專利名稱：一種汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車型材的焊接方法，屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在汽車型材輥壓生產(chǎn)過程中，國內(nèi)普遍使用焊接是等距焊接，這種方式的缺點是
對于需要精確控制的焊點位置操控性較差；
1、 在實施拉彎工藝時因為型材的彎曲曲線上存在焊點，從而影響拉彎工藝的成形效果甚
至型材從焊點處開裂；
2、 等距焊接焊點位置不可調(diào)整，因此型材余料切斷和工藝沖孔時有可能將焊點破壞，造 成型材變形甚至型材焊點處開裂，影響產(chǎn)品性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服等距焊接方法的缺陷，避免拉彎、沖壓、切斷等后續(xù)工藝對型材焊點處的 損壞，提供一種有效的汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法 本發(fā)明所稱問題是這樣解決的
一種汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法，它以編碼器、測長輪作為測速裝置，以可 編程控制器作為變距焊接和切斷的控制裝置，變距焊接采用滾點焊機，切斷采用液壓切斷裝置，
所述液壓切斷裝置由切刀、與切刀相聯(lián)的切斷缸9、及帶動切斷裝置完成往復(fù)動作的往復(fù)驅(qū)動 缸10組成；所述測長輪固定在輥壓線的型材進口處，所述編碼器安裝在測長輪上，所述滾點 焊機的焊接電極與切刀沿輥壓線型材前進方向依次安裝，其焊接控制步驟為
a. 設(shè)定產(chǎn)品的焊接點數(shù)據(jù)，輸入可編程序控制器，可編程序控制器將按照所設(shè)定的焊接
點數(shù)據(jù)控制輥壓線、滾點焊機和液壓切斷裝置的運行；
b. 輥壓線按設(shè)定速度運行時，測長輪連續(xù)測出型材運行距離，輸入到可編程序控制器； C.當(dāng)型材運行到所設(shè)定的第一個焊點距離時，可編程序控制器輸出焊接脈沖指令，滾點
焊機隨即進行焊接
d.重復(fù)b、 C步驟，直到完成設(shè)定的焊點數(shù)；
其切斷控制步驟為
e. 設(shè)定X值為焊機電極到切刀的長度，并設(shè)定一個虛擬的Y參照值，Y參照值為焊機電
極到切刀的間距長度整除料長后的余數(shù)；
f. 當(dāng)測長輪測量長度達(dá)到￥參照值的80 95%時，令液壓切斷的動力源加壓、作好準(zhǔn)備；
g. 測量到Y(jié)參照值的90 9漲時令往復(fù)驅(qū)動缸帶動切刀安裝架與型材同步運動，按照設(shè) 定的運行軌跡前進；
h. 測量到Y(jié)參照值時令切刀對型材切斷；
i. 切斷完成后令往復(fù)驅(qū)動缸回程，切斷缸回到初始位置；
j.切斷完成后，輥壓線繼續(xù)運行，可編程序控制器向控制器內(nèi)的高速計數(shù)器發(fā)清零脈沖， 高速計數(shù)器重新計數(shù)，測長輪重新開始測長。
上述汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法，所述型材輥壓線運行距離按如下方式轉(zhuǎn)
換
a. .型材輥壓線按設(shè)定速度運行，測長輪同步旋轉(zhuǎn)，可編程序控制器中的高速計數(shù)器開始 計量測長輪上的編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)；
b. 測長輪和編碼器之間確定其脈沖當(dāng)量，根據(jù)脈沖當(dāng)量比例關(guān)系將焊點距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 脈沖量；
c. 可編程序控制器將髙速計數(shù)器采集的實際脈沖數(shù)與上述焊點距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的脈沖量比 較，即可得到焊點距離數(shù)值。
