車廂邊板冷彎成形生產線中點焊機的PLC程序控制

張紹芳，莊 峰，薛麗菲，程書仁

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250022）

0 前言

冷彎成形是通過順序配置的多道次成形軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進行橫向彎曲，以制成特定斷面的型材。近年來，冷彎成形產品在汽車工業中得到了廣泛的應用，而卡車的車廂邊板正是采用該工藝生產的。根據工藝要求，需要將型腔閉合處點焊，以加強牢固度。這條生產線由于特殊要求，需要PLC 配合編碼器以及光電開關對點焊機進行控制。

1 要求

點焊機采用兩端閉口處雙側雙點點焊焊接，即4臺焊機位于型材兩側，相對的兩臺焊機同時動作。要求焊接點距在 60mm～90mm 之間可設定，誤差在±5mm 之內，端部焊點距離端部約 30mm～35mm。該生產線采用在線預沖孔，即在帶料進入成形機之前，根據工件的長度用液壓機沖孔，作為剪切的工藝孔，這個工藝孔也確定了工件的端部。

點焊機由焊接小車、焊機、焊頭組成。焊接小車采用滾輪傳動，速度快，阻力小，被動隨動，彈簧回程。焊機焊接時，焊槍夾緊型材，焊機隨著型材運動，焊完之后，焊槍抬起，焊機由彈簧拉回原位。

要求相鄰焊點間隙均勻、美觀；因工件長度有多種不同規格，要求程序有通用性，不能僅僅適用于某些長度規格。

2 問題分析

對于點焊機的控制方式，主要有兩點要求：①需要對兩組焊機分別給出焊接命令，即如圖1 所示 A 焊槍、B 焊槍。在工件上，A 焊點和 B 焊點交替，以提高工作效率，相鄰兩個 A 焊點間距為 2 倍點距 2L1如圖 2所示。A 焊機焊接的第一個點為a1，以此類推第n 個點為an。②不同于以往單一步距的控制，這里要求端部焊點距離端部約30mm，找到端部之后，其余焊點按照單一的間距L1分布。

圖1 位置示意圖

圖2 焊點分布圖

需要用到的傳感器是編碼器和光電開關。如圖1 所示，在料上安裝檢測輪，檢測輪連接編碼器，用于采集料長信號。在焊槍附近安裝光電開關，利用光電開關尋找工藝孔，以此確定工件的端部。

3 解決方案

核心思想是分別找出A 組、B 組焊機的動作條件，分別控制，互不影響。

程序分別為A 組、B 組焊機配置一個計數器，計數器信號來自編碼器，由各自光電開關檢測到工藝孔后復位。A 焊槍的光電開關安裝在A 之前距離為a（圖 1），當工藝孔走到 A 焊槍位置，計數器記錄長度為a；B 焊槍的光電開關安裝在B 之后，距離為b。a、b 在實際測量后，在觸摸屏上寫入，如圖3 所示。

圖3 為此處相關數據輸入和監控的觸摸屏畫面，輸入工件長度L 并設定間距，程序以此為依據計算出焊點總數2n 和實際間距L1。則a1的位置為30+a，b1的位置為 L1+30-b；a2=a1+2L1，b2=b1+2L1；an=a1+（n-1）×2L1，bn=b1+（n-1）×2L1。

圖3 觸摸屏畫面

如此計算出每個焊點對應的計數器的值，以此作為目標值。當計數器的值達到目標值，就發出一個焊接指令，同時，焊點數量加一，生成下一個目標值。程序里的焊點數量是已焊接數量，在檢測到工藝孔時清零，即D298=0 時，得到 a1的目標值；a1焊點完成后，D298=1，得到 a2的目標值；D298=n-1，得到 an的目標值。

程序里用目標值減去提前量得到一個提前目標值，作為最終啟動焊接的數據。這是因為焊槍距離型材有一段距離，焊機啟動至焊槍夾住型材需要一段時間，而型材在運動，焊點實際位置比啟動焊接時的位置滯后，所以焊機要提前啟動。

4 結束語

該程序具有很強的適應性，對于工件長度和間距的設定不作限制，依據檢測開關和程序計算，完全實現了生產的自動化。工件上的焊點間隙均勻、美觀，達到甚至超過合同要求。生產線實現了高效可靠的生產，投入生產兩年多，用戶給予很高評價。

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