6ES7214-2AS23-0XB8质量保障
闪光对焊作为一种先进的焊接技术，具有无需添加焊接材料、生产率高、成本低、易于操作等优点。随着工业技术的不断发展，焊接的零件截面越来越大，遇到了一些技术问题，如焊接加热难、生产率低、产品合格率低等。为了解决闪光对焊中存在的这些问题，许多焊接工作者对闪光对焊工艺过程进行了一系列的研究，创建了高效率、低能耗的闪光对焊方法，如脉冲闪光对焊法、程序降低电压闪光对焊法。控制闪光对焊工艺过程，使之在保证焊接质量的前提下尽可能提高生产率，是我们一直以来追求的目标。考虑到影响闪光对焊焊接质量的因素，本文利用PLC系统来控制闪光对焊工艺过程，实现了对焊接质量控制的目的，从而提高了闪光对焊的生产率。
1 机械机构及过程分析
1.1 闪光对焊的机械装置及动作过程
如图1所示为闪光对焊的机械装置，其动作过程分析如下：
1.1.1 预调
闪光对焊焊接工艺前期准备工作，即机械机构的调整、焊接参数的选取等。闪光对焊的主要规范参数有：调伸长度、闪光速度、闪光电流密度、顶锻速度、顶锻压力、夹紧力等。
调试完成后，将工件装卡到工作台上。
1.1.2 夹紧与定位
按下启动按钮，电磁阀PQ1、PQ2、PQ3线圈带电，压缩气体经过三大件流入夹紧气缸1、2上气室，压缩气体推动活塞杆向下运动压紧工件1、2，直到压紧开关闭合为止。
从气泵流出的气体经三大件进入定位气缸3的上气室,推动定位杆向上运动，为工件对准准确定位。定位结束，电图1 闪光对焊的机械装置磁阀PQ3线圈去电，定位杆弹回。
1.1.3 焊接
接通焊接开关，保持电磁阀PQ1、PQ2 和PQ4线圈带电，电磁阀PQ5线圈不带电，压力气体经低压三大件，进入推进气缸4右气室，推动活塞杆、动夹具带动工件2向工件1运动，直到工件1、2接触，达到预先设定的位置，推进开关闭合。工件1、2接触的瞬间，即开始通电加热。当闪光加热达到预定温度时，电磁阀PQ5线圈带电，压缩气体经过高压三大件推动推进气缸、动夹具以很大的压力进行快速顶锻。随即切断焊接电流，并保持一段时间，使接头冷却、凝固。焊接时间到，断开焊接开关，焊接过程结束。
1.1.4 复位
电磁阀PQ4、PQ5线圈去电，推进气缸气路换向，低压气体进入推进气缸4左气室推动推进气缸带动工作台向右运动，推进气缸4复位。电磁阀PQ1、PQ2线圈去电，气路换向，压紧触头弹回，气缸1、2复位。此时，一次闪光对焊焊接过程已完成，所有装置原位等待，准备进入下一焊接循环。
1.2 闪光对焊时序分析
由于执行机构部件较多且各部件动作存在时序性，故先做出工艺时序图，便于时序分析。闪光对焊焊接过程可概括为：预调—定位—夹紧—推进—焊接—顶锻—保持—复位等几个阶段。如图2所示为闪光对焊工艺过程时序图。
2 PLC控制过程的实现
2.1 PLC型号的选择
PLC，即可编程控制器是以自动控制技术、微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置，目前已广泛应用于机械、冶金、化工、焊接等各个领域。根据闪光对焊焊接工艺要求及价格等诸多因素，在此选用了欧姆龙公司生产的CPM1A系列的PLC，该系列主机按I/O点数分为10点、20点、30点和40点四种。实验中选择了30点的PLC主机，电源类型为DC24，晶体管输出。该种机型设有18个输入点(00000～00011，00100～00105)，12个输出点(01000～01007，01100～01003),其结构紧凑、功能性强，具有很高的性价比，适合于小规模控制。
2.2 PLC的I/O分配
根据闪光对焊工艺要求，占用了PLC的17个输入点(00003～00009，00100～ 00107， 及00000和00001两个高速计数输入端) ，7个输出点(01000～ 01006)，具体I/O分配如下表所示。
2.3 PLC与外围电路的连接
用可编程控制器(PLC)代替时间继电器，实际上是以“软”继电器(编程元件)代替“硬”继电器(实际元件)。为实现此要求，应对原控制系统中的控制要求和动作过程进行分析，在明确划分控制过程各个状态及其动作特点的基础上，设计PLC的外围电路。
如图3所示为根据PLCI/O分配表设计的PLC外围电路图，可以准确方便地控制闪光对焊动作过程，实现自动控制的目的。
3 结束语
