专利名称：一种汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车型材的焊接方法，属焊接技术领域。
背景技术：
在汽车型材辊压生产过程中，国内普遍使用焊接是等距焊接，这种方式的缺点是
对于需要精确控制的焊点位置操控性较差；
1、 在实施拉弯工艺时因为型材的弯曲曲线上存在焊点，从而影响拉弯工艺的成形效果甚
至型材从焊点处开裂；
2、 等距焊接焊点位置不可调整，因此型材余料切断和工艺冲孔时有可能将焊点破坏，造 成型材变形甚至型材焊点处开裂，影响产品性能。
发明内容
本发明用于克服等距焊接方法的缺陷，避免拉弯、冲压、切断等后续工艺对型材焊点处的 损坏，提供一种有效的汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法 本发明所称问题是这样解决的
一种汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法，它以编码器、测长轮作为测速装置，以可 编程控制器作为变距焊接和切断的控制装置，变距焊接采用滚点焊机，切断采用液压切断装置，
所述液压切断装置由切刀、与切刀相联的切断缸9、及带动切断装置完成往复动作的往复驱动 缸10组成；所述测长轮固定在辊压线的型材进口处，所述编码器安装在测长轮上，所述滚点 焊机的焊接电极与切刀沿辊压线型材前进方向依次安装，其焊接控制步骤为
a. 设定产品的焊接点数据，输入可编程序控制器，可编程序控制器将按照所设定的焊接
点数据控制辊压线、滚点焊机和液压切断装置的运行；
b. 辊压线按设定速度运行时，测长轮连续测出型材运行距离，输入到可编程序控制器； C.当型材运行到所设定的第一个焊点距离时，可编程序控制器输出焊接脉冲指令，滚点
焊机随即进行焊接
d.重复b、 C步骤，直到完成设定的焊点数；
其切断控制步骤为
e. 设定X值为焊机电极到切刀的长度，并设定一个虚拟的Y参照值，Y参照值为焊机电
极到切刀的间距长度整除料长后的余数；
f. 当测长轮测量长度达到￥参照值的80 95%时，令液压切断的动力源加压、作好准备；
g. 测量到Y参照值的90 9涨时令往复驱动缸带动切刀安装架与型材同步运动，按照设 定的运行轨迹前进；
h. 测量到Y参照值时令切刀对型材切断；
i. 切断完成后令往复驱动缸回程，切断缸回到初始位置；
j.切断完成后，辊压线继续运行，可编程序控制器向控制器内的高速计数器发清零脉冲， 高速计数器重新计数，测长轮重新开始测长。
上述汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法，所述型材辊压线运行距离按如下方式转
换
a. .型材辊压线按设定速度运行，测长轮同步旋转，可编程序控制器中的高速计数器开始 计量测长轮上的编码器发出的脉冲数；
b. 测长轮和编码器之间确定其脉冲当量，根据脉冲当量比例关系将焊点距离数据转化为 脉冲量；
c. 可编程序控制器将髙速计数器采集的实际脉冲数与上述焊点距离数据转化的脉冲量比 较，即可得到焊点距离数值。
本发明采用的变距焊接技术可以精确的控制焊点的位置，避免产品在成型工序因型材辊压 线的弯曲曲线上存在焊点，从而影响拉弯工艺的成形效果甚至使型材从焊点处开裂。等距jf接 因焊点位置不可调整而产生的各种缺陷都可以通过调整变距焊点参数来解决。为了保证变距焊 接型材质量和提高辊压线的运行速度，准确的切断控制是必不可少的，连续切断技术可以在生 产线不间断运行的情况下实现定长定点切断，它不仅满足了上述要求，而且还可以显著提髙生 产效率和减缓设备磨损。为了使变距焊接和连续切断能够准确控制，本发明在切断部分增加了 往复驱动缸，往复驱动缸带动切刀架与型材同步运动，按照设定的轨迹行走，并使切断过程中 切刀和型材的运行5ES相同，保证了切点定位准确。引入X、 Y虚拟值(X值为焊机电极到切刀 的长度,Y值为焊机电极到切刀的长度整除料长后的余数)、并以此控制往复驱动缸启动时刻百 分比参数，通过调整这些参数就可以准确的找到切断点，使控制过程直观、方便，在变换产品
时这样的设置使修改更为容易，而且也避免了控制系统和执行部分在操作中存在的延误。总之， 本发明能确保焊点和切点参数的一致性和准确性，并能减少设备起停次数，从而最终实现节能 降耗和提高产品质量的目的。