本發(fā)明采用的變距焊接技術(shù)可以精確的控制焊點的位置，避免產(chǎn)品在成型工序因型材輥壓 線的彎曲曲線上存在焊點，從而影響拉彎工藝的成形效果甚至使型材從焊點處開裂。等距jf接 因焊點位置不可調(diào)整而產(chǎn)生的各種缺陷都可以通過調(diào)整變距焊點參數(shù)來解決。為了保證變距焊 接型材質(zhì)量和提高輥壓線的運行速度，準(zhǔn)確的切斷控制是必不可少的，連續(xù)切斷技術(shù)可以在生 產(chǎn)線不間斷運行的情況下實現(xiàn)定長定點切斷，它不僅滿足了上述要求，而且還可以顯著提髙生 產(chǎn)效率和減緩設(shè)備磨損。為了使變距焊接和連續(xù)切斷能夠準(zhǔn)確控制，本發(fā)明在切斷部分增加了 往復(fù)驅(qū)動缸，往復(fù)驅(qū)動缸帶動切刀架與型材同步運動，按照設(shè)定的軌跡行走，并使切斷過程中 切刀和型材的運行5ES相同，保證了切點定位準(zhǔn)確。引入X、 Y虛擬值(X值為焊機電極到切刀 的長度,Y值為焊機電極到切刀的長度整除料長后的余數(shù))、并以此控制往復(fù)驅(qū)動缸啟動時刻百 分比參數(shù)，通過調(diào)整這些參數(shù)就可以準(zhǔn)確的找到切斷點，使控制過程直觀、方便，在變換產(chǎn)品
時這樣的設(shè)置使修改更為容易，而且也避免了控制系統(tǒng)和執(zhí)行部分在操作中存在的延誤?？傊?， 本發(fā)明能確保焊點和切點參數(shù)的一致性和準(zhǔn)確性，并能減少設(shè)備起停次數(shù)，從而最終實現(xiàn)節(jié)能 降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。


圖1是本發(fā)明焊接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2、圖3、圖4分別是型材處于輥壓生產(chǎn)線不同位置時切斷點變化示意圖，其中，圖2 表示切斷點已經(jīng)進入Y值范圍；圖3表示切斷點接近切刀位置，此時往復(fù)驅(qū)動缸啟動；圖3表 示計數(shù)脈沖到Y(jié)值，切刀切斷；
圖5是型材焊點示意圖6本發(fā)明的主程序流程框圖。
圖中各標(biāo)號為l-人機界面；2—可編程序控制器PLC; 3—滾點焊機；4—液壓動力源；5 一輥壓線型材；6—測長輪；7—焊接電極；8_切刀；9一切斷缸；IO—往復(fù)驅(qū)動缸；12—切斷 點；13—焊點；14—工藝孔；15_型材；16-切刀安裝架。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及的汽車型材輥壓生產(chǎn)的質(zhì)量控制一直是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。等距焊接對于需要 精確控制的焊點位置操控性較差，在拉彎、沖壓、切斷工藝后，型材焊點處容易變形甚至開裂， 切后型材余料上焊點不能消除也會造成資源浪費。
本發(fā)明針提出采用變距焊接方法提高產(chǎn)品質(zhì)量。變距焊接技術(shù)可以精準(zhǔn)的實現(xiàn)焊點的自動 測長和變距調(diào)節(jié)，從而可以精確的控制焊點的位置和數(shù)量，這樣可以避免等距焊接的缺點。
本發(fā)明采用了可編程序控制器作為變距焊接和切斷的控制裝置，由編碼器、測長輪作為測 速裝置，首先設(shè)定產(chǎn)品的焊接點數(shù)據(jù)，輸入到可編程序控制器，后者將按照所設(shè)定的焊接點數(shù) 據(jù)控制輥壓線、滾點焊機和液壓切斷裝置運行。
可編程序控制器PLC采用K200S系列，并配以人機界面，PLC中包括高速計數(shù)器和晶體管 輸入輸出模塊，采用晶體管輸入輸出模塊可以獲得較快的時間響應(yīng)，響應(yīng)時間在2ms以下。變 距焊接程序首先由測長輪(周長300mm)和編碼器(4000P/R=2000P/RX倍頻2)的選型確定出脈 沖當(dāng)量(1咖=40/3脈沖)。根據(jù)這個比例關(guān)系將來自操作系統(tǒng)的焊點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為脈沖量，然后將 高速計數(shù)器采集來的實際脈沖與其比較(由PLC來完成)，兩者相等時(考慮到PLC的掃描時間， 最好取用大于等于，避免丟點)，通過晶體管輸入輸出模塊輸出一個脈寬可調(diào)的脈沖，給定燥
機控制極進行焊接。焊機采用滾點焊機，相對于普通的點焊機，效率比較高，響應(yīng)速度快。
在實際操作中，因為型材存在彎曲曲線和工藝孔，因此焊點的位置需要跟蹤調(diào)整，防止彎
