可編程控制器（PLC）作為一種新型的控制元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、組合靈活、功能較完備等特點(diǎn)。由于其通用性好、編程簡單且抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于工業(yè)控制，因而在自動(dòng)化焊接設(shè)備控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用，使用PLC可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高焊接效率。步進(jìn)電機(jī)是自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的控制電動(dòng)機(jī)，是一種能將數(shù)字輸入脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件，它控制簡單，能實(shí)現(xiàn)高精度、無累計(jì)誤差的轉(zhuǎn)動(dòng)，適合于焊接應(yīng)用。在此，通過梯形圖編程，利用PLC控制系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對火車車鉤的自動(dòng)堆焊修復(fù)。
1系統(tǒng)原理12根據(jù)車鉤表面堆焊的工藝要求，系統(tǒng)由機(jī)械部分和電氣部分配合控制，以河南科技大學(xué)和河南省電焊機(jī)廠設(shè)計(jì)的三維通用自動(dòng)焊機(jī)床為基礎(chǔ)，采用了如所示的控制系統(tǒng)工作原理。人工設(shè)定的各種控制信號(hào)通過控制面板發(fā)出，車鉤由卡具與壓緊裝置定位在工作臺(tái)上，可以在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)下在垂直方向移動(dòng)，便于焊前安裝和焊后拆除。以PLC和氣保焊機(jī)為主控單元，以2臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行單元，在！-"平面通過滾珠絲杠帶動(dòng)滑臺(tái)和焊***移動(dòng)。通過PLC程序編制，控制信號(hào)經(jīng)PLC產(chǎn)生使能信號(hào)（ENA）、脈沖信號(hào)（PULS）和方向信號(hào)（DIR）來控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器M，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)焊槍移動(dòng)，并自動(dòng)開起焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)車鉤的自動(dòng)堆焊。
整個(gè)系統(tǒng)為典型的開關(guān)量時(shí)序控制系統(tǒng)，綜合考慮控制功能和I/O點(diǎn)數(shù)，選用DYP20EX00T主機(jī)和DYP32XP00R擴(kuò)展機(jī)作為控制核心。主機(jī)基本性能有：晶體管輸出，輸入12點(diǎn)，輸出8點(diǎn)，輔助繼電器控制系統(tǒng)工作原理圖一般用M0~M511，程序容量為內(nèi)置1 100定時(shí)器64點(diǎn)，計(jì)數(shù)器112點(diǎn)；廣展機(jī)有開關(guān)量輸入和輸出點(diǎn)各16個(gè)。根據(jù)堆焊要求，綜合考慮步進(jìn)電機(jī)的性能，選用6FC5548-0AB12型5相步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.36.，驅(qū)動(dòng)扭矩為12Nm，并選用STEPDRIVEC型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
焊機(jī)為X」""型10/氣體保護(hù)焊機(jī)。
系統(tǒng)不僅能夠完成自動(dòng)焊接，也可以進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。按照焊接工藝過程及其控制要求，系統(tǒng)的1/0分配表如表1所示。
表1I/O分配表信號(hào)定義自動(dòng)/手動(dòng)！向脈沖！軸起動(dòng)"向脈沖！軸方向！向使能"軸起動(dòng)！向方向"軸方向"向使能焊機(jī)起動(dòng)"向方向急停開關(guān)焊接開關(guān)待加工的車鉤如所示。堆焊修復(fù)時(shí)易采用平焊方式，焊槍固定在！-"工作臺(tái)上，車鉤固定在向工作臺(tái)上；堆焊時(shí)，焊槍在！向、向步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下在！-"平面做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，車鉤可在向直流電機(jī)帶動(dòng)下做升降運(yùn)動(dòng)。3 2程序設(shè)計(jì)根據(jù)自動(dòng)堆焊的加工特點(diǎn)和工藝要求，工作有時(shí)需要手動(dòng)調(diào)整，所以設(shè)置手動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)加工兩種控制方式，并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中設(shè)置了急停開關(guān)、行程保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)等環(huán)節(jié)，確保工作的安全性。
手動(dòng)調(diào)整即通過人工操作控制面板完成焊槍的移動(dòng)、車鉤的升降和焊接的起停，其工作效率低，工作強(qiáng)度大，可用于特殊情況如某一偏磨段A的加工過程和設(shè)備檢修；自動(dòng)加工方式通過步進(jìn)指令控制！-"工作臺(tái)的進(jìn)給，利用計(jì)時(shí)器控制驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)各步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)換。它能夠自動(dòng)完成焊機(jī)起弧、！向前進(jìn)和后退、向前進(jìn)、熄弧和復(fù)位等工作過程，工作效率高，一般用于正常的加工過程。
PLC的主程序流程圖如所示。車鉤安裝到位后，起動(dòng)自動(dòng)加工程序，焊機(jī)起動(dòng)，焊槍在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下按指定焊道在！-"面移動(dòng)，焊槍沿車鉤！方向從一端焊到另一端后，自動(dòng)沿"方向移位并且！方向反向，焊接不間斷，焊槍回到一端后再次重復(fù)自動(dòng)移位、反向，直至堆焊結(jié)束。其中PLC部分梯形圖程序如所示。
主程序流程堆焊試驗(yàn)為了檢驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并獲得理想的堆焊效果，應(yīng)用以上程序?qū)囥^進(jìn)行了大量工藝試驗(yàn)。按照成型接近原型尺寸且效率Page條講解制造與質(zhì)量控制詳細(xì)要求的全部內(nèi)容，熟悉操作規(guī)范，掌握操作程序。
整改調(diào)試現(xiàn)有的設(shè)備加工能力和精度，使其滿足加工質(zhì)量要求。
熟悉日方提供的吸收床套料圖，掌握下料方法并控制好尺寸要求，保護(hù)好原材料標(biāo)識(shí)，不混料。
正確合理安排制造工藝流程，提高制造水平，嚴(yán)格質(zhì)量管理。
在焊縫的質(zhì)量控制方面。焊接工藝：縱縫采用雙面埋弧自動(dòng)焊；環(huán)縫采用內(nèi)環(huán)縫焊條電弧焊；外環(huán)縫埋弧自動(dòng)焊；其余均為焊條電弧焊。由于日方規(guī)定：縱、環(huán)縫返工不準(zhǔn)超過一次，而且焊縫表面只允許有少量修磨痕跡，盡可能保持焊縫原形。為了滿足這一規(guī)定，成立了埋弧自動(dòng)焊和焊條電弧焊焊接攻關(guān)小組進(jìn)行摸擬焊接試驗(yàn)，探索焊接規(guī)范及方法，以滿足焊接質(zhì)量、焊接外觀成形要求。
在產(chǎn)品的外觀質(zhì)量控制方面。由于日方非常重視產(chǎn)品外觀質(zhì)量，在制作中的產(chǎn)品外觀打磨要求很高。因此，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制每一個(gè)工件和工序質(zhì)量，盡量減少工件的表面損傷。裝配中盡量避免敲打，完工后，產(chǎn)品整體精細(xì)修磨。
