【正文】 作過程和控制原理???????????? ????? 21 第四節(jié) PLC的選型????????????????????? 23 第六章 PLC編程???????????????????????? 25 第一節(jié) 可編程控制器的編程語言?????????????? 25 一、梯形圖編程 ????????????????????? 25 二 、指令語句編程 ?????????????? ?????? 26 三 、三菱 FX1N 系列 PLC 的編程元件及編號(hào) ?????????? 27 第二節(jié) 焊機(jī)軟件設(shè)計(jì)??????????????????? 28 一、關(guān)于編程計(jì)算 ???????????????????? 28 二、梯形圖 ??????????????????????? 29 第 七 章 結(jié)束語 ????????????????????????? 31 第 八 章 致敬 ?????????????????????????? 32 第九 章 參考文獻(xiàn) ???????????????????????? 33 3 第一章 緒論 第一節(jié) 本課題的研究目的及意義 在現(xiàn)代制造業(yè)中，焊接技術(shù)起著十分重要的作用，無論是在鋼鐵、車輛、航空航天、石化設(shè)備、機(jī)床、橋梁等行業(yè)，還是在電機(jī)電器、微電子產(chǎn)品、家用電器等行業(yè)，焊接技術(shù)都是一種基本的、甚至是關(guān)鍵性或主導(dǎo)性的生產(chǎn)技術(shù)。 由于現(xiàn)有某些零件加工企業(yè)中的自動(dòng)焊接專機(jī)存在質(zhì)量與效率問題，這些企業(yè)有改進(jìn)意愿又缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)理論，所以對(duì) 其進(jìn)行研究改進(jìn)是非常有意義的。同時(shí)，在電弧高溫下 CO2 氣體發(fā)生分解： CO2 =CO+221OQ 分解產(chǎn)物的體積比分解前增加了一半，這有利于增強(qiáng)保護(hù)效果：另一方面，分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，對(duì)電弧產(chǎn)生強(qiáng)烈的冷卻作用，引起弧柱收縮，使電弧熱量集中，焊絲的熔化率高，母材的熔透度大，焊接速度快，能夠顯著的提高焊接效率。 6 第二節(jié) CO2 電弧焊接的優(yōu)點(diǎn) 由于采用 CO2 作為焊接保護(hù)氣體，該方法有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 生產(chǎn)效率高和節(jié)省能量。特別是焊接薄板時(shí) , CO2 焊接變形比其他焊接 方法時(shí)的變形小。在電弧焊接時(shí)，由于熔池表面沒有熔渣覆蓋， CO2 氣流又有較強(qiáng)的冷卻作用，因而熔池金屬凝固的較快，但其中氣體來不及逸出時(shí)，就容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。 CO2 焊接 薄板時(shí)，應(yīng)保證焊縫成形和不燒穿。這就保證了薄板材料在燃弧電流時(shí)加熱熔化，而在短路時(shí)熔 池凝固，得到較小的熔深，有利于薄板焊接。因此 焊接速度應(yīng)根據(jù)焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量選擇。同時(shí)，還妨礙觀察電弧，影響焊工操作。另外，由于焊接過程不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生缺陷。則焊縫的幾何形狀不良和影響焊接強(qiáng)度外，還極易產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷，所以必須填滿火口。 4）工件旋轉(zhuǎn)與壓緊機(jī)構(gòu)： 夾緊工件時(shí)旋轉(zhuǎn)工件，圓周焊接。 2）無級(jí)調(diào)速 : 調(diào)節(jié)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)速度，保證焊接工藝的要求。當(dāng) 接近 開關(guān)的指示燈都亮起時(shí)，發(fā)出信號(hào)，同時(shí) PLC 的定時(shí)器 T1開始計(jì)時(shí)，時(shí)間設(shè)定為 10s,等待時(shí)間到， KM3通電焊槍起弧，同時(shí) PLC 發(fā)送 47000 個(gè)脈沖給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ， 步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于氣壓傳動(dòng)工作壓力低，元件的材料性能和制造精度低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此價(jià)格 較低。 第二節(jié) 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 一、 步進(jìn)電機(jī)的選擇 在焊接過程中，要求工件旋轉(zhuǎn)，因?yàn)椴捎秒p焊槍焊接，且焊接收尾處要超出23cm，所以要控制工件旋轉(zhuǎn) 180+X 度（ X 的大小根據(jù)軸套具體的直徑而設(shè)定），步進(jìn)電機(jī)控制方便精度也高。您可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 ?能量分散系統(tǒng)設(shè)計(jì)，印刷線路板受。 ?帶有 LED 指示燈，可以顯示開關(guān)狀態(tài)。 20 可編程控制器是在繼電器邏輯控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用微處理器技術(shù)發(fā)展起來的既有邏輯控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、分支程序、子程序等順序控制功能，又能完成數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、操作顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的新型工業(yè)控制器。 工作過程就是用戶程序的執(zhí)行過程，由于采取了循環(huán)掃面的工作方式，所以在無跳轉(zhuǎn)的情況下都是從第一條指令開始順序到最后一條指令，結(jié)束后在進(jìn) 行下一次掃描。由此構(gòu)成 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 52所示。 