图1是本发明焊接系统结构示意图2、图3、图4分别是型材处于辊压生产线不同位置时切断点变化示意图，其中，图2 表示切断点已经进入Y值范围；图3表示切断点接近切刀位置，此时往复驱动缸启动；图3表 示计数脉冲到Y值，切刀切断；
图5是型材焊点示意图6本发明的主程序流程框图。
图中各标号为l-人机界面；2—可编程序控制器PLC; 3—滚点焊机；4—液压动力源；5 一辊压线型材；6—测长轮；7—焊接电极；8_切刀；9一切断缸；IO—往复驱动缸；12—切断 点；13—焊点；14—工艺孔；15_型材；16-切刀安装架。
具体实施例方式
本发明涉及的汽车型材辊压生产的质量控制一直是行业内的技术难题。等距焊接对于需要 精确控制的焊点位置操控性较差，在拉弯、冲压、切断工艺后，型材焊点处容易变形甚至开裂， 切后型材余料上焊点不能消除也会造成资源浪费。
本发明针提出采用变距焊接方法提高产品质量。变距焊接技术可以精准的实现焊点的自动 测长和变距调节，从而可以精确的控制焊点的位置和数量，这样可以避免等距焊接的缺点。
本发明采用了可编程序控制器作为变距焊接和切断的控制装置，由编码器、测长轮作为测 速装置，首先设定产品的焊接点数据，输入到可编程序控制器，后者将按照所设定的焊接点数 据控制辊压线、滚点焊机和液压切断装置运行。
可编程序控制器PLC采用K200S系列，并配以人机界面，PLC中包括高速计数器和晶体管 输入输出模块，采用晶体管输入输出模块可以获得较快的时间响应，响应时间在2ms以下。变 距焊接程序首先由测长轮(周长300mm)和编码器(4000P/R=2000P/RX倍频2)的选型确定出脉 冲当量(1咖=40/3脉冲)。根据这个比例关系将来自操作系统的焊点数据转化为脉冲量，然后将 高速计数器采集来的实际脉冲与其比较(由PLC来完成)，两者相等时(考虑到PLC的扫描时间， 最好取用大于等于，避免丢点)，通过晶体管输入输出模块输出一个脉宽可调的脉冲，给定燥
机控制极进行焊接。焊机采用滚点焊机，相对于普通的点焊机，效率比较高，响应速度快。
在实际操作中，因为型材存在弯曲曲线和工艺孔，因此焊点的位置需要跟踪调整，防止弯
曲曲线上出现焊点和工艺孔与焊点重合。要求在余料切断后，上一切断点不开焊不变形。
焊点参数设置可以保存到PLC中，PLC中可存储多套参数组，不同的产品对应不同的参数
组，可随时调用，省时省力。
在已有技术中，采用的切断方式都是断续切断，即当剪切长度到位时，辊压线停止运行，
切刀开始工作，待切断完成后，辊压线继续运行。这种切断方式缺点很多，首先是辊压线频繁
启动、驱动电机瞬间启动电流很大，对电网造成冲击，影响电网参数；机械传动部分如减速机
等也因频繁起停而使磨损加剧。同时，频繁的起停也使生产效率很低。本发明中的连续切断技 术是在生产线不间断运行情况下实现定长定点切断的，它可以显著提高生产效率和减缓设备磨
损。为了使变距焊接和连续切断能够紧密结合起来，引入X、 Y值以及往复驱动缸的启动时刻 百分比数，通过调整这些参数就可以准确的找到切断点。
本发明采用的连续切断为液压随动，动力部分包括往复驱动缸和切断缸，机械部分包辨切 刀8和切刀安装架16。切断缸带动切刀进行型材切断，驱动缸带动切刀安装架，按照轨迹行走， 使得切断瞬间切刀和型材同步或速度相近。
由于在实践中不可能保证切刀与焊接电极间的距离是料长的整数倍，因此就需要有个修正 值来做调整。切断和往复驱动缸何时运行都由这个参数设定，本发明引入的X、 Y值概念即是 用来修正切刀切断位置的。X值为焊机电极到切刀的长度，Y值为焊机电极到切刀的长度整除料 长后的余数，这个数值是用来修正切刀的切断位置的。其中X值是在生产线调定后即为一个确 定值，现场操作时只要将X值输入PLC即可，Y值是程序中自动运算所得，这样的设置对于现 场工人操作要求大大降低。本发明在切断程序中引入的驱动缸启动时刻百分比参数，是用来确 定驱动缸的运动起始时间的，通过调整上述这些参数就可以实现准确的切断。
下面列举一实例作进一步说明。
设需要焊接的工件料长为650mm,焊接电极到切刀的长度X参数为870mm, Y参数的数值 为220mm，然后实施如下过程
