CN109759685A - 一种钢格板压焊的自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种钢格板压焊的自动控制系统及方法，通过接收传感器和接近开关采集的状态信息，并根据其控制所述送料单元、移动机构和牵引单元和所述压焊机的执行机构动作，循环对钢格板实现自动压焊，克服了使用过程中带来的缺陷，结合驱动伺服电机，能够自动送料、压焊和前移，过程根据设定长度进行焊接，具有自动化程度高、安全风险低、故障响应快、误差低和提升效率的优点。

Description

一种钢格板压焊的自动控制系统及方法

技术领域

本公开涉及一种钢格板压焊的自动控制系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

钢格板由负载扁钢和横杆(扭绞方钢、方钢、圆钢、扁钢等)按一定的间距进行经纬排列，通过高压电阻焊机上焊接而成的钢格板，经切割、切口、开孔、包边等工序深加工而成客户要求的成品。主要用来做，钢结构平台板，水沟盖板，钢梯的踏步板等。

焊接钢格板的连接杆是通过大电流和液压压力压进融化的扁钢中，焊点要求平整，压焊钢格板强度大于手工焊接钢格板。压焊钢格板已经将连接杆融进了扁钢中，手工焊接会出现漏焊、开焊等问题，手动控制送料，在使用中会出现连接杆脱落的状况，手动操作压焊机工作效率低，焊接间距误差较大，很难满足使用要求。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种钢格板压焊的自动控制系统及方法，本公开克服了使用过程中带来的缺陷，结合接近开关限位，驱动伺服电机，能够自动送料、压焊和前移，过程根据设定长度进行焊接，具有自动化程度高、安全风险低、故障响应快、误差低和提升效率的优点。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种钢格板压焊的自动控制系统，包括控制器、送料单元、牵引单元、压焊机及信号传输单元，其中：

所述送料单元包括伺服电机、移动机构、送料传输线及气动阀，用于钢格板横杆的送料，所述伺服电机驱动送料传输线的运转，送料传输线的某个位置上设置有两个相隔一段距离的气动阀，在接收到控制器发出的信号后，两个气动阀依次动作，保证一次仅掉落一根横杆，在一个焊接环节中，掉落两根横杆；

所述移动机构，设置在送料传输线的末端，能够承载掉落的横杆，且移动机构上设置有托杆，所述托杆上设置有多个与横杆相匹配的凹槽，凹槽的两端均设置有接近开关；

所述压焊机被配置为对输送来的横杆进行压焊作业；

所述牵引单元，具有移动件，能够承载着钢格板向指定方向移动指定距离；

所述信号传输单元，包括传感器组，所述传感器组包括多个传感器和所述接近开关，采集气动阀和压焊机的状态，采集动作信号提供给控制器；

所述控制器，并配置为接收传感器和接近开关采集的状态信息，并根据其控制所述送料单元、移动机构和牵引单元和所述压焊机的执行机构动作，循环对钢格板实现自动压焊。

作为进一步的限定，所述送料传输线用于钢格板横杆的送料，在接收到控制器发出的信号后，两个气动阀配合动作，实现每次仅一根横杆掉落到送料传输线末端设置的托杆上，且在一个焊接环节，前后掉落两根横杆于托杆上，被送至压焊机下侧，所述压焊机将横杆托起。

作为进一步的限定，当送料传输线的两侧均设置有传感器，以采集到横杆完全掉落到托杆的信息。

作为进一步的限定，所述牵引单元为设置在压焊机前端的运输车辆，带动钢格板向前移动。

作为进一步的限定，所述托杆上的凹槽均匀间隔分布，其凹槽相互平行设置，至少两个凹槽的两端设置有接近开关。通过接近开关能够保证两个横杆掉落，且掉落的方向正确。

作为进一步的限定，所述压焊机包括四立柱液压平台式结构，包括上中下三层，下层的固定平台上安装下电极、扁钢固定梳形夹件及扁钢焊接变形矫正装置，中层的液压上下运动平台的下端设置有上电极，上部及侧面安装设置有变压器和回路连接钢排，上层的固定平台安装液压缸，通过液压缸控制中层运动平台的上下运动。

作为进一步的限定，所述焊接变压器及整流器、上电极和下电极均用水冷却。

作为更进一步的限定，所述下层的固定平台上的梳形夹持装置夹持住输送过来的扁钢，平台端部升降式扁钢端部定位及对齐装置能够与之相配合，将扁钢端部挡住对齐并定位，所述横筋定位装置被配置为将横筋定位在扁钢上，所述液压平台带动上电极下压，待扁钢及横筋压紧后通电，将两根横筋压入扁钢，完成一次焊接。

