车厢边板冷弯成形生产线中点焊机的PLC程序控制.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 21 2 0 1 4 0 1 0 0 6 4 0 2 车厢边板冷弯成形生产线 由占 l ， ll 、 焊机的P L C程序控制 张 绍 芳 ，庄峰 ， 薛 丽 菲 ，程 书 仁 济 南铸造 锻压 机械 研 究所 有 限公 司， 山东济 南 2 5 0 0 2 2 摘要 介 绍 了一条冷 弯成形 生产 线 的程 序设 计 。 程 序通 过计算 ， 配合 编码 器和 光 电开关 的检测 ， 实施 对 点 焊机 的控制 ， 实现 了高效 可靠 的生产 。 关键词 冷 弯成 形 ； 冷 弯 ； 点焊机 ； P L C程 序控 制 中 图分 类 号 T G3 3 3 ． 2 6 文 献 标 识 码 A 0前 言 冷 弯成 形是 通 过顺 序 配 置 的多 道 次成 形 轧辊 ， 把卷 材 、 带 材等金 属板 带不 断地进 行横 向弯 曲 ， 以制 成特 定断 面的 型材 。 近年来 ， 冷 弯成形 产 品在汽 车工 业 中得到 了广 泛的应用 ， 而卡车 的车厢边板 正是采用 该工 艺生产 的 。 根据 工艺要 求 ， 需 要将 型腔 闭合处 点 焊 ， 以加强 牢 固度 。这 条生产 线 由于特殊 要求 ， 需 要 P L C配合 编码 器 以及 光 电开关 对点焊 机进行 控制 。 1要 求 点焊机 采用 两端 闭 口处 双侧双 点点 焊焊 接 ， 即4 台焊 机位 于型材 两侧 ， 相对 的两 台焊机 同时动作 。 要 收稿 日期 2 0 1 3 0 8 3 0 作者简介 张绍芳 1 9 8 1 一 ， 女， 工程师， 从事锻压设备研发设计 求 焊 接 点 距 在 6 0 ram～ 9 0 ram 之 间 可 设 定 ， 误 差 在 _5 r am 之 内 ， 端部 焊点 距 离端 部约 3 0 mm～ 3 5 ram。该 生 产线采 用在线 预 冲孔 ， 即在带 料进 入成 形机 之前 ， 根据 工件 的长度 用 液压机 冲孔 ， 作为 剪切 的工 艺孔 ， 这个 工艺 孔也确 定 了工件 的端部 。 点焊 机 由焊 接小 车 、 焊 机 、 焊头组 成 。焊接 小 车 采 用 滚 轮传 动 ， 速 度 快 ， 阻力 小 ， 被 动 随 动 ， 弹 簧 回 程 。 焊 机焊接 时 ， 焊 枪夹 紧型 材 ， 焊 机随 着型材 运 动 ， 焊完 之后 ， 焊枪 抬起 ， 焊机 由弹簧 拉 回原位 。 要求 相邻焊 点 间隙均匀 、 美 观 ； 因工件 长度 有 多 种不 同规 格 ， 要求 程序 有通 用性 ， 不能 仅仅 适用 于某 些 长 度 规 格 。 2问 题 分 析 对 于点 焊机 的控 制方式 ， 主要 有两 点要 求 ①需 。 ” t_” 。 ” _ ” ” ” 。 十_ “ 。 “ P 。 ” ” 。 。 ”t 一。 - 。 ” 十 一。十-十*十” 用 户 使用 两 年来 ， 系统 稳 定 、 可靠 ， 实践 证 明该 [ 2 】 系统具 有较 高 的使 用价值 和 良好 的应 用前 景 。 【 参 考 文献 】 【 3 】 [ 1 ] 徐晨， 陈继红， 王春明， 等．微机原理及应用[ M ] ． 北京 高等教育 [4 1 出版社 ． 2 0 0 4 ． 高 庆荣 ， 鲁 学平 ， 等 ， 电气工程 师手册[ M] ． 北 京 机械 工业 出版 社 ， 1 9 8 7 ． 王忠茂． 调速常用设备技术手册[ M] ．北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 4 ． 党安明， 张钦军． 传感器与检测技术【 M 】 ． 北京 北京大学出版社， 2 01 1 ． Ap pl i c a t i o n o f mu l t i - s t a t i o n p o s i t i o n i ng s y s t e m i n t h e p i pe pr o d u c t i o n l i n e ba s e d o n t he 8 4 2 1 c o de s L I U Y u b i n g ， C h e n J u n j i e 要 对 两 组焊 机 分 别给 出 焊接 命 令 ，即如 图 1所 示 A焊枪 、 B焊枪 。 在 工 件 上 ， A 焊 点 和 B焊 点 交 替 ， 以提高 工 作效 率 ， 相 邻 两 A -A 焊 点 间 距 为 2倍 点 距 2 L． 如 图 2 所 示 。 A焊 机焊 接 的第一 个点 为 以此 类推 第 凡个 点 为 ％。 ② 不 同于 以往 单一 步距 的控 制 ， 这里要 求 端 部 焊点 距 离 端部 约 3 0 mm， 找 到端 部之 后 ， 其 余 焊 点 按 照单 一 的间距 L 分 布 。 出料方 向 I 工件长度 I 旦卫 堕 j ． 一 一 一 一 _ _ B A B A B A 、 b b 2 啦 b l n l 端 部 预冲孔 1 5 mm， 在后面的剪 切处 切掉 图 2 焊点分布图 需 要 用到 的传 感器 是编 码器 和光 电开关 。如 图 1所 示 ， 在 料 上 安 装 检测 轮 ， 检 测 轮 连 接 编码 器 ， 用 于采集 料 长信 号 。 