曲曲線上出現(xiàn)焊點和工藝孔與焊點重合。要求在余料切斷后，上一切斷點不開焊不變形。
焊點參數(shù)設(shè)置可以保存到PLC中，PLC中可存儲多套參數(shù)組，不同的產(chǎn)品對應(yīng)不同的參數(shù)
組，可隨時調(diào)用，省時省力。
在已有技術(shù)中，采用的切斷方式都是斷續(xù)切斷，即當(dāng)剪切長度到位時，輥壓線停止運行，
切刀開始工作，待切斷完成后，輥壓線繼續(xù)運行。這種切斷方式缺點很多，首先是輥壓線頻繁
啟動、驅(qū)動電機瞬間啟動電流很大，對電網(wǎng)造成沖擊，影響電網(wǎng)參數(shù)；機械傳動部分如減速機
等也因頻繁起停而使磨損加劇。同時，頻繁的起停也使生產(chǎn)效率很低。本發(fā)明中的連續(xù)切斷技 術(shù)是在生產(chǎn)線不間斷運行情況下實現(xiàn)定長定點切斷的，它可以顯著提高生產(chǎn)效率和減緩設(shè)備磨
損。為了使變距焊接和連續(xù)切斷能夠緊密結(jié)合起來，引入X、 Y值以及往復(fù)驅(qū)動缸的啟動時刻 百分比數(shù)，通過調(diào)整這些參數(shù)就可以準(zhǔn)確的找到切斷點。
本發(fā)明采用的連續(xù)切斷為液壓隨動，動力部分包括往復(fù)驅(qū)動缸和切斷缸，機械部分包辨切 刀8和切刀安裝架16。切斷缸帶動切刀進行型材切斷，驅(qū)動缸帶動切刀安裝架，按照軌跡行走， 使得切斷瞬間切刀和型材同步或速度相近。
由于在實踐中不可能保證切刀與焊接電極間的距離是料長的整數(shù)倍，因此就需要有個修正 值來做調(diào)整。切斷和往復(fù)驅(qū)動缸何時運行都由這個參數(shù)設(shè)定，本發(fā)明引入的X、 Y值概念即是 用來修正切刀切斷位置的。X值為焊機電極到切刀的長度，Y值為焊機電極到切刀的長度整除料 長后的余數(shù)，這個數(shù)值是用來修正切刀的切斷位置的。其中X值是在生產(chǎn)線調(diào)定后即為一個確 定值，現(xiàn)場操作時只要將X值輸入PLC即可，Y值是程序中自動運算所得，這樣的設(shè)置對于現(xiàn) 場工人操作要求大大降低。本發(fā)明在切斷程序中引入的驅(qū)動缸啟動時刻百分比參數(shù)，是用來確 定驅(qū)動缸的運動起始時間的，通過調(diào)整上述這些參數(shù)就可以實現(xiàn)準(zhǔn)確的切斷。
下面列舉一實例作進一步說明。
設(shè)需要焊接的工件料長為650mm,焊接電極到切刀的長度X參數(shù)為870mm, Y參數(shù)的數(shù)值 為220mm，然后實施如下過程
a) 在PLC中選用相應(yīng)的程序，按下操作系統(tǒng)上的啟動按鈕，輥壓線按照設(shè)定速度運行， 同時型材帶動測長輪轉(zhuǎn)動，測長輪上安裝的編碼器也隨之轉(zhuǎn)動，高速計數(shù)器開始計數(shù)。
b) 當(dāng)高速計數(shù)器器記錄數(shù)值等于設(shè)定的第一個焊點間距數(shù)值時，PLC的輸出模塊輸出
寬可調(diào)的脈沖，焊機采集到信號后，隨即進行焊接。此時輥壓線并沒有停止，高速計數(shù)器也在 不停計數(shù)，當(dāng)數(shù)值等于第二個焊點間距設(shè)定數(shù)值時，PLC的輸出模塊再次輸出脈寬可調(diào)的脈沖， 焊機進行焊接操作，以此類推，直到完成設(shè)定的焊點數(shù)。
c) 當(dāng)高速計數(shù)器記錄到數(shù)值Y參數(shù)段設(shè)定值的9W時，液壓切斷裝置(溢流閥)使液壓 系統(tǒng)加壓，為切斷做準(zhǔn)備；當(dāng)高速計數(shù)器記錄數(shù)值到Y(jié)參數(shù)設(shè)定值的95.8X時往復(fù)驅(qū)動缸啟動， 與型材同步運動，當(dāng)高速計數(shù)器記錄數(shù)值到丫參數(shù)段設(shè)定值的100%時，切刀部份工作，切斷完 成后驅(qū)動缸回程，溢流閥停止工作，切斷裝置回到初始位置。
d) 切刀切斷型材時輥壓線并沒有停止，而是按照預(yù)定程序繼續(xù)運行和焊接，在切斷的同 時給定一個使高速計數(shù)器清零的脈沖，輥壓線不停線，高速計數(shù)器重新計數(shù)，以上過程循環(huán)進 行。
權(quán)利要求
