【正文】 制微機(jī)選用可編程控制器， 下面的幾節(jié)內(nèi)容將對(duì) PLC的控制原理和編程做簡(jiǎn)單的介紹。工業(yè) PC控制機(jī)成本較高，適用于需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理、可靠性 要求高的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)。 ?不受周?chē)饘俚挠绊?。所以此?lèi)型的接近開(kāi)關(guān)是 最佳選擇。 ?采用高級(jí)環(huán)氧線(xiàn) 路板，強(qiáng)度、耐濕性高。本產(chǎn)品適用于工業(yè)、商業(yè)、高層建筑和民用 住宅等各種場(chǎng)所，產(chǎn)品符合 GB68299 IEC8989 IEC755 標(biāo)準(zhǔn)。 16 圖 42 二、 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇 根據(jù)選用的步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)給出相應(yīng)的適配驅(qū)動(dòng)器，如圖 22所示選擇 HBQ30722A，該驅(qū)動(dòng)器的接線(xiàn)示意圖如圖 43所示，具體的實(shí)際接線(xiàn)將在電路圖做具體描繪。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、 功率 驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。下圖 41所示的氣動(dòng)原理圖就可以實(shí)現(xiàn)該功能。氣動(dòng)元件可以根據(jù)不同場(chǎng)合，選用相應(yīng)材料，使元件能夠在惡劣的環(huán)境下（易燃、易爆、強(qiáng)磁、粉塵、強(qiáng)震動(dòng)、強(qiáng)腐蝕等）進(jìn)行正常工作。這里采用氣壓傳動(dòng)，而不采用液壓傳動(dòng)，因?yàn)楹鸵簤簜鲃?dòng)相比氣壓傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 氣壓傳動(dòng)的工作介子為空氣，空氣可以從大氣中取之不盡，將用過(guò)后的氣體排入大氣，排氣方便，不會(huì)污染空氣； 2） 宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)和控制。步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，回到原點(diǎn)。按下按鈕 SB5，單控二位三通電磁換向閥 YA1 得電，氣動(dòng)回路主閥開(kāi)關(guān)接通，氣動(dòng)回路通氣，等待各氣缸復(fù)位（復(fù)位沒(méi)有嚴(yán) 格要求，只要便于安裝工件即可）放好工件。 11 4）可視化操作： 能方便的對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控。 2） 通過(guò)行程開(kāi)關(guān)和 PLC控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器及焊槍?zhuān)瑢?shí)現(xiàn)工件的焊接過(guò)程。 6）門(mén)裝置： 焊接時(shí)防止吹風(fēng)影響焊接效果及焊接的安全性。 2）氣源裝置： 為入槍氣缸和壓緊氣缸提供氣源。還需要收弧。所以在 A 點(diǎn)爆斷是引弧成功的必要條件。補(bǔ)償起弧那段時(shí)間的焊接缺陷。起弧之前應(yīng)該在焊絲端頭與工件表面之間保持一定距離的情況小按焊槍按鈕。 由工件厚度： 13mm 查《焊接工藝手冊(cè)》焊絲直徑： 焊接電流： 120 135A 焊速： 2030m/h 電弧電壓： 1923V 氣體流量： 612L/min 選擇焊機(jī)： E200 氣體保護(hù)焊機(jī) 輸入電壓： 380V 空載電壓： 1731V 工作電壓： 1624V 額定電流 ： 130A 工作電流： 30200A 焊絲直徑： 送絲速度：：推絲 第四節(jié) CO2 焊接的起弧和收弧 在自動(dòng)焊時(shí)，噴嘴 —— 母體之間的距離不好控制，這個(gè)距離過(guò)大，則氣體保護(hù)效果惡化。同時(shí)，焊絲伸出長(zhǎng)度較大時(shí)，噴嘴母材之間的距離較大，因此氣體保護(hù)效果差，甚至可能產(chǎn)生氣孔。通常細(xì)絲焊接時(shí)氣流量為 515 L/min，粗絲焊接時(shí)為 2025 L/min。同時(shí)焊縫的冷卻速度也會(huì)相應(yīng)提高，因而降低了焊縫金屬的塑性的韌性，并會(huì)使焊縫中間出現(xiàn)一條棱，造成成形不良。考慮到焊接效率和焊接電纜的長(zhǎng)度等因素，實(shí)際的焊接電流范圍均比表 21 所示的要大一些。短路 —— 燃弧過(guò)程交替變換，燃弧階段電弧熱直接加熱焊絲與母材，而短路階段只在焊絲伸出部分因?qū)щ姸a(chǎn)生電阻熱。