摘 要:本文對(duì)閃光對(duì)焊的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行了過程分析,，并根據(jù)閃光對(duì)焊的工藝過程設(shè)計(jì)了PLC控制時(shí)序,。采用PLC控制，在硬件的基礎(chǔ)上,，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(yùn)行的穩(wěn)定性及焊接質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:閃光對(duì)焊,；PLC,；機(jī)械機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)
引言
閃光對(duì)焊作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù),，具有無需添加焊接材料,、生產(chǎn)率高、成本低,、易于操作等優(yōu)點(diǎn),。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接的零件截面越來越大,，遇到了一些技術(shù)問題,，如焊接加熱難、生產(chǎn)率低,、產(chǎn)品合格率低等,。為了解決閃光對(duì)焊中存在的這些問題，許多焊接工作者對(duì)閃光對(duì)焊工藝過程進(jìn)行了一系列的研究，創(chuàng)建了高效率,、低能耗的閃光對(duì)焊方法,，如脈沖閃光對(duì)焊法、程序降低電壓閃光對(duì)焊法,?？刂崎W光對(duì)焊工藝過程，使之在保證焊接質(zhì)量的前提下盡可能提高生產(chǎn)率,，是我們一直以來追求的目標(biāo),。考慮到影響閃光對(duì)焊焊接質(zhì)量的因素,，本文利用PLC系統(tǒng)來控制閃光對(duì)焊工藝過程,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接質(zhì)量控制的目的，從而提高了閃光對(duì)焊的生產(chǎn)率,。
1 機(jī)械機(jī)構(gòu)及過程分析
1.1 閃光對(duì)焊的機(jī)械裝置及動(dòng)作過程


如圖1所示為閃光對(duì)焊的機(jī)械裝置,，其動(dòng)作過程分析如下：
1.1.1 預(yù)調(diào)
閃光對(duì)焊焊接工藝前期準(zhǔn)備工作，即機(jī)械機(jī)構(gòu)的調(diào)整,、焊接參數(shù)的選取等,。閃光對(duì)焊的主要規(guī)范參數(shù)有：調(diào)伸長度、閃光速度,、閃光電流密度,、頂鍛速度、頂鍛壓力,、夾緊力等,。
調(diào)試完成后，將工件裝卡到工作臺(tái)上,。
1.1.2 夾緊與定位
按下啟動(dòng)按鈕,，電磁閥PQ1、PQ2,、PQ3線圈帶電,，壓縮氣體經(jīng)過三大件流入夾緊氣缸1、2上氣室,，壓縮氣體推動(dòng)活塞桿向下運(yùn)動(dòng)壓緊工件1、2,，直到壓緊開關(guān)閉合為止,。
同時(shí)從氣泵流出的氣體經(jīng)三大件進(jìn)入定位氣缸3的上氣室,推動(dòng)定位桿向上運(yùn)動(dòng)，為工件對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)確定位,。定位結(jié)束,，電圖1 閃光對(duì)焊的機(jī)械裝置磁閥PQ3線圈去電，定位桿彈回,。
1.1.3 焊接
接通焊接開關(guān),，保持電磁閥PQ1,、PQ2 和PQ4線圈帶電，電磁閥PQ5線圈不帶電,，壓力氣體經(jīng)低壓三大件,，進(jìn)入推進(jìn)氣缸4右氣室，推動(dòng)活塞桿,、動(dòng)夾具帶動(dòng)工件2向工件1運(yùn)動(dòng),，直到工件1、2接觸,，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的位置,，推進(jìn)開關(guān)閉合。工件1,、2接觸的瞬間,，即開始通電加熱。當(dāng)閃光加熱達(dá)到預(yù)定溫度時(shí),，電磁閥PQ5線圈帶電,，壓縮氣體經(jīng)過高壓三大件推動(dòng)推進(jìn)氣缸、動(dòng)夾具以很大的壓力進(jìn)行快速頂鍛,。隨即切斷焊接電流,，并保持一段時(shí)間，使接頭冷卻,、凝固,。焊接時(shí)間到，斷開焊接開關(guān),，焊接過程結(jié)束,。
1.1.4 復(fù)位
電磁閥PQ4、PQ5線圈去電,，推進(jìn)氣缸氣路換向,，低壓氣體進(jìn)入推進(jìn)氣缸4左氣室推動(dòng)推進(jìn)氣缸帶動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，推進(jìn)氣缸4復(fù)位,。電磁閥PQ1,、PQ2線圈去電，氣路換向,，壓緊觸頭彈回,，氣缸1、2復(fù)位,。此時(shí),，一次閃光對(duì)焊焊接過程已完成，所有裝置原位等待，準(zhǔn)備進(jìn)入下一焊接循環(huán),。
1.2 閃光對(duì)焊時(shí)序分析
由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件較多且各部件動(dòng)作存在時(shí)序性,，故先做出工藝時(shí)序圖，便于時(shí)序分析,。閃光對(duì)焊焊接過程可概括為：預(yù)調(diào)—定位—夾緊—推進(jìn)—焊接—頂鍛—保持—復(fù)位等幾個(gè)階段,。如圖2所示為閃光對(duì)焊工藝過程時(shí)序圖。


