PLC控制的自动焊接机设计
目录
引言 1
一、自动焊接机的动作流程 2
（一）自动焊接机主要工位 2
（二）自动焊接机动作的流程 2
二、自动焊接机的机械设计简述 5
（一）自动焊接机中气缸的选用 5
（二）电磁阀 6
（三）真空发生器 7
（四）电机 7
三、自动焊接机的电气元器件介绍分析 7
（一）控制柜介绍 7
（二）重要控制元器件介绍 9
总结 14
参考文献 15
致谢 16
附录 PLC梯形图 17
引言
工业的自动化一直以来都是我国的发展的方向和目标。如今一个国家的强大的标志是工业的现在化发展，而这些不仅要看机械化水平、电气水平，也要看自动化水平。
如今的工业发展自动化程度是工业现代化的重要标志，而我们设计的自动焊接机就是应用激光焊接电池极片的一款自动化程度很高的自动化机器。
随着现在科技的高速发展，手机的更新换代很快，同时手机的附属且是不可缺少的硬件--电池就需要大量的安全可靠的生产了。而电池的正负极片的焊接也是很重要的一环，所以很有必要设计和生产出关于电池正负极片的焊接的自动焊接机，安全可靠的加快电池的生产批量生产。
为了安全稳定的焊接出良好的电池极片，本设计采用了激光焊接，CCD拍照检测是否合格。激光焊接机采用的是激光焊接，主要是非接触式加工，不产生机械的挤压，不会造成电池的损坏，还有就是激光焊接机中使用的激光聚焦后的光斑尺寸小，热影响区域小，加工精细等优点，可以完成一些常规方法无法完成的加工工艺。
此设计运用PLC控制的电路系统控制机械运动，达到充分协调，达到自动化的应用 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
。从而在实际的运用中此自动焊接机可以减少操作人员对电池极片的焊接，并且可以让产品降低误差，降低不合格率，大大提升企业的绩效。
一、自动焊接机的动作流程
自动焊接机设计的主要作用是焊接电池的正负极片，是在电气控制简单的机械机构完成连贯的动作，用来达到人们想要完成的目的。首先介绍本设计自动焊接机用到的核心元器件----激光焊接机，其次是CCD拍照检测焊接结果，最后将产品送至出料口。在这些简单的动作里，机械方面本设计用到了7个气缸、6个电磁阀、还有两个电缸，还有就是些简单的机械结构了。内部的控制方面本设计用到了以欧姆龙的PLC为控制核心，各种不同的传感器辅助配合动作控制。
本设计中整个动作流程中需要焊接的产品（见图1-2所示），及搭载的托盘（见图1-1所示），托盘搭载着需要焊接的电池走完所有工位，达到客户的焊接要求。
图1-1 搭载电池的托盘（治具） 图1-2 电池及焊接的正负极片
（一）自动焊接机主要工位
自动焊接机主要分为五个工位：
1.初始工位也是准备工位。主要是检查治具完整和电池的完好，然后将未被焊接正负极片的电池放入治具，入料气缸将准备好的治具推入等待焊接。
2.托盘焊接初始位。主要是将等待的托盘由等间距平移缸拉入到托盘焊接的初始位准备焊接。
3.焊接工位。主要是将搭载电池的治具推到激光焊接机下进行焊接。
4.CCD拍照检测工位。主要是在激光焊接机将电池正负极片焊接完成后，再次使用等间距平移缸将托盘移动到CCD拍照检测工位进行检测。
5.排出工位。检测完成后，将托盘排出，焊接完成的电池被吸盘吸走排出。
（二）自动焊接机动作的流程
1.自动焊接机动作流程
首先，操作员将已经搭载了电池的治具放在入料口（初始工位）（如图1-3所示）。然后传感器接近感应到了治具的存在，入料缸将治具推入到焊接准备的工位上等待焊接（如图1-4所示）。
图1-3 治具在初始工位 图1-4 治具在焊接准备工位
