【正文】 第四節(jié) 開關(guān)電源?????????????????????? 17 第五節(jié) 接近開關(guān)?????????????????????? 18 第六節(jié) 壓力開關(guān)?????????????????????? 18 第七節(jié) 熱繼電器???????????????????? ?? 19 第八節(jié) 電流傳感器????????????????????? 19 第五章 PLC控制設(shè)計(jì)??????????????????????? 19 第一節(jié) 選用可編程控制器的優(yōu)點(diǎn)??????????????? 20 2 第二節(jié) PLC的整體結(jié)構(gòu)和工作原理??????????????? 20 第三節(jié) 工作過程和控制原理???????????? ????? 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)。 近二十年來，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。 自動(dòng)焊接專機(jī) （ Automatic welding Special equipment）是為特定的工件和一定形狀的焊接接頭而專門設(shè)計(jì)的焊接自動(dòng)化設(shè)備。 以自動(dòng)焊接專機(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)焊接過程由焊接專機(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)低下的問題?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，自動(dòng)焊接專機(jī)獲得較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有的部分自動(dòng)焊接專業(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。 4 第二節(jié) 本課題研究的基本內(nèi)容 本系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容： 1) 設(shè)計(jì)電氣硬件圖；元器件布置圖，接線圖；控制流程圖； 2) PLC 梯形圖，軟件設(shè)計(jì)； 3）設(shè)計(jì)氣壓傳動(dòng)回路及控制流程； 4）選擇合適的電氣元件； 第二章 CO2 保護(hù)焊接技術(shù) 第一節(jié) CO2 焊接的基本原理 CO2 電弧 焊接是利用 CO2 作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊。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。 5 圖 21 CO2 氣體保護(hù)電弧焊原理示意圖 1直流 焊 機(jī) 2送絲機(jī)構(gòu) 3焊槍 4焊絲盤 5 CO2 氣瓶 6工件 當(dāng)焊絲與工件短路引燃電弧后，電弧幾周圍區(qū)域得到 CO2 氣體保護(hù)，避免了熔滴和熔池金屬被空氣氧化和氮化。 CO2 保護(hù)電弧時(shí)，根 據(jù)焊絲直徑和焊接參數(shù)的不同，溶滴過渡形式也不同。這時(shí)焊絲端部的溶滴以熔池短路接觸的形式向熔池過渡。這是一種自由過渡形式。這時(shí)電弧基本上潛入熔池凹坑內(nèi)，溶滴呈射滴過渡，甚至射流過渡。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。 2） 焊接成本 低。 CO2 電弧焊接的成本只有焊條電弧焊的 40%50%。由于電弧熱量集中，熱輸入低和 CO2 氣體具有較強(qiáng)的冷卻作用，使焊接工件受熱面積小，變形小。 4） 對(duì)油和銹的敏感性很低。 6） 當(dāng) CO2 電弧焊采用短路過渡形式時(shí)，可用于立焊、仰焊和全位置焊接。尤其是在半自動(dòng)焊時(shí)可以較容易地實(shí)現(xiàn)短焊縫和曲線焊縫工作。 第三節(jié) CO2 焊接參數(shù)的選擇 CO2 電弧焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。 可能產(chǎn)生的氣孔主要有 3 種：一氧化碳?xì)饪?、氫氣孔、氮?dú)饪住? 工件壁厚小于 3mm，屬于薄壁板，焊絲直徑 ? ，一般以短路過渡進(jìn)行焊接。焊接薄 板時(shí)，生產(chǎn)效率高、變形小。此外由于焊接參數(shù)小，焊接過程光輻射、熱輻射和煙塵輻射等都比較小。顯然應(yīng)減少焊接電流。在這種情況下，如果選用較高的電弧電壓，必然獲得大滴過渡，由于焊絲端頭的大溶滴不斷搖擺和電弧斑點(diǎn)的跳動(dòng)，而使得電弧不穩(wěn)定和引起焊縫成形不良。直到行程穩(wěn)定的短路過渡?？梢?，在短路焊接過渡焊時(shí)，對(duì)母材及焊絲的加熱過程都有周期性的特點(diǎn)。表 21 是 3 種不同直徑焊絲的短路過度焊接參數(shù)，此時(shí)的飛濺最小，焊接過程穩(wěn)定。 表 21 不同直徑焊絲典型的短路過渡焊接參數(shù) 焊絲直徑 /mm 電弧電壓 /V 18 19 20 焊接電流 /A 100 110 120 135 140 180 焊接速度對(duì)焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量都有重要影響。當(dāng)焊接速度過快時(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。當(dāng)焊接速度過慢時(shí)，熔池變大，焊縫變寬，易因過熱造成焊縫金屬組織粗大或燒穿。 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。 焊絲伸長(zhǎng)度。焊接過程中，盡 8 量保持在 1020 ㎜范圍內(nèi)，伸出長(zhǎng)度過大時(shí)，容易發(fā)生過熱而成段熔斷，飛濺較大、焊縫成形惡化，焊接過程不穩(wěn)定，難以操作。相反，焊絲伸出長(zhǎng)度減小時(shí)，焊接電流增加，弧長(zhǎng) 略變短，熔深變大，焊接飛濺金屬大量粘附到噴嘴內(nèi)壁。當(dāng)伸出長(zhǎng)度過小時(shí)，容易使導(dǎo)電管過熱而夾住焊絲，甚至燒毀導(dǎo)電嘴，使焊接過程不能正常進(jìn)行。當(dāng)焊絲以一定速度沖向母材時(shí)，往往把焊槍頂起，結(jié)果使焊槍遠(yuǎn)離母材，從而破壞了正常保護(hù)。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。 起弧處由于工件的溫度較低，所以，熔深較淺。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。 二氧化碳焊接引弧的狀態(tài)如圖 22 所示。如果在 B 點(diǎn) 爆斷，由于 AB 的距離超過電弧可能保持的最大 弧長(zhǎng)，則電弧立即熄滅，引弧失敗。 9 圖 22 接觸引弧時(shí)的狀態(tài) 當(dāng)焊接電流較大時(shí)，在焊道結(jié)束的部位總要產(chǎn)生凹坑，稱為火口。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。一般都以短路過渡形式填充火口。 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。 10 3）焊槍伸出機(jī)構(gòu)： 帶動(dòng)焊槍對(duì)工件焊接。 5）電氣控制柜： 對(duì)設(shè)備狀態(tài)操作和監(jiān)控。 7）設(shè)備支架： 各種配件的載體。 控制要求： 1） 利用開關(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。 第三節(jié) 電氣控制方式的要求 根據(jù)客戶所需，該焊接設(shè)備電氣系統(tǒng)主要有以下 5 點(diǎn)要求： 1）氣壓傳動(dòng)方式： 工件的夾緊和焊槍的進(jìn)給都采用氣壓傳動(dòng)。 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。 5） 運(yùn) 行 穩(wěn)定可靠 ： 故障率低，維修方便。 第四節(jié) 自動(dòng)焊機(jī)的控制流程 控制過程：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?。?。按下按鈕 SB6， 單控二位五通電磁換向閥 YA2 得電，定位缸伸出， 接近 開關(guān) SQ1接通 ，電磁換向閥 YA3 得