在 焊枪 附近安 装光 电开关 ， 利用 光 电开关 寻 找工 艺孔 ， 以此 确定 工件 的端 部 。 3解 决 方 案 核 心 思 想 是分 别 找 出 A组 、 B组焊 机 的动 作 条 件 ， 分别 控 制 ， 互 不 影响 。 ． 程 序分 别 为 A组 、 B组焊 机 配置一 个计 数 器 ， 计 数 器信 号来 自编 码器 ，由各 自光 电开关 检 测 到工 艺 孔后 复位 。A焊枪 的光 电开关 安装 在 A之前距 离 为 图 1 ， 当工 艺 孔走 到 A焊枪 位 置 ， 计 数 器 记 录 长 度 为 a； B焊枪 的光 电开关 安装 在 B之 后 ， 距 离 为 b。 a 、 b在实 际测 量后 ， 在 触摸 屏上 写入 ， 如 图3所示 。 图 3为 此 处 相关 数 据 输 入 和 监 控 的 触 摸 屏 画 面 ， 输 人 工件 长度 并设 定 间距 ， 程序 以此 为依 据计 算 出焊点 总数 2 n和实 际 间距 。 则 a 。 的位 置 为 3 0 a， b l 的 位 置 为 L l 3 0 一 b ； t ／／ 2 a l 2 L l ， b 2 6 l 2 L1 ； a n a 1 irt 一1 x 2 Ll ， b - b l 凡 一1 x 2 L l 。 工件 长度 匦圃 焊点总 数 圆 圆圆 实 际 间 距圆 ￡ J 开 关 嘴l帆的 距离 匾 卫匝 [ 米 燃 龃圆圆 目 标值匦 ] 】匦娶 j l 毫米 焊点数t圆圆 圈 同 ■■ ■ ■_ 图 3 触摸屏l 田 J 面 如 此计 算 出每个 焊点 对应 的计 数器 的值 ，以此 作 为 目标 值 。 当计 数器 的值 达到 目标值 ， 就 发 出一个 焊接 指令 ， 同时 ， 焊点 数量 加一 ， 生成 下 一个 目标 值 。 程序 里 的焊 点数量 是 已焊 接数 量 ，在检 测 到工艺 孑 L 时 清零 ， 即 D2 9 8 0时 ， 得 到 a ． 的 目标 值 ； a 。 焊 点 完 成后 ， D2 9 8 1 ， 得 到 的 目标 值 ； D2 9 8 n 一1 ， 得 到 ％ 的 目标值 。 程序 里用 目标 值减 去提 前量 得 到一个 提前 目标 值 ， 作 为最 终启 动焊 接 的数据 。 这是 因为焊枪距 离 型 材有一 段 距离 ，焊 机启 动至 焊枪 夹住 型材 需要 一段 时间 ， 而型 材在 运动 ， 焊 点实 际位 置 比启动 焊接 时 的 位 置滞 后 ， 所 以焊机 要提 前启 动 。 4结 束 语 该 程序 具有 很 强 的适 应性 ，对 于 工件 长度 和 间 距 的设 定不 作 限制 ， 依据 检测 开关 和程 序计 算 ， 完全 实 现 了生 产 的 自动化 。工 件 上 的焊 点 间 隙均 匀 、 美 观 ， 达 到甚 至超过 合 同要求 。 生产 线实 现 了高效 可靠 的生产 ， 投入 生产 两 年多 ， 用户 给予 很高 评价 。 【 参 考文 献 】 [ 1 】 杨毅勇， 徐济声， 等． 包装箱钢条冷弯成形技术及设备[ J ] ． 锻压装 备与制造技术， 2 0 0 6 ， 4 1 3 ． [ 2 ] 曲 杰， 等． 汽车纵梁冷弯成形设备电气控制的设计与实现【 J 】 ．锻 压装备与制造技术， 2 0 0 8 ， 4 3 1 ． [ 3 ] 罗伟， 邓木生， 编． P L C与电气控制【 M 】 ． 北京 中国电力出版社， 2 00 9 ． PLC c o nt r o l f o r s p o t we l d e r s i n c o l d r o l l f or mi ng l i n e fo r s i de p a ne l Z HANG S h a o f a n g ， Z HUANG F e n g ， XU E L i f e i ， CHE NG S h u r e n J i n a n F o u n d r y a n d Me t a l f o r mi n g Ma c h i n e ry R e s e a r c h I n s t i t u t e C o ． ， L t d ． ， J i n a n 2 5 0 0 2 Ab s t r a c t T h e p r o g r a m d e s i g n f o r c o l d r o l l f o r mi n g l i n e h a s b e e n i n t r o d u c e d i n t h e t e x t a n d d e t e c t i o n o f e n c o d e r a n d p h o t o s e n s o r s ，t h e s p o t we l d e r h a s b e e n c o n t r o l l e d b y t h p r o d u c t i o n e ffic i e n t a n d r e l i a b l e ． Ke y wo r d s C o l d r o l l for mi n g ； S p o t we l d e r ； P L C； P r o g r a m c o n t r o l n 二 二 ] 图 意 二 ] ； ； 应 图