可編程控制器（PLC）作為一種新型的控制元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、組合靈活、功能較完備等特點。由于其通用性好、編程簡單且抗干擾能力強，特別適用于工業(yè)控制，因而在自動化焊接設(shè)備控制中得到越來越廣泛的應用，使用PLC可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高焊接效率。步進電機是自動控制系統(tǒng)中常用的控制電動機，是一種能將數(shù)字輸入脈沖信號轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動的電磁執(zhí)行元件，它控制簡單，能實現(xiàn)高精度、無累計誤差的轉(zhuǎn)動，適合于焊接應用。在此，通過梯形圖編程，利用PLC控制系統(tǒng)控制步進電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了對火車車鉤的自動堆焊修復。
1系統(tǒng)原理12根據(jù)車鉤表面堆焊的工藝要求，系統(tǒng)由機械部分和電氣部分配合控制，以河南科技大學和河南省電焊機廠設(shè)計的三維通用自動焊機床為基礎(chǔ)，采用了如所示的控制系統(tǒng)工作原理。人工設(shè)定的各種控制信號通過控制面板發(fā)出，車鉤由卡具與壓緊裝置定位在工作臺上，可以在直流電機驅(qū)動下在垂直方向移動，便于焊前安裝和焊后拆除。以PLC和氣保焊機為主控單元，以2臺步進電機驅(qū)動器帶動步進電機執(zhí)行單元，在！-"平面通過滾珠絲杠帶動滑臺和焊***移動。通過PLC程序編制，控制信號經(jīng)PLC產(chǎn)生使能信號（ENA）、脈沖信號（PULS）和方向信號（DIR）來控制步進電機驅(qū)動器M，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，從而帶動焊槍移動，并自動開起焊機，實現(xiàn)車鉤的自動堆焊。
整個系統(tǒng)為典型的開關(guān)量時序控制系統(tǒng)，綜合考慮控制功能和I/O點數(shù)，選用DYP20EX00T主機和DYP32XP00R擴展機作為控制核心。主機基本性能有：晶體管輸出，輸入12點，輸出8點，輔助繼電器控制系統(tǒng)工作原理圖一般用M0~M511，程序容量為內(nèi)置1 100定時器64點，計數(shù)器112點；廣展機有開關(guān)量輸入和輸出點各16個。根據(jù)堆焊要求，綜合考慮步進電機的性能，選用6FC5548-0AB12型5相步進電機，其步距角為0.36.，驅(qū)動扭矩為12Nm，并選用STEPDRIVEC型步進電機驅(qū)動器對其進行驅(qū)動。
焊機為X」""型10/氣體保護焊機。
系統(tǒng)不僅能夠完成自動焊接，也可以進行手動調(diào)整。按照焊接工藝過程及其控制要求，系統(tǒng)的1/0分配表如表1所示。
表1I/O分配表信號定義自動/手動！向脈沖！軸起動"向脈沖！軸方向！向使能"軸起動！向方向"軸方向"向使能焊機起動"向方向急停開關(guān)焊接開關(guān)待加工的車鉤如所示。堆焊修復時易采用平焊方式，焊槍固定在！-"工作臺上，車鉤固定在向工作臺上；堆焊時，焊槍在！向、向步進電機帶動下在！-"平面做往復運動，車鉤可在向直流電機帶動下做升降運動。3 2程序設(shè)計根據(jù)自動堆焊的加工特點和工藝要求，工作有時需要手動調(diào)整，所以設(shè)置手動調(diào)整和自動加工兩種控制方式，并在系統(tǒng)設(shè)計中設(shè)置了急停開關(guān)、行程保護、聯(lián)鎖保護等環(huán)節(jié)，確保工作的安全性。
手動調(diào)整即通過人工操作控制面板完成焊槍的移動、車鉤的升降和焊接的起停，其工作效率低，工作強度大，可用于特殊情況如某一偏磨段A的加工過程和設(shè)備檢修；自動加工方式通過步進指令控制！-"工作臺的進給，利用計時器控制驅(qū)動器實現(xiàn)各步進電機的轉(zhuǎn)換。它能夠自動完成焊機起弧、！向前進和后退、向前進、熄弧和復位等工作過程，工作效率高，一般用于正常的加工過程。
PLC的主程序流程圖如所示。車鉤安裝到位后，起動自動加工程序，焊機起動，焊槍在步進電機驅(qū)動下按指定焊道在！-"面移動，焊槍沿車鉤！方向從一端焊到另一端后，自動沿"方向移位并且！方向反向，焊接不間斷，焊槍回到一端后再次重復自動移位、反向，直至堆焊結(jié)束。其中PLC部分梯形圖程序如所示。
主程序流程堆焊試驗為了檢驗系統(tǒng)運行的可靠性，并獲得理想的堆焊效果，應用以上程序?qū)囥^進行了大量工藝試驗。按照成型接近原型尺寸且效率Page條講解制造與質(zhì)量控制詳細要求的全部內(nèi)容，熟悉操作規(guī)范，掌握操作程序。
整改調(diào)試現(xiàn)有的設(shè)備加工能力和精度，使其滿足加工質(zhì)量要求。
熟悉日方提供的吸收床套料圖，掌握下料方法并控制好尺寸要求，保護好原材料標識，不混料。
正確合理安排制造工藝流程，提高制造水平，嚴格質(zhì)量管理。
在焊縫的質(zhì)量控制方面。焊接工藝：縱縫采用雙面埋弧自動焊；環(huán)縫采用內(nèi)環(huán)縫焊條電弧焊；外環(huán)縫埋弧自動焊；其余均為焊條電弧焊。由于日方規(guī)定：縱、環(huán)縫返工不準超過一次，而且焊縫表面只允許有少量修磨痕跡，盡可能保持焊縫原形。為了滿足這一規(guī)定，成立了埋弧自動焊和焊條電弧焊焊接攻關(guān)小組進行摸擬焊接試驗，探索焊接規(guī)范及方法，以滿足焊接質(zhì)量、焊接外觀成形要求。
在產(chǎn)品的外觀質(zhì)量控制方面。由于日方非常重視產(chǎn)品外觀質(zhì)量，在制作中的產(chǎn)品外觀打磨要求很高。因此，在生產(chǎn)過程中嚴格控制每一個工件和工序質(zhì)量，盡量減少工件的表面損傷。裝配中盡量避免敲打，完工后，產(chǎn)品整體精細修磨。