1一種汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法，其特征在于，它以編碼器、測長輪作為測速裝置，以可編程控制器作為變距焊接和切斷的控制裝置，變距焊接采用滾點焊機，切斷采用液壓切斷裝置，所述液壓切斷裝置由切刀、與切刀相聯(lián)的切斷缸9、及帶動切斷裝置完成往復(fù)動作的往復(fù)驅(qū)動缸10組成；所述測長輪固定在輥壓線的型材進口處，所述編碼器安裝在測 長輪上，所述滾點焊機的焊接電極與切刀沿輥壓線型材前進方向依次安裝，其焊接控制步驟為a.設(shè)定產(chǎn)品的焊接點數(shù)據(jù)，輸入可編程序控制器，可編程序控制器將按照所設(shè)定的焊接點數(shù)據(jù)控制輥壓線、滾點焊機和液壓切斷裝置的運行；b.輥壓線按設(shè)定速度運行時，測長輪連續(xù)測出型材運行距離，輸入到可編程序控制器；c.當(dāng)型材運行到所設(shè)定的第一個焊點距離時，可編程序控制器輸出焊接脈沖指令，滾點焊機隨即進行焊接；d.重復(fù)b、c步驟，直到完成設(shè)定的焊點數(shù)；其切斷控制步驟為e.設(shè)定X值為焊機電極到切刀的長度，并設(shè)定一個虛擬的Y參照值，Y參照值為焊機電極到切刀的間距長度整除料長后的余數(shù)；f.當(dāng)測長輪測量長度達(dá)到Y(jié)參照值的80～95％時，令液壓切斷的動力源加壓就緒；g.測量到Y(jié)參照值的90～98％時令往復(fù)驅(qū)動缸帶動切刀安裝架與型材同步運動，按照設(shè)定的運行軌跡前進；h.測量到Y(jié)參照值時令切刀對型材切斷；i.切斷完成后令往復(fù)驅(qū)動缸回程，切斷缸回到初始位置；j.切斷完成后，輥壓線繼續(xù)運行，可編程序控制器向控制器內(nèi)的高速計數(shù)器發(fā)清零脈沖，高速計數(shù)器重新計數(shù)，測長輪重新開始測長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車型材輥壓線變距輝接及切斷控制方法，其特征在于所述 型材運行的距離按照如下方式進行轉(zhuǎn)換a.型材輥壓線按設(shè)定速度運行，測長輪同歩旋轉(zhuǎn)，可編程序控制器中的高速計數(shù)器丌始計 量測長輪上的編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)；b. 測長輪和編碼器之間確定其脈沖當(dāng)量，根據(jù)脈沖當(dāng)量比例關(guān)系將'焊點距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為脈 沖量；c. 可編程序控制器將高速計數(shù)器采集的實際脈沖數(shù)與上述焯點距離數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的脈沖量比 較，即可得到焊點距離數(shù)值。
全文摘要
一種汽車型材輥壓線變距焊接及切斷控制方法，屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，用于提高汽車型材輥壓線型材的焊接質(zhì)量。其技術(shù)方案是它以編碼器、測長輪作為測速裝置，以可編程控制器作為變距焊接和切斷的控制裝置，其焊接和切斷步驟為設(shè)定產(chǎn)品的焊接點數(shù)據(jù)，輸入到可編程序控制器，設(shè)定X、Y參數(shù)值，Y參照值為焊接電極到切刀的長度減去料長后的余數(shù)，計數(shù)器計數(shù)達(dá)到Y(jié)參照值的90％時，液壓切斷裝置的液壓系統(tǒng)加壓，計數(shù)到Y(jié)參照值95.8％時，往復(fù)驅(qū)動缸前進，計數(shù)到Y(jié)參照值時，切刀對型材切斷。本發(fā)明能確保焊點和切點參數(shù)的一致性和準(zhǔn)確性，并能減少設(shè)備起停次數(shù)，從而最終實現(xiàn)節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
文檔編號G05B19/04GK101183245SQ200710139490
公開日2008年5月21日 申請日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者于孟忠, 孫少波, 韓振宇 申請人:凌云工業(yè)股份有限公司