖，斷開焊接開關硝闸，焊接過程結束。
1.1.4 復位
電磁閥PQ4查袄、PQ5線圈去電硼挡，推進氣缸氣路換向，低壓氣體進入推進氣缸4左氣室推動推進氣缸帶動工作臺向右運動仓泣，推進氣缸4復位版绢。電磁閥PQ1、PQ2線圈去電苏涧，氣路換向玄冬，壓緊觸頭彈回第哲，氣缸1、2復位颜懊。此時财岔，一次閃光對焊焊接過程已完成，所有裝置原位等待河爹，準備進入下一焊接循環(huán)匠璧。
1.2 閃光對焊時序分析
由于執(zhí)行機構部件較多且各部件動作存在時序性，故先做出工藝時序圖咸这，便于時序分析夷恍。閃光對焊焊接過程可概括為：預調—定位—夾緊—推進—焊接—頂鍛—保持—復位等幾個階段。如圖2所示為閃光對焊工藝過程時序圖媳维。
2 PLC控制過程的實現(xiàn)
2.1 PLC型號的選擇
PLC裁厅，即可編程控制器是以自動控制技術、微計算機技術和通信技術為基礎發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置侨艾，目前已廣泛應用于機械执虹、冶金、化工唠梨、焊接等各個領域袋励。根據(jù)閃光對焊焊接工藝要求及價格等諸多因素，在此選用了歐姆龍公司生產的CPM1A系列的PLC当叭，該系列主機按I/O點數(shù)分為10點接碘、20點、30點和40點四種室午。實驗中選擇了30點的PLC主機班域，電源類型為DC24，晶體管輸出孔菱。該種機型設有18個輸入點（00000～00011巨啤，00100～00105），12個輸出點（01000～01007撕星，01100～01003）,其結構緊湊抖躺、功能性強，具有很高的性價比唧窄，適合于小規(guī)挠滦保控制。
2.2 PLC的I/O分配
根據(jù)閃光對焊工藝要求究惨，占用了PLC的17個輸入點（00003～00009树家，00100～ 00107， 及00000和00001兩個高速計數(shù)輸入端） 治拿，7個輸出點（01000～ 01006）摩泪，具體I/O分配如下表所示褂傀。
2.3 PLC與外圍電路的連接
用可編程控制器（PLC）代替時間繼電器，實際上是以“軟”繼電器（編程元件）代替“硬”繼電器（實際元件）加勤。為實現(xiàn)此要求，首先應對原控制系統(tǒng)中的控制要求和動作過程進行分析同波，在明確劃分控制過程各個狀態(tài)及其動作特點的基礎上鳄梅，設計PLC的外圍電路。
如圖3所示為根據(jù)PLCI/O分配表設計的PLC外圍電路圖未檩，可以準確方便地控制閃光對焊動作過程戴尸，實現(xiàn)自動控制的目的。
3 結束語
3.1 機械裝置通過高壓三大件和低壓三大件兩條氣路來控制閃光對焊的推進和頂鍛過程冤狡， 既保證了工件推進的準確行程孙蒙，又滿足了頂鍛階段的高壓要求，為控制閃光對焊焊接循環(huán)提供了便利條件悲雳。整個過程操作方便挎峦，機械化程度高。
3.2 控制系統(tǒng)不同于以往的繼電器控制俊瞬，將PLC控制系統(tǒng)應用于閃光對焊的控制過程中危葵，線路簡單、使用與維護方便兑蹈、控制精度高蠢缚，既實現(xiàn)了焊接過程的機械化、自動化污祭，又保證了操作過程的靈活性和安全性锐校，在焊接工業(yè)領域具有廣泛的應用前景。
參考文獻
[1]趙熹華.壓力焊[M].北京:機械工業(yè)出版社慨蜒，1999 .
[2]宮淑貞,王冬青矮按，徐世許.可編程控制器原理及應用[M].北京:人民郵電出版社,2002.
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