波折板自動焊接車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，遼寧錦州121001）

目前用于焊接集裝箱側(cè)板與頂側(cè)梁、底側(cè)梁的焊接專機(jī)，在焊接過程中，焊槍不能隨波形的變化進(jìn)而調(diào)整與焊槍速度的夾角，如圖1所示。在直線段與在波內(nèi)斜邊段，焊接速度方向恒為水平向右，而焊槍與焊縫保持垂直，故焊槍與焊接速度的夾角不能保持恒定，直接導(dǎo)致在直線段的焊縫成形與在波內(nèi)斜邊段的焊縫成形不能保持一致，進(jìn)而導(dǎo)致在直線段焊接與在波內(nèi)斜邊段焊接的焊縫的質(zhì)量不同，進(jìn)而制約集裝箱的生產(chǎn)質(zhì)量。針對集裝箱波紋板焊接自動化水平低的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一臺既解決焊縫的質(zhì)量不同又可實(shí)現(xiàn)自動化的專車——波折板自動焊接車。

圖1波折板波形圖

1 機(jī)械系統(tǒng)組成

波折板自動焊接車整體為臥式結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2焊接車結(jié)構(gòu)圖

焊槍安裝仿形槍上，仿形槍直接頂在波折板與底架焊接的焊縫處，仿形槍沿著在波折板的幅值靠重力在一定角度下做自由做仿形運(yùn)動。自由仿形過程由左右滑動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，沒有任何驅(qū)動裝置，可使仿形槍自由滑動。仿形槍的高度靠手輪調(diào)節(jié)上下調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由絲杠和導(dǎo)軌組成。仿形槍前后的初始位置可由前后調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，前后調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動采用步進(jìn)電機(jī)，目的是實(shí)現(xiàn)精確定位。仿形槍傾斜的角度由調(diào)整螺釘通過轉(zhuǎn)軸使仿形槍與水平方向傾斜角度。車體行走依靠三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動車體實(shí)現(xiàn)沿輕軌移動。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)選用了PLC對系統(tǒng)進(jìn)行控制：類型為CPU224 22點(diǎn) I/O（輸入：15點(diǎn)，輸出：7點(diǎn)），型號為S7-200輸出形式為繼電器形式，使用電源為AC24V，負(fù)責(zé)接收外部傳感器、開關(guān)信號和控制外部電機(jī)及報(bào)警等功能。

部分元件及傳感器的選用：熔斷器：選用型號為RT18-32X 10A和RT18-32X 6A的正泰品牌產(chǎn)品各一件。接近開關(guān)，選用SN04—P的產(chǎn)品，安裝在焊槍仿形頂針上來檢測接近板位置信號的。

圖3控制流程圖

具體的軟件控制流程如圖3所示。首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化，系統(tǒng)是否在起始位置；然后檢測波紋板是否到達(dá)指定位置，三相電機(jī)帶動車體前進(jìn)，是否到板前沿，到了步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動焊槍前進(jìn)，接觸到波紋板，步進(jìn)停，開始自動焊接，焊接結(jié)束后步進(jìn)電機(jī)帶動焊槍后退，同時三相電機(jī)反轉(zhuǎn)，使車復(fù)位，等待下一次焊接循環(huán)，焊好的底架與波紋板前移，運(yùn)走。

3 結(jié)論

（1）自動焊接車仿形部分采用焊槍仿形由自重在傾斜一定角度的仿形架板上通過導(dǎo)向滑軌實(shí)現(xiàn)波折板與底架的焊接要求，實(shí)現(xiàn)仿形焊接流動性、一貫性要求。

（2）機(jī)床調(diào)整部分主要由絲杠機(jī)構(gòu)構(gòu)成，經(jīng)調(diào)試得知調(diào)整機(jī)構(gòu)運(yùn)動自如，鎖緊可靠，實(shí)現(xiàn)了調(diào)整的目的。

（3）電控系統(tǒng)采用PLC編程控制，實(shí)現(xiàn)了操作方便、運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

該機(jī)床的使用將大幅度提高生產(chǎn)制造車間的工作效率，且能滿足波折板集裝箱產(chǎn)品批量生產(chǎn)的要求，可取得十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該機(jī)車在集裝箱生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用前景廣泛，具有巨大的推廣價值。

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