3.1 机械装置通过高压三大件和低压三大件两条气路来控制闪光对焊的推进和顶锻过程， 既保证了工件推进的准确行程，又满足了顶锻阶段的高压要求，为控制闪光对焊焊接循环提供了便利条件。整个过程操作方便，机械化程度高。
3.2 控制系统不同于以往的继电器控制，将PLC控制系统应用于闪光对焊的控制过程中，线路简单、使用与维护方便、控制精度高，既实现了焊接过程的机械化、自动化，又保证了操作过程的灵活性和安全性，在焊接工业领域具有广泛的应用前景。
与传统的方式比较，索维的解决方案有这些优点：
索维提供的粉体输送与给料解决方案传统的粉料给料方式输送全过程均在密闭空间中，无残留无粉尘泄漏，可以**计量 粉尘飞扬，严重的残留、泄漏和浪费，不但浪费原料，影响了计量精度，也严重污染了环境 输送能力强，输送距离长 无法大批量输送粉料可向多个目标输送，灵活切换，且输送方向没有限制 难以对多个目标投料输送距离远，可布置在其他位置（包括室外）节约了厂房空间，提高了安全性 严重影响工作环境可根据需求灵活配置，适应不同的输送需要输送方法单一，对于大批量或多品种的粉料输送则束手无策整套系统完全实现自动化是生产中难实现自动化的环节
气力输送技术的成功应用
气力输送技术的成功应用
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上述的优点相当程度上是因为索维对气力输送技术应用和掌握的成熟。正压密相气力输送技术应用于涂料、油墨行业，对于较为先进的工厂而言，能够其满足长距离、多品种、多输送目标、既有大批量输送也有小批量输送的情况，从原理上避免了堵塞、残留，是较为优越的输送技术。
某些涂料厂商采取了一些不同的尝试，如采用罗茨风机作为动力源的正压高速稀相气力输送。由于气速高，固气比小，管道磨损也较大。由于耗气量大，在接收端的除尘也较为复杂。稀相气力输送的原理，是依靠高于粉料沉降速度的高气速，使粉料不致沉积、阻塞。但在实际应用中，弯头处、变径处的气速变化不可避免，管道沉积的现象难以彻底消除。这不仅影响了设备工作的稳定性，也影响了计量精度。设备工程师们被迫在易于沉积处采用法兰连接，以便于拆卸清理。在输送端计量过之后，在接收端又要计量。如果盲目增加罗茨风机的风量，则对管道的压力、接收端的除尘，又有了更高的要求，也不利于节约能源。
索维的工程师们经过试验和实际应用发现，正压密相气力输送可以很好地避免上述的问题。由于密相输送原理并不要求气流速度高于沉降速度，不存在气速低于沉降速度而造成堵塞的问题。密相输送的速度只有6－12米/秒，管道磨损远远小于稀相气力输送。整个系统的动力来自于空压机，但压力也只需数百千帕，而空压机又恰好为气动控制提供了动力。这种输送方式创造过两公里以上的输送纪录，对于远距离输送可能有的隐患，也早已有了成本低廉而成熟有效的解决方法。如远距离输送时，堵塞可能性加大，可以安装自动吹堵喷头，一旦发生阻塞可以自动吹开，并不需要复杂的检修。而通常涂料、油墨的粉料仓库与生产车间之间的距离往往并不至于有两公里以上，其出现故障的可能性则更小。在实际应用中，并没有出现过管道阻塞的故障。 对于不同大小的粉料包装袋，设计适合的拆袋落料装置，在合适的位置设置计量装置，对于大型粉仓中料位计的设置，以及斗式提升机、带式输送机、螺旋输送机的配合使用，都是必须考虑的问题。寻找到针对这些问题恰当的解决方法，以及对核心的气力输送技术的掌握，使得索维能够更好的为涂料、油墨行业提供完整的成熟的服务。
气力输送并不是一种年轻的技术。提供气力输送设备和气力输送解决方案的公司并不少，气力输送技术在各个行业有广泛的应用，积累了大量数据和实际应用经验。粉煤灰、水泥、塑料颗粒的气力输送技术大多有五十年以上的应用历史。专门针对涂料、油墨行业提供气力输送技术的公司非常少见，而涂料、油墨设备厂商致力于这方面的应用技术的公司则更是难觅，这也是造成目前尴尬局面的原因之一。
全封闭全自动生产方式
全封闭全自动生产方式
导读：本文介绍了采用气动元件的物料搬运系统的结构、气动系统及其PLC控制系统。物料的搬运方式具有可抓可吸的多用途功能;气动系统电磁换向阀采用汇流板集装方式，减少了占用空间;PLC控制具有单步、自动等多种工作方式。