作为进一步的限定，所述压焊机的下端设置有接近开关，当检测到移动机构运动至压焊机下端时，所述控制器被配置为向压焊机发送一延时时间，所述压焊机在所述延时时间之后再进行压焊操作，以保证移动机构的安全撤离。

作为进一步的限定，所述控制器为可编程控制器，连接有触摸屏，以接收控制指令。

作为进一步的限定，所述控制器受控于远程遥控器。

基于上述系统的工作方法，送料单元每次只滚落一根横杆，在每个焊接环节中，掉落两根横杆，在第一根横杆已经掉落至托杆上后，设置一延时时间，待移动机构承载托杆移动至下一凹槽所对应的位置时，掉落第二根横杆，当接近开关确认两个横杆均平行掉落至指定的凹槽内时，控制移动机构带动两根横杆到达压焊区域；

当压焊机处的接近开关接收到移动机构到达后，托举托杆上的两个横杆，并延时一定时间，供移动机构返回至送料单元处，到达延时时间后，进行压焊操作；

牵引单元带动钢格板向前运动指定距离，进行下一次的焊接环节。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

1.钢格板横杆通过气动阀的交替动作掉落在托杆，保证只掉落一根，不会出现横杆脱落现象，提高工作效率。

2.通过可编程控制器逻辑语言的编程，完全代替人工操作，通过传感器实时监测工作过程，由控制器输出控制完成整个焊接工作；响应速度快，不存在操作误差。

3.通过触摸屏设置焊接长度，逻辑程序经过运算，输出控制伺服电机，保证无误差。

4.通过可编程控制器逻辑程序编写，实现所有异常情况的互锁，不会出现整个工作顺序的错乱，保证安全。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的自动控制压焊机的结构示意图；

图2为本发明的横杆下落示意图；

图3为本发明的工艺流程图；

其中，1.大车，2.托盘，3.气动阀，4.小车，5.压焊机，6.大车伺服驱动电机，7.小车伺服驱动电机；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

如图1所示，一种钢格板压焊的自动控制系统，由可编程控制器、送料小车系统、压焊机、大车前移系统，伺服驱动系统、气动阀系统及信号采集和输出系统组成；

可编程控制器根据生产工艺、人员操作需求，编写逻辑语言，采集传感器数据，通过运算所生成的数据来控制输出，在可编程逻辑控制器中，运行应用逻辑，其处理来自相应传感器的输入数据，并且生成输出到一个或多个控制器的输出参数，其控制伺服驱动、气动阀、压焊机的行为；

送料小车系统有小车、伺服电机、送料机构及气动阀组成，用于钢格板横杆的送料，在接收到控制器发出的信号后，如图2所示，送料机构(可以选用传送带)上设置的前后两个气动阀依次动作，保证只掉落一根横杆到托杆，第二根横杆相同的动作掉落到托杆。

托杆上设置有多个并排平行设置的凹槽，每个凹槽的尺寸与横杆相匹配，能够容纳横杆，且至少两个凹槽的两端均设置有传感器，在本实施例中，传感器选用接近开关，当四个接近开关均接收到横杆完全掉落到托杆的信息后，说明两根横杆的掉落位置正确，控制器出发下条指令，利用小车承载着托杆将横杆送至压焊机下侧，由压焊机下侧托盘将横杆托起，等待一定延时，在此延时时间内送料小车收回，完成送料工作，压焊机再动作；图2中，I为2号电磁阀先动作，II为滚落一根横杆的状态，III为2号电磁阀恢复原始状态，隔开相邻的未滚落的横杆，IV为1号电磁阀动作，掉落上述滚落的横杆。

压焊机钢格板焊接主机采用四立柱液压平台式结构，下层固定平台上安装下电极、扁钢固定梳形家件及扁钢焊接变形矫正装置。平台端部设置升降式扁钢端部定位及对齐装置。中层液压上下运动平台下部安装焊接上电极，上部及侧面安装焊接变压器(如采用直流电压焊)、焊接回路连接钢排。上层固定平台安装液压缸，通过液压缸控制中层运动平台的上下运动，且在焊接过程中施加压力、焊接变压器及整流器、上下电极均用水冷却。

如图3所示，工作时，由扁钢支撑辊道输送过来的扁钢送入主机下层平台上的气动(或液压)梳形夹持装置中，此时平台端部升降式扁钢端部定位及对齐装置升起，将扁钢端部挡住对齐并定位，然后梳行夹持装置夹紧扁钢，此时横筋送料顶杆已将横筋顺利料槽顶入主机，并落在扁钢上，通过横筋定位装置将横筋定位在扁钢上，此时液压平台带动上电极下压，待扁钢及横筋压紧后通电，将两根横筋压入扁钢，完成第一次焊接，平台端部升降式扁钢端部定位及对齐装置下降，梳行夹持送进装置将扁钢向前送一个步距，进行第二次焊接，如此循环进行钢格板产品的焊接。