a) 在PLC中选用相应的程序，按下操作系统上的启动按钮，辊压线按照设定速度运行， 同时型材带动测长轮转动，测长轮上安装的编码器也随之转动，高速计数器开始计数。
b) 当高速计数器器记录数值等于设定的第一个焊点间距数值时，PLC的输出模块输出
宽可调的脉冲，焊机采集到信号后，随即进行焊接。此时辊压线并没有停止，高速计数器也在 不停计数，当数值等于第二个焊点间距设定数值时，PLC的输出模块再次输出脉宽可调的脉冲， 焊机进行焊接操作，以此类推，直到完成设定的焊点数。
c) 当高速计数器记录到数值Y参数段设定值的9W时，液压切断装置(溢流阀)使液压 系统加压，为切断做准备；当高速计数器记录数值到Y参数设定值的95.8X时往复驱动缸启动， 与型材同步运动，当高速计数器记录数值到丫参数段设定值的100%时，切刀部份工作，切断完 成后驱动缸回程，溢流阀停止工作，切断装置回到初始位置。
d) 切刀切断型材时辊压线并没有停止，而是按照预定程序继续运行和焊接，在切断的同 时给定一个使高速计数器清零的脉冲，辊压线不停线，高速计数器重新计数，以上过程循环进 行。
权利要求
1一种汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法，其特征在于，它以编码器、测长轮作为测速装置，以可编程控制器作为变距焊接和切断的控制装置，变距焊接采用滚点焊机，切断采用液压切断装置，所述液压切断装置由切刀、与切刀相联的切断缸9、及带动切断装置完成往复动作的往复驱动缸10组成；所述测长轮固定在辊压线的型材进口处，所述编码器安装在测 长轮上，所述滚点焊机的焊接电极与切刀沿辊压线型材前进方向依次安装，其焊接控制步骤为a.设定产品的焊接点数据，输入可编程序控制器，可编程序控制器将按照所设定的焊接点数据控制辊压线、滚点焊机和液压切断装置的运行；b.辊压线按设定速度运行时，测长轮连续测出型材运行距离，输入到可编程序控制器；c.当型材运行到所设定的第一个焊点距离时，可编程序控制器输出焊接脉冲指令，滚点焊机随即进行焊接；d.重复b、c步骤，直到完成设定的焊点数；其切断控制步骤为e.设定X值为焊机电极到切刀的长度，并设定一个虚拟的Y参照值，Y参照值为焊机电极到切刀的间距长度整除料长后的余数；f.当测长轮测量长度达到Y参照值的80～95％时，令液压切断的动力源加压就绪；g.测量到Y参照值的90～98％时令往复驱动缸带动切刀安装架与型材同步运动，按照设定的运行轨迹前进；h.测量到Y参照值时令切刀对型材切断；i.切断完成后令往复驱动缸回程，切断缸回到初始位置；j.切断完成后，辊压线继续运行，可编程序控制器向控制器内的高速计数器发清零脉冲，高速计数器重新计数，测长轮重新开始测长。
2.根据权利要求1所述的汽车型材辊压线变距辉接及切断控制方法，其特征在于所述 型材运行的距离按照如下方式进行转换a.型材辊压线按设定速度运行，测长轮同歩旋转，可编程序控制器中的高速计数器丌始计 量测长轮上的编码器发出的脉冲数；b. 测长轮和编码器之间确定其脉冲当量，根据脉冲当量比例关系将'焊点距离数据转化为脉 冲量；c. 可编程序控制器将高速计数器采集的实际脉冲数与上述焯点距离数据转化的脉冲量比 较，即可得到焊点距离数值。
全文摘要
一种汽车型材辊压线变距焊接及切断控制方法，属焊接技术领域，用于提高汽车型材辊压线型材的焊接质量。其技术方案是它以编码器、测长轮作为测速装置，以可编程控制器作为变距焊接和切断的控制装置，其焊接和切断步骤为设定产品的焊接点数据，输入到可编程序控制器，设定X、Y参数值，Y参照值为焊接电极到切刀的长度减去料长后的余数，计数器计数达到Y参照值的90％时，液压切断装置的液压系统加压，计数到Y参照值95.8％时，往复驱动缸前进，计数到Y参照值时，切刀对型材切断。本发明能确保焊点和切点参数的一致性和准确性，并能减少设备起停次数，从而最终实现节能降耗和提高产品质量的目的。
文档编号G05B19/04GK101183245SQ200710139490
公开日2008年5月21日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者于孟忠, 孙少波, 韩振宇 申请人:凌云工业股份有限公司