由于气压传动具有气源使用方便、不污染环境、动作灵活迅速、工作安全可靠、操作维修简便以及适于在恶劣环境下工作等特点，在冲压加工、注塑及压铸等有毒或高温环境下作业，机床上、下料，仪表及轻工行业中小零件的输送和自动装配等作业，食品包装及输送，电子产品输送、自动插接，弹药生产自动化等过程中被广泛应用。气压传动是一种易于推广普及的实现工业自动化的应用技术。气动系统的应用，引起了产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度快的行业之一。
作为气动系统的控制装置目前多数采用可编程控制器(PLC)。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机技术，自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，其可靠性好，操作简便。在实际应用中，控制系统很容易实现。一般是由受控设备的动作顺序和工艺要求，构成工步状态表，形成梯形图，再编制PLC指令。
一、物料搬运系统结构设计
物料搬运系统原理图如图1所示。该系统由左右移动气缸1、复位进退气缸2、升降气缸3、夹手或真空吸盘4、物料块5、传感器6、圆柱导轨7、支架8、底座9、微动开关10等组成。夹手或真空吸盘4可以夹住或吸住物料块5，抓取物料的部分采用夹持式和吸附式两种形式，选用不同的形式，可分别完成工件的抓取和吸附，以适应不同种类的物料搬运。夹手采用电磁铁吸合与断开方式夹持物料。夹手或吸盘在升降气缸3的作用下可以上下移动;夹手或真空吸盘连同升降气缸在左右移动气缸1的作用下沿着圆柱导轨可以左右移动;在复位进退气缸2的作用下将物料块送回原始位置，为下一个工作周期准备，以实现循环。此系统能够实现物料在一个平面内的搬运。左右移动行程为300mm，上下移动行程为80mm，根据行程选择不同的气缸，气缸1、2行程为300mm，气缸3行程为80mm。气缸选用法兰式安装。为了防止工件偏移，在左右移动气缸1运动路径两边安置导向圆柱导轨7，将圆柱导轨用螺钉固定在支架8上;支架用螺栓固定在底座9上。
图1 物料搬运系统原理图
在左右移动气缸1的缸体上安装了两个磁性开关6用于左右极限位置检测;在底座上安装了一个微动开关10用于物料块下限位置检测。
操作面板安装在电控箱上，与实验装置主体是分离的。PLC可编程序控制器，电磁阀，真空发生器等均放置在电控箱里。
二、气动系统设计
气动原理图如图2所示。
图2 气动原理图
气源出来的气体经过二联件处理后进入到汇流板。通过相应的电磁换向阀可进入气动执行元件，分别驱动气缸1的左右移动、气缸2的推料动作、气缸3的上升下降运动、吸盘4的抓料和松料动作。整个气动系统的3个气缸全部采用出气节流调速;电磁阀采用3个二位五通阀和1个二位二通阀。选用集装式电磁换向阀，将所有电磁换向阀由汇流板集装在一起，以减小占用空间。
三、程序流程图及软件设计
实现功能。物料搬运系统具有左右移动、上下移动及对物料的夹紧和放松、推料进退功能，在PLC控制下可实现单步、自动等多种工作方式。物料被夹手搬运完成以后，为满足连续动作需要，还必须将此物料运送回原点位置，以供下次搬运需要。系统可完成的各种工作方式如下。
单步：可实现“上升”，“下降”，“左移”，“右移”，“夹紧”，“放松”，“推料进”，“推料退”等八种点动操作;
连续：按下“启动”按钮后，夹手从原点位置开始连续不断地执行搬运物料的个步。
根据上述任务，先设计主程序框图，如图3所示。
图3 主程序框图
物料搬运系统实现的动作：下降→抓料→上升→右移→再下降→松料→再上升→左移→推料进→推料退。
在这个系统中，我们只实现一个物料的循环动作，故在机械手回原点后，需将物料推回原来位置。
在PLC控制下可实现单动、连续动作工作方式。
系统上电后，通过旋转按扭选择是单动还是连动，如果是单动则执行单动程序，否则执行连动程序。
单动工作方式：利用按钮对夹手每一动作单独进行控制。
连续：按下启动按钮，夹手从原点开始，按工序自动循环工作，直到按下停止按钮，夹手在完成后一个周期的工作后，返回原点，自动停机。如图4所示。
图4 连续动作顺序流程图
四、结论
基于PLC控制的物料搬运系统能够实现物料的自动循环搬运。此系统既可以使用夹手夹持物料，又可以使用真空吸盘吸附物料，具有多种用途功能;气动系统的电磁换向阀采用汇流板集装，减少了占用空间;在PLC的控制下可以实现单动和连动两种执行方式，完成物料的搬运。