大车前移系统由伺服电机驱动前移，焊接完成后，传感器将信号反馈至可编程控制器，通过逻辑输出指令出发伺服驱动，前移距离可通过触摸屏设置前移距离，写入控制器，用于执行前移距离，前移完成后自动进入下一轮焊接环节循环；

采集信号和输出系统，由传感器和控制继电器组成，传感器采集动作信号提供给可编程控制器，经过运算处理输出到继电器，用于控制。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：包括控制器、送料单元、牵引单元、压焊机及信号传输单元，其中：

所述送料单元包括伺服电机、移动机构、送料传输线及气动阀，用于钢格板横杆的送料，所述伺服电机驱动送料传输线的运转，送料传输线的某个位置上设置有两个相隔一段距离的气动阀，在接收到控制器发出的信号后，两个气动阀依次动作，保证一次仅掉落一根横杆，在一个焊接环节中，掉落两根横杆；

所述移动机构，设置在送料传输线的末端，能够承载掉落的横杆，且移动机构上设置有托杆，所述托杆上设置有多个与横杆相匹配的凹槽，凹槽的两端均设置有接近开关；

所述压焊机被配置为对输送来的横杆进行压焊作业；

所述牵引单元，具有移动件，能够承载着钢格板向指定方向移动指定距离；

所述信号传输单元，包括传感器组，所述传感器组包括多个传感器，分别采集气动阀和压焊机的状态，采集动作信号提供给控制器；

所述控制器，并配置为接收传感器组采集的状态信息，并根据其控制所述送料单元、移动机构和牵引单元和所述压焊机的执行机构动作，循环对钢格板实现自动压焊。

2.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述送料传输线用于钢格板横杆的送料，在接收到控制器发出的信号后，两个气动阀配合动作，实现每次仅一根横杆掉落到送料传输线末端设置的托杆上，且在一个焊接环节，前后掉落两根横杆于托杆上，被送至压焊机下侧，所述压焊机将横杆托起。

3.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：当送料传输线的两侧均设置有传感器，以采集到横杆完全掉落到托杆的信息。

4.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述牵引单元为设置在压焊机前端的运输车辆，带动钢格板向前移动。

5.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述托杆上的凹槽均匀间隔分布，其凹槽相互平行设置，至少两个凹槽的两端设置有接近开关。

6.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述压焊机包括四立柱液压平台式结构，包括上中下三层，下层的固定平台上安装下电极、扁钢固定梳形夹件及扁钢焊接变形矫正装置，中层的液压上下运动平台的下端设置有上电极，上部及侧面安装设置有变压器和回路连接钢排，上层的固定平台安装液压缸，通过液压缸控制中层运动平台的上下运动。

7.如权利要求6所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述下层的固定平台上的梳形夹持装置夹持住输送过来的扁钢，平台端部升降式扁钢端部定位及对齐装置能够与之相配合，将扁钢端部挡住对齐并定位，所述横筋定位装置被配置为将横筋定位在扁钢上，所述液压平台带动上电极下压，待扁钢及横筋压紧后通电，将两根横筋压入扁钢，完成一次焊接。

8.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述压焊机的下端设置有接近开关，当检测到移动机构运动至压焊机下端时，所述控制器被配置为向压焊机发送一延时时间，所述压焊机在所述延时时间之后再进行压焊操作，以保证移动机构的安全撤离。

9.如权利要求1所述的一种钢格板压焊的自动控制系统，其特征是：所述控制器为可编程控制器，连接有触摸屏，以接收控制指令；

或，所述控制器受控于远程遥控器。

10.基于如权利要求1-9中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：送料单元每次只滚落一根横杆，在每个焊接环节中，掉落两根横杆，在第一根横杆已经掉落至托杆上后，设置一延时时间，待移动机构承载托杆移动至下一凹槽所对应的位置时，掉落第二根横杆，当接近开关确认两个横杆均平行掉落至指定的凹槽内时，控制移动机构带动两根横杆到达压焊区域；

当压焊机处的接近开关接收到移动机构到达后，托举托杆上的两个横杆，并延时一定时间，供移动机构返回至送料单元处，到达延时时间后，进行压焊操作；

牵引单元带动钢格板向前运动指定距离，进行下一次的焊接环节。