為保證小電流的焊接穩(wěn)定，往往采用細(xì)焊絲。而且操作上容易掌握，對(duì)焊工技術(shù)水平要求不高。 在我國(guó)普遍采用 H08Mn2SiA 焊絲來(lái)焊接低碳鋼和低合金鋼，此焊絲含碳量低，而且有足夠的 Mn 和 Si,出去脫氧作用外，剩余部分留在焊縫中，提高了焊縫的力學(xué)性能 7 和抗裂性 能。 8) 操作簡(jiǎn)單，容易掌握。 5） 由于保護(hù)氣體的氧化性，焊縫中含氫量少，提高了焊接低合金高強(qiáng)度鋼抗裂紋的能力。 3） 焊接變形小。生產(chǎn)率可比焊條電弧高 13倍。 （ 3）粗絲（焊絲直徑為 ） 常采用大電流和較低電壓進(jìn)行焊接。 （ 1）細(xì)絲（焊絲直徑為 ）一般以小電流、低電弧電壓的短路過(guò)渡進(jìn)行焊接。焊接材料主要由焊絲和 CO2 氣體組成。這也是本課題的主要研究方向?？偹苤?，焊接工種是有害工種，長(zhǎng)期從事焊接工作對(duì)工人健康不利，而使用自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)能大大降低焊接工作對(duì)工人的影響，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 特別是在08 年金融危機(jī)以后，隨著我國(guó)勞動(dòng)成本的增加，以及對(duì)工人的身體健康的重視和對(duì)提高生產(chǎn)效率的要求，所以，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，越來(lái)越多的焊接生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)始采用自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)。 近二十年來(lái)，隨著數(shù)字化、自動(dòng)化、計(jì)數(shù)機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求的提高，焊接質(zhì)量、美觀度等得到了更大的重視。 以自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)為代表的自動(dòng)控 制焊接是一種高效焊接方法，由于整個(gè)焊接過(guò)程由焊接專(zhuān)機(jī)自動(dòng)完成，工人只需裝卸焊件（一些自動(dòng)化高的自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)還有自動(dòng)裝卸功能），避免了人工焊接存在的焊接質(zhì)量良莠不齊，焊接效率相對(duì)低下的問(wèn)題。現(xiàn)有的部分自動(dòng)焊接專(zhuān)業(yè)采用的電氣控制方式與機(jī)械結(jié)構(gòu)還有很大的改進(jìn)空間，例如采用 PLC（可編程控制器）等更加高級(jí)的電氣控制方式，采用步進(jìn)電機(jī)、脈沖編碼器等能實(shí)現(xiàn)高精度控制的部件應(yīng)該能大大提高焊接的質(zhì)量與效率。與其他的氣體保護(hù)電弧焊一樣，焊接設(shè)備主要由焊槍、送絲機(jī) 構(gòu)和平特性直流代能源組成。 CO2 保護(hù)電弧時(shí)，根 據(jù)焊絲直徑和焊接參數(shù)的不同，溶滴過(guò)渡形式也不同。這是一種自由過(guò)渡形式。由于該焊接電流密度較大，通常為 100300A/mm2 ,因此，電弧能量集中，焊絲的熔化效率高，母材的熔透深度大，焊接速度快，電弧能量集中，焊絲的熔化效率較高，母材的熔透深度大，焊接速度快，同時(shí)，焊接后不需要清渣，是一種高效節(jié)能的焊接方法。 CO2 電弧焊接的成本只有焊條電弧焊的 40%50%。 4） 對(duì)油和銹的敏感性很低。尤其是在半自動(dòng)焊時(shí)可以較容易地實(shí)現(xiàn)短焊縫和曲線(xiàn)焊縫工作。 可能產(chǎn)生的氣孔主要有 3 種：一氧化碳?xì)饪?、氫氣孔、氮?dú)饪?。焊接? 板時(shí)，生產(chǎn)效率高、變形小。顯然應(yīng)減少焊接電流。直到行程穩(wěn)定的短路過(guò)渡。表 21 是 3 種不同直徑焊絲的短路過(guò)度焊接參數(shù)，此時(shí)的飛濺最小，焊接過(guò)程穩(wěn)定。當(dāng)焊接速度過(guò)快時(shí)，會(huì)使氣體保護(hù)的作用受到破壞，易使焊縫產(chǎn)生氣孔。 氣體流量大小取決于接頭型式板厚、焊接規(guī)范及作業(yè)條件等因素。焊接過(guò)程中，盡 8 量保持在 1020 ㎜范圍內(nèi)，伸出長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，容易發(fā)生過(guò)熱而成段熔斷，飛濺較大、焊縫成形惡化，焊接過(guò)程不穩(wěn)定，難以操作。當(dāng)伸出長(zhǎng)度過(guò)小時(shí)，容易使導(dǎo)電管過(guò)熱而夾住焊絲，甚至燒毀導(dǎo)電嘴，使焊接過(guò)程不能正常進(jìn)行。