控制系统硬件设计

　　基于PLC控制的自动焊机不仅能够满足工件的焊接质量，而且要求能够完全实现全自动化，由于该控制系统所要控制的动作步骤复杂、控制精度要求高，采用PLC工业处理器、光电耦合、电子感应传感器等元器件来实现焊接过程的自动化控制。工件的夹紧与松开，焊枪的前进与退出，门的开起与关闭等均采用气动控制装置来完成。控制系统主要分为以下几个部分：

　　主控部分、驱动部分、操作系统部分、辅助控制部分。

　　主控部分采用台达PLC为主控单元，焊接长度、速度可预先设定，可实现任意分度焊接。驱动部分采用步进电机以保证旋转定位准确。

　　由工艺要求和控制技术的特点，在控制中所有的控制量、开关量和模拟量使用较多，针对焊接车间生产环境较为恶劣的特点，在选用器件时选用了抗干扰性强、可靠性高、适用性广的PLC作为控制核心。选用台达公司的可编程控制器，其输入点为16点、输出点为8点，输出类型为继电器输出，可满足通断交流或直流负载。控制部分的设计为手动、自动工作等操作方式。控制系统如图1所示。

　　手动操作方式主要供系统调试和设备维修时使用，通过控制台台板上的手动控制按钮可分别操作各工序单独进行，并设计有指示信号灯。整个系统的输入信号为数字量和模拟量，输出负载信号均为数字量(分负载信号和指示信号)。输入输出接口分配如表l所示，PLC控制原理如图2所示。

    工件定位过程中完成三个方向的运动：工作台沿机床导轨在水平方向的平动、工件在水平面内的旋转运动和垂直方向的运动，均由交流伺服电机通过伺服驱动模块和CNC输出点相连，实现控制系统的控制指令所要求的动作过程。

　　控制过程所需要的工件位置信号和机床状态信号是由位置检测元件产生的，限位开关和接近开关，分别用于工件的检测，轴向限位和定位。它们分别通过接口电路与PLC相连，将各自的信号传输到PLC，作为控制的输入信号。

　　焊接加工过程所需要的焊接电源和相应的送丝机构都有直接的远程控制接口，可以通过接口电路接至PLC输出点。控制系统可对起弧、息弧、电流切换等进行控制。

　　实际电路中，由于输出点的负载能力较弱，故采用继电器输出。其负载能力取决于继电器触点的输出能力