圖 53 A/D 轉(zhuǎn)換過程圖 PLC 的控制原理為：將輸入信息采入 PLC 內(nèi)部；執(zhí)行邏輯功能；輸出到達(dá)控制要求。這就是要選擇具有所需功能的 PLC主機(jī)，還要根據(jù)需要選擇相應(yīng)的模塊，例如開關(guān)量的輸入輸出模塊、模擬量的輸入輸出模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、通信模塊和人機(jī)界面單元等。根據(jù)需求，選擇和靈活組合使用主機(jī)與 I/O模塊。它是用圖形符號(hào)、常開觸點(diǎn)、串聯(lián)、并聯(lián)、繼電器線圈等，每一個(gè)接點(diǎn)和線圈均對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)。其格式為： 操作碼 操作數(shù) （指令） （數(shù)據(jù)） 操作碼用助記符表示，它表示 CPU要完成的某種操作功能，又稱編程指令或編程命令?？梢杂眠@個(gè)標(biāo)志啟動(dòng)下一個(gè)執(zhí)行指令，在程序中有時(shí)會(huì)有多個(gè)執(zhí)行指令，一個(gè)指令需要在前一個(gè)指令執(zhí)行完成后再去執(zhí)行，那就可以用上一個(gè) 指令的完成標(biāo)志去啟動(dòng)下一個(gè)指令。 焊接速度應(yīng)等于工件旋轉(zhuǎn)的線速度，由這一條件可知： 工件轉(zhuǎn)速 n=V/ D? =~現(xiàn)在以直徑 D=40mm,焊接速度： V=7mm/s，單槍焊接總長(zhǎng)度 L1=，則焊接此條焊縫時(shí)工件旋轉(zhuǎn)的角度 w=360L1/ D? = 度。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們相互幫助，相互鼓勵(lì)，在遇到難題時(shí)我們就一起綜合討論，想方設(shè)法使整個(gè)設(shè)計(jì)更實(shí)用化，更優(yōu)化。我要對(duì)機(jī)電系的各位領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視表示衷心的感謝 。你們的關(guān)心和幫助，使我成長(zhǎng)為一名合格的大學(xué)畢業(yè)生，為以后走上工作崗位成為一名優(yōu)秀的工程技術(shù)人員奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于本人水平有限、設(shè)計(jì)時(shí)間不長(zhǎng)，設(shè)計(jì)中還有很多不足和錯(cuò)漏之處，希望能得到各位老師和同學(xué)的批評(píng)與指正，我會(huì)接受教訓(xùn)，不斷提高自己的設(shè)計(jì)能力。 脈沖頻率 H=N/t=5000Hz。 2） M8029 要是在指令正常完成后才會(huì)輸出，如果是指令在執(zhí)行過程中，指令前面的條件不成立，造成指令沒有完全執(zhí)行完就停止執(zhí)行，則這個(gè)標(biāo)志不會(huì)輸出。 不同廠家生產(chǎn)的可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)各不相同，但 基本思想和編程方法是類似的，語句表編程通常是根據(jù)梯形圖來進(jìn)行語句編程的。 26 二、 指令語句編程 語句表類 似于計(jì)算機(jī)匯編語言的形式，它是用指令的助記符來編程的，但比匯編語言更通俗易懂。模擬量輸塊 FX2N4AD ,有四個(gè)輸入通，道 ，其分辨率為 12 位，可選擇電流或電壓輸入選擇通過用戶接線來實(shí)現(xiàn)。所以要采用輸出為晶體管輸出型。它主要有繼電器邏輯（與、或、非運(yùn)算）、定時(shí)器、位移寄存器、觸 發(fā)器等，均為“軟”器件，并提供這些邏輯部件的符號(hào)和語句的編程語言。模擬量輸入接口的作用是把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù) 變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)化成適合 PLC 內(nèi)部處理的由若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)，經(jīng) PLC 進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算后，將數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量輸出，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行過程中主要由三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出處理。 因此，本系統(tǒng)的控制微機(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。 ?不受周圍金屬的影響。 ?采用高級(jí)環(huán)氧線 路板，強(qiáng)度、耐濕性高。 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)器的接線示意圖如圖 43所示，具體的實(shí)際接線將在電路圖做具體描繪。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。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。步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，回到原點(diǎn)。 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。 6）門裝置： 焊接時(shí)防止吹風(fēng)影響焊接效果及焊接的安全性。還需要收弧。補(bǔ)償起弧那段時(shí)間的焊接缺陷。 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)距離過大，則氣體保護(hù)效果惡化。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?？紤]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。為保證小電流的焊接穩(wěn)定，往往采用細(xì)焊絲。 在我國(guó)普遍采用 H08Mn2SiA 焊絲來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。 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。生產(chǎn)率可比焊條電弧高 13倍。