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基于 PLC 控制的自动环缝焊机的设计

2014/10/14    来源:万方数据    作者:张华忠  王广业          
关键字:液力变矩器  PLC  自动焊接  控制系统  
为解决液力变矩器在焊接过程中焊件变形、 焊件同轴度较差、 焊接效率不高的问题, 论文设计以PLC 为控制核心自动控制系统, 配以机械装置组成自动环缝焊机。 通过实践中应用证明, 此环缝焊机比传统焊接具有更高的焊接稳定性、 更好的焊接质量、 较高的焊接质量, 具有广泛的推广价值。

0 引言

    液力变矩器在工作过程中, 需要承受大的冲击力矩、 高转速、 高温度, 因此装配时, 需要将上盖和泵轮焊接成为一体增加强度, 提高抗震能力。 在实际焊接过程中, 焊接温度非常高, 很容易造成液力变矩器的变形, 且壳体与泵轮极易出现同轴度误差, 最终结果是汽车性能受到较大影响。 为液力变矩器的效率、 缓和冲击力、 加强自适应能力, 在液力变矩器上增设止锁离合器, 用来控制涡轮机构与泵轮机构的机械连接和断开。这要求涡轮输出轴套焊接后与壳体内表面保持一定的距离, 保证当离合器处于分离时, 能有足够的间隙, 这要求在焊接时壳体与泵轮的同轴度要求十分严格。 为解决上述难题, 本文选择基于 PLC 控制的自动环焊缝机对液力变矩器进行焊接, 通过在五征集团的实际应用, 该焊机可明显提高焊机质量和焊机效率。

1 自动环缝焊机机械机构设计

    液力变矩器是现代汽车无极调速重要的结构组成部分, 其结构如图 1 所示, 它能够在汽车起步时, 实现平稳启动, 且在加速过程中, 起到增大扭矩的作用。 自动环缝焊机整体机械结构十分紧凑, 焊枪在空间结构相对固定, 工件通过夹具在工作台上可旋转运动。 为防止在焊接过程中工件变形, 采取三只焊枪或者更多焊枪在空间上均分同时工作, 可以有效的减小焊接应力。

液力变矩器结构图

图 1 液力变矩器结构图

    自动环缝焊机在机械结构上分为焊枪定位装置、 工件旋转驱动装置、 工件压紧装置。

    1.1 焊枪定位装置

    为提高自动环缝焊机焊的灵活性和通用性, 在设计时, 焊件装置设计为可多维度调整的机构。 焊枪的定位移动采用精密气缸实现, 根据工件的大小和形状来调节气缸的位置进行焊枪的定位。 此装置可以通过微调焊枪位置提高焊接质量, 同时增加自动环缝焊机的通用性。

    1.2 工件旋转驱动装置

    此装置采用步进电机驱动, 步进电机可以准确连续的调整速度和角度, 根据工件的大小、 形状调节焊接的速度和角度, 很好的与焊枪的焊接速度相配合, 保证焊接质量与效率, 在工件旋转的工程中, 可通过触摸屏调节步进电机的各种参数, 实现焊接生产过程的自动化。

    1.3 工件压紧装置

    为保证自动环缝焊机在焊接过程中的安全和焊接质量, 本装置采用专门的压紧装置, 如图 2 所示, 装置能够保证设备在停气、 断电的特殊情况下焊机动作不会发生误动作。 夹具的动力装置由气缸驱动, 气缸在直线导轨上驱动滑块进行调节运动。 放置工件时, 将工件下半部分放置在回转定位工装内, 定位机构将其锁紧, 后将工件上半部分放置工装内与下半部分对齐定位, 此定位机构能够保证焊件的同轴度要求, 然后焊接。

工件压紧装置

图 2 工件压紧装置

责任编辑:陈浩
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