波折板自動焊接車系統(tǒng)設計

（遼寧工業(yè)大學機械學院，遼寧錦州121001）

目前用于焊接集裝箱側板與頂側梁、底側梁的焊接專機，在焊接過程中，焊槍不能隨波形的變化進而調整與焊槍速度的夾角，如圖1所示。在直線段與在波內斜邊段，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，直接導致在直線段的焊縫成形與在波內斜邊段的焊縫成形不能保持一致，進而導致在直線段焊接與在波內斜邊段焊接的焊縫的質量不同，進而制約集裝箱的生產質量。針對集裝箱波紋板焊接自動化水平低的現(xiàn)狀，設計了一臺既解決焊縫的質量不同又可實現(xiàn)自動化的專車——波折板自動焊接車。

圖1波折板波形圖

1 機械系統(tǒng)組成

波折板自動焊接車整體為臥式結構如圖2所示。

圖2焊接車結構圖

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動。自由仿形過程由左右滑動機構實現(xiàn)，沒有任何驅動裝置，可使仿形槍自由滑動。仿形槍的高度靠手輪調節(jié)上下調整機構調節(jié)，上下調節(jié)機構由絲杠和導軌組成。仿形槍前后的初始位置可由前后調整機構實現(xiàn)，前后調整機構的驅動采用步進電機，目的是實現(xiàn)精確定位。仿形槍傾斜的角度由調整螺釘通過轉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轉動帶動車體實現(xiàn)沿輕軌移動。

2 控制系統(tǒng)的設計

本設計選用了PLC對系統(tǒng)進行控制：類型為CPU224 22點 I/O（輸入：15點，輸出：7點），型號為S7-200輸出形式為繼電器形式，使用電源為AC24V，負責接收外部傳感器、開關信號和控制外部電機及報警等功能。

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的正泰品牌產品各一件。接近開關，選用SN04—P的產品，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指定位置，三相電機帶動車體前進，是否到板前沿，到了步進電機正轉，帶動焊槍前進，接觸到波紋板，步進停，開始自動焊接，焊接結束后步進電機帶動焊槍后退，同時三相電機反轉，使車復位，等待下一次焊接循環(huán)，焊好的底架與波紋板前移，運走。

3 結論

（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向滑軌實現(xiàn)波折板與底架的焊接要求，實現(xiàn)仿形焊接流動性、一貫性要求。

（2）機床調整部分主要由絲杠機構構成，經調試得知調整機構運動自如，鎖緊可靠，實現(xiàn)了調整的目的。

（3）電控系統(tǒng)采用PLC編程控制，實現(xiàn)了操作方便、運行狀態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點。

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

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