在這種情況下起弧，往往造成很大的飛濺，并可使導(dǎo)電嘴堵塞，結(jié)果使焊絲和導(dǎo)電 嘴粘在一起，還可能出現(xiàn)返燒，甚至燒毀導(dǎo)電嘴。為防止這種缺陷的影響，要求在工件旋轉(zhuǎn) 180 度后，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一定角度，多焊接 25mm。如果在 B 點(diǎn) 爆斷，由于 AB 的距離超過(guò)電弧可能保持的最大 弧長(zhǎng)，則電弧立即熄滅，引弧失敗。另外，還要避免焊絲與工件粘合或者焊絲與導(dǎo)電嘴粘合等。 第三 章 旋壓輪焊接機(jī)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 自動(dòng)焊機(jī)主要的組成部分 1）焊接裝置： 焊接設(shè)備的主要組成部分。 5）電氣控制柜： 對(duì)設(shè)備狀態(tài)操作和監(jiān)控。 控制要求： 1） 利用開(kāi)關(guān)信號(hào)和 PLC控制電磁換向閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸的順序控制，從而實(shí)現(xiàn)工件的定位夾緊。 3） 自動(dòng)焊接工作方 式： 自動(dòng)焊接時(shí)，工作流程如圖紙所示。 第四節(jié) 自動(dòng)焊機(jī)的控制流程 控制過(guò)程：按下啟動(dòng)按鈕 SB2,氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)，氣瓶充氣， 待 壓力穩(wěn)定到 后，按下 SB4,二氧化碳焊機(jī)接通電源，指示燈亮（調(diào)節(jié)焊機(jī)的送絲速度和電流的大?。?。 PLC定時(shí)器 T201 計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)到 時(shí) ,KM3 斷電，流過(guò)焊絲的電流轉(zhuǎn)化為正常的焊接電流 ， PLC 內(nèi) 特殊功能繼電器 M8029 在脈沖發(fā)送結(jié)束后 ， KM3 通電，焊槍收弧，同時(shí)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，時(shí)間設(shè)定為 ，時(shí)間到， KM3 斷電，停止焊接，等待 15S 后， YA YA4失電，定位缸復(fù)位，焊槍伸出缸復(fù)位。 第一節(jié) 氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì) 工件在焊接時(shí)，需要采用夾緊裝置夾緊才能焊接，同時(shí)入槍也需要上下伸縮。同時(shí)維護(hù)簡(jiǎn)單，使用安全； 4） 傳動(dòng)與控制響應(yīng)快； 5） 適應(yīng)工作環(huán)境能力強(qiáng)。該焊機(jī)工作時(shí)需要有兩個(gè)焊槍的分別進(jìn)給，和工件的壓緊，考慮到減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率，采用 PLC 控制電磁換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，控制精度高。 15 步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作 ，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。 參照其他專(zhuān)用機(jī)器的傳動(dòng) 選用三相混合式 FHB31115 型步進(jìn)電機(jī)比較合適具體參數(shù)如下圖 42，采用三相 三 拍的工作方式： 。 本產(chǎn)品體積小 、重量輕、部件通用性強(qiáng)，外型美觀，導(dǎo)軌 安裝，使用方便。 外部壓力降低到極限。對(duì)普通接近開(kāi)關(guān)的干 擾很大，會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。 ?耐熱，焊接屏蔽，耐腐蝕 。單片機(jī)及個(gè)人計(jì)算機(jī)作為控制器都不宜用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，其抗干擾能力差，環(huán)境的適應(yīng)性也較差，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)要預(yù)先采用很多抗干擾措施?？删幊炭刂破黧w積小、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠，可以直接裝入強(qiáng)電動(dòng)力箱內(nèi)使用，并且功能齊全，運(yùn)算能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單直觀，目前在工業(yè)控制過(guò)程中正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)、模擬控 制系統(tǒng)以及用小型機(jī)實(shí)現(xiàn)的