高压油管自动焊接机PLC控制系统设计

针对高压油管自动焊接机的使用需要，应用PLC进行控制系统设计。分析了高压油管自动焊接机工作原理，确定了系统控制方案，提出一种以PLC为控制核心，结合气体保护焊、气动夹紧机构、旋转焊接机构等工艺为支撑的自动焊接机设计方案。设计了PLC自动控制系统的软、硬件，给出端子分配，并设计出外部接线图及程序。经现场安装调试表明，各项功能达到了设计要求。

标签：高压油管；焊接；PLC；自动控制

高压油管是高压油路的重要组成部分，对耐压性、抗疲劳强度，以及密封性都有较高的要求。高压油管自动焊接机是通过设计合适的自动焊接装置、配套的焊接工装，在合理的焊接参数下，由控制系统控制操纵台，实现油管的自动焊接。因此，控制系统的好坏对焊接品质、焊接效率、缩短操纵台的生产周期，保证焊接的稳定性和一致性等方面起关键性作用。本文研究一种基于PLC的高压油管自动焊接机控制系统。该系统采用立式环焊缝焊机结构，以PLC为控制核心，实现焊接丝和主机的自动控制，通过机械手及固定模具，进行工作的快速装夹与焊接，采用CO2气体保护焊接工艺、自动控制焊接速度等，以达到自动、精密、清洁、高效的焊接质量要求。

1 高压油管自动焊接机工作原理

高压油管自动焊接机主要包括CO2气体保护焊接设备、气缸、自动送焊接丝设备、旋转焊接机构及控制系统及机架等，通过操作面板对焊机的电流、电压的调控，进而实现对自动焊接参数设定，气缸部分控制机械手的伸缩以夹紧工件，使其固定在模具中，从而满足焊接零件之间的精确对接与焊接工艺要求。旋转式焊接机构为焊接机械的关键部件，有立式和卧式结构之分，本设计采用立式结构，其旋转焊接机构示意图如图1所示。

图1 高压油管自动焊接机旋转焊接机构示意图

图1中的旋转焊接机构由工作台及与其相固联的立柱与卡盘等部件，通过卡盘固定模具，进而因定焊接件，工作台下端联接直流电机以驱动转台，进而带动焊枪绕卡盘中心旋转，实施匀速焊接，气缸用于控制进退枪动作。在主轴的转台内侧装有一接近开关，可保自焊枪转动一圈后自动停止。焊枪由CO2气体保护焊接机引出。

2 系统控制方案分析

本系统主要控制项目有焊接机的电流、电压控制、送丝速度控制、焊接速度控制即旋转台速度控制，工件夹紧气缸控制和进退枪控制等，还需具有手动与自动控制两种功能。