2 PLC控制過程的實(shí)現(xiàn)
2.1 PLC型號(hào)的選擇
PLC,，即可編程控制器是以自動(dòng)控制技術(shù),、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械,、冶金,、化工、焊接等各個(gè)領(lǐng)域,。根據(jù)閃光對(duì)焊焊接工藝要求及價(jià)格等諸多因素,，在此選用了歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A系列的PLC，該系列主機(jī)按I/O點(diǎn)數(shù)分為10點(diǎn),、20點(diǎn),、30點(diǎn)和40點(diǎn)四種。實(shí)驗(yàn)中選擇了30點(diǎn)的PLC主機(jī),，電源類型為DC24,，晶體管輸出。該種機(jī)型設(shè)有18個(gè)輸入點(diǎn)（00000～00011,，00100～00105）,，12個(gè)輸出點(diǎn)（01000～01007，01100～01003）,其結(jié)構(gòu)緊湊,、功能性強(qiáng),，具有很高的性價(jià)比，適合于小規(guī)?？刂?。
2.2 PLC的I/O分配
根據(jù)閃光對(duì)焊工藝要求，占用了PLC的17個(gè)輸入點(diǎn)（00003～00009,，00100～ 00107,， 及00000和00001兩個(gè)高速計(jì)數(shù)輸入端） ，7個(gè)輸出點(diǎn)（01000～ 01006）,，具體I/O分配如下表所示,。


2.3 PLC與外圍電路的連接
用可編程控制器（PLC）代替時(shí)間繼電器，實(shí)際上是以“軟”繼電器（編程元件）代替“硬”繼電器（實(shí)際元件）,。為實(shí)現(xiàn)此要求，首先應(yīng)對(duì)原控制系統(tǒng)中的控制要求和動(dòng)作過程進(jìn)行分析，在明確劃分控制過程各個(gè)狀態(tài)及其動(dòng)作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,，設(shè)計(jì)PLC的外圍電路,。
如圖3所示為根據(jù)PLCI/O分配表設(shè)計(jì)的PLC外圍電路圖，可以準(zhǔn)確方便地控制閃光對(duì)焊動(dòng)作過程,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的,。


3 結(jié)束語
3.1 機(jī)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(duì)焊的推進(jìn)和頂鍛過程， 既保證了工件推進(jìn)的準(zhǔn)確行程,，又滿足了頂鍛階段的高壓要求,，為控制閃光對(duì)焊焊接循環(huán)提供了便利條件。整個(gè)過程操作方便,，機(jī)械化程度高,。
3.2 控制系統(tǒng)不同于以往的繼電器控制，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于閃光對(duì)焊的控制過程中,，線路簡(jiǎn)單,、使用與維護(hù)方便、控制精度高,，既實(shí)現(xiàn)了焊接過程的機(jī)械化,、自動(dòng)化，又保證了操作過程的靈活性和安全性,，在焊接工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,。
參考文獻(xiàn)
[1]趙熹華.壓力焊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999 .
[2]宮淑貞,王冬青,，徐世許.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2002.