太陽能及電加熱熱水器內膽（非承壓）自動焊接專機智能控制方案與設計

陳向東+楊前進

摘要：環保是當今世界的主題，是所有工業的核心發展方向。本文通過對市場的調研并設計了一種太陽能及電加熱熱水器內膽（非承壓）自動焊接專機智能控制方案。用戶可以通過不同的產品，并通過控制面板編程，產品尺寸檢測，生產節拍檢測，產品定位信號檢測，焊接控制檢測。氣體保護及加工質量檢測及自動控制來實現自動焊接一致性要求。改變過去人工加工，生產進度、成本控制及焊接中不可控的質量的諸多因素。

關鍵詞：太陽能及電加熱熱水器內膽，程序編程及控制，流入產品尺寸采集與檢測，伺服電動調節機、到位信號采集與焊接，焊接后質量控制采集與檢測及氣體保護。

1 前言

太陽能及電加熱熱水器內膽（非承壓）自動焊接專機是熱水器制造行業等制造作業過程中的關鍵工序的配套設備，主要承擔兩端端面封板點焊、連續縫焊接及焊接質量檢測（工藝生產過程是下料，成型及卷形、沖壓型，直縫縫焊，滾筋，端面焊接及焊接質量檢測，清洗試壓），

2 太陽能及電加熱熱水器內膽（非承壓）自動焊接專機系統概述級方案設計

該設備主要由桶體端蓋點焊機、桶體端蓋縫焊機、輸送托架、氣動系統、電氣控制系統等組成。

主機包括以下設備：桶體端蓋點焊機一臺、桶體端蓋縫焊機兩臺、輸送托架。

桶體、端蓋點焊機；該點焊機主要用于桶體、端蓋的點焊；工作時由工裝夾具將端蓋與桶體組裝成一體并通過主動機頭帶動工件旋轉，同時在旋轉過實現工件點焊（點焊時工件需停止旋轉）；其主要由點焊機頭、床身、伺服電動調節機組成。

點焊機頭；點焊機頭主要由點焊鉗、真空吸盤、定位工裝、氣動對中夾具及到位信號檢測、點焊控制器、推進氣缸、變壓器等組成。

點焊鉗主要用于桶體與端蓋的點定，是該設備功能實現的重要組成部份；真空吸盤主要用于工件裝夾時定位端蓋；氣動對中夾具主要用于端蓋及桶體的對中，確保點焊位置正確、可靠；推進氣缸主要用于輔助工裝夾具對工件進行組對；點焊控制器、變壓器主要用于實現對點焊鉗的控制實現點焊功能。

床身主要由型材及鋼板焊接成形，其導軌面經過精加工可實現點焊機頭的精確導向，從而滿足不同工件長度的需求。

電動調節機構采用交流減速電機及絲杠傳動副組成，可通過點動實現點焊機頭的移動，在更換工件品種時可實現點焊機頭位置調整從而減輕工人勞動強度。

桶體、端蓋縫焊機；該設備主要用于實現端蓋與桶體的對接縫焊，是點焊后的阻焊工序，實現端蓋與桶體的最終組對，工作時通過縫焊輪的旋轉帶動工件旋轉同時實現端蓋與桶體的焊接功能；其主要由縫焊機頭、床身、尾座及電動調節機構組成。

縫焊機頭主要縫焊輪、氣動對中夾具、縫焊控制器、變壓器、推進氣缸及冷卻系統等組成。

縫焊輪分主、從動縫焊輪，主動輪通過交流伺服電機傳動是工件旋轉及實現縫焊的驅動部分。

氣動對中夾具與點焊對中夾具基本一致，主要用于工件的對中找正。

尾座主要由氣動對中夾具及氣動推進機構組成，主要用于輔助縫焊機頭定位工件實現端蓋與桶體的縫焊。床身及電動推進機構與點焊設備基體一致。

輸送托架；輸送托架主要用于工件上下料及不同工位間的舉升與輸送，分升降和水平輸送兩個動作；主要由氣動升降機構、同步機構、水平移動機構，弧形支架及到位檢測機構組成。

3電氣控制系統組成

阻焊線控制系統采用PLC（FX3U系列）控制。人機界面采用WeinView500觸摸屏。焊機控制器采用PSI6000，，點焊變壓器中頻PSG3075，縫焊變壓器采用中頻PSG6130。伺服系統采用伺服電機和驅動器。

阻焊線為集中式的控制結構。控制對象為阻焊線上的3個工位和兩條往復輸送機構。PLC采用FX3U-MT，選用兩只PLC并聯連接，各工位的伺服驅動采用集中安裝，避免驅動信號產生干擾。在主焊線的控制柜設置一10寸彩色觸摸屏，實現人機信息的交互。同時設置電子顯示屏，可以方便的查看整個系統的狀態信息和故障信息。

2.2.1闡述了采用MT8100IV-10寸彩色觸摸屏的屏幕構成，幫助使用方法，功能以及其它方面，以實現人機信息的交互。

2.2.1.1設備信息范圍：包含阻焊線所有工位和往復輸送線的所有輸入輸出信號及中間狀態。2.2.1.2顯示信息內容：系統上所有I/O的狀態、參數的設定、報警信息等。

3.1焊接對象及設備說明

3.1.1焊接對象：

3.1.2熱水器內桶與端蓋規格φ400～600，長度3400mm

3.1.3鋼板（工件）厚度： 1-2.5mm

3.2設備說明：

3.2.1. 工件裝卸料方式：傳輸線自動上、下料，人工輔助

3.2.2. 工件的定位方式：托架頂升到位，兩端定位夾具自動定心

3.2.3. 焊接方式：阻焊（點焊+縫焊）

3.2.4. 設備參數：

3.3系統操作模式就是系統的工作方式。

在不同的系統操作模式下，機器的工作方式是不一樣的。機器的各個操作按鈕在不同的操作模式下所起的作用也是不盡相同的。本機為了適應工廠生產的需要，設計了三種工作模式，即手動模式、調節模式、自動模式。用戶可以根據自己的需要選擇不同的工作模式。

4 結論；

本文技術的太陽能及電加熱熱水器內膽（非承壓）自動焊接專機智能控制方案。用于熱水器制造行業，改變傳統的加工制造工藝，在人性化的生產節拍，制造質量控制，制造成本上及生產管理上有明顯提高，一次性產品合格率達99.5%（傳統加工合格率68.9%），另外在產品規格實現全覆蓋，滿足生產要求。該設備的生產標準是根據GB15578-2008《電阻焊機的安全要求》及GB/T8366-2004中的有關條款制定。endprint