波折板自动焊接车系统设计

（辽宁工业大学机械学院，辽宁锦州121001）

目前用于焊接集装箱侧板与顶侧梁、底侧梁的焊接专机，在焊接过程中，焊枪不能随波形的变化进而调整与焊枪速度的夹角，如图1所示。在直线段与在波内斜边段，焊接速度方向恒为水平向右，而焊枪与焊缝保持垂直，故焊枪与焊接速度的夹角不能保持恒定，直接导致在直线段的焊缝成形与在波内斜边段的焊缝成形不能保持一致，进而导致在直线段焊接与在波内斜边段焊接的焊缝的质量不同，进而制约集装箱的生产质量。针对集装箱波纹板焊接自动化水平低的现状，设计了一台既解决焊缝的质量不同又可实现自动化的专车——波折板自动焊接车。

图1波折板波形图

1 机械系统组成

波折板自动焊接车整体为卧式结构如图2所示。

图2焊接车结构图

焊枪安装仿形枪上，仿形枪直接顶在波折板与底架焊接的焊缝处，仿形枪沿着在波折板的幅值靠重力在一定角度下做自由做仿形运动。自由仿形过程由左右滑动机构实现，没有任何驱动装置，可使仿形枪自由滑动。仿形枪的高度靠手轮调节上下调整机构调节，上下调节机构由丝杠和导轨组成。仿形枪前后的初始位置可由前后调整机构实现，前后调整机构的驱动采用步进电机，目的是实现精确定位。仿形枪倾斜的角度由调整螺钉通过转轴使仿形枪与水平方向倾斜角度。车体行走依靠三相异步电机转动带动车体实现沿轻轨移动。

2 控制系统的设计

本设计选用了PLC对系统进行控制：类型为CPU224 22点 I/O（输入：15点，输出：7点），型号为S7-200输出形式为继电器形式，使用电源为AC24V，负责接收外部传感器、开关信号和控制外部电机及报警等功能。

部分元件及传感器的选用：熔断器：选用型号为RT18-32X 10A和RT18-32X 6A的正泰品牌产品各一件。接近开关，选用SN04—P的产品，安装在焊枪仿形顶针上来检测接近板位置信号的。

图3控制流程图

具体的软件控制流程如图3所示。首先系统进行初始化，系统是否在起始位置；然后检测波纹板是否到达指定位置，三相电机带动车体前进，是否到板前沿，到了步进电机正转，带动焊枪前进，接触到波纹板，步进停，开始自动焊接，焊接结束后步进电机带动焊枪后退，同时三相电机反转，使车复位，等待下一次焊接循环，焊好的底架与波纹板前移，运走。

3 结论

（1）自动焊接车仿形部分采用焊枪仿形由自重在倾斜一定角度的仿形架板上通过导向滑轨实现波折板与底架的焊接要求，实现仿形焊接流动性、一贯性要求。

（2）机床调整部分主要由丝杠机构构成，经调试得知调整机构运动自如，锁紧可靠，实现了调整的目的。

（3）电控系统采用PLC编程控制，实现了操作方便、运行状态稳定等优点。

该机床的使用将大幅度提高生产制造车间的工作效率，且能满足波折板集装箱产品批量生产的要求，可取得十分显著的经济效益和社会效益。该机车在集装箱生产行业应用前景广泛，具有巨大的推广价值。

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