然后，由等间距升降缸叉住治具，等间距平移缸将治具移到焊接工位上焊接，光电传感器检测到有治具存在，然后激光焊接机动作，焊接结束后继续由等间距平移缸将治具移到CCD拍照检测的工位上进行检测(如图1-5所示)，检测结果合格的由焊接移栽升降缸运动到焊接完成的上方用吸盘（如图1-6所示）。
图1-5 治具在检测工位 图1-6 搬送电池的吸盘和皮带
最后，将电池吸到排除工位的皮带上送出去，最后治具由排除缸叉住固定排出（如图1-7所示），依次循环动作进行生产。
图1-7 治具在排出工位 图1-8 整体布局图
自动焊接机的动作流程，如图1-9所示：
NG
OK
OK
OK NG
NG
NG
OK
NG
NG
OK
2.加工零件的注意事项
在这里介绍的加工零件的一些注意事项和一些技巧的主要用途的是，在自动焊接机的组装和机械运动方面会用到一些零件会需要加工，还有就是放电气元器件的支架以及底板都需要金加工和简单的修饰，例如：去毛刺、打孔、上螺丝等一些简单的装配。
自动焊接机上面的机械零件机加工需要注意的是：
（1）去毛刺；
（2）非金属件螺纹孔需要镶牙套；
（3）所有定位孔的公差为±0.02。
自动焊接机底板机加工一般原则：
（1）首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。
（2）应尽量选择零件的主要表面为定位基准。
（3）定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。
二、自动焊接机的机械设计简述
本文已经设计的自动焊接机，其机械部分由多种典型的元器件组成，下面将一一做介绍。
（一）自动焊接机中气缸的选用
1.各类气缸分类
①入料缸，主要是将已经搭载了未被焊接正负极片的电池的治具拉入到准备工位。如图2-1所示。
②对角顶紧缸，主要作用是当治具进入准备工位，然后对角顶紧将治具在指定位置加紧，固定到正确位置。如图2-2所示。
图2-1 入料口 图2-2 对角顶紧缸及入料缸位置
引言 1
一、自动焊接机的动作流程 2
（一）自动焊接机主要工位 2
（二）自动焊接机动作的流程 2
二、自动焊接机的机械设计简述 5
（一）自动焊接机中气缸的选用 5
（二）电磁阀 6
（三）真空发生器 7
（四）电机 7
三、自动焊接机的电气元器件介绍分析 7
（一）控制柜介绍 7
（二）重要控制元器件介绍 9
总结 14
参考文献 15
致谢 16
附录 PLC梯形图 17
引言
工业的自动化一直以来都是我国的发展的方向和目标。如今一个国家的强大的标志是工业的现在化发展，而这些不仅要看机械化水平、电气水平，也要看自动化水平。
如今的工业发展自动化程度是工业现代化的重要标志，而我们设计的自动焊接机就是应用激光焊接电池极片的一款自动化程度很高的自动化机器。
随着现在科技的高速发展，手机的更新换代很快，同时手机的附属且是不可缺少的硬件--电池就需要大量的安全可靠的生产了。而电池的正负极片的焊接也是很重要的一环，所以很有必要设计和生产出关于电池正负极片的焊接的自动焊接机，安全可靠的加快电池的生产批量生产。
为了安全稳定的焊接出良好的电池极片，本设计采用了激光焊接，CCD拍照检测是否合格。激光焊接机采用的是激光焊接，主要是非接触式加工，不产生机械的挤压，不会造成电池的损坏，还有就是激光焊接机中使用的激光聚焦后的光斑尺寸小，热影响区域小，加工精细等优点，可以完成一些常规方法无法完成的加工工艺。
此设计运用PLC控制的电路系统控制机械运动，达到充分协调，达到自动化的应用 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
。从而在实际的运用中此自动焊接机可以减少操作人员对电池极片的焊接，并且可以让产品降低误差，降低不合格率，大大提升企业的绩效。
一、自动焊接机的动作流程
自动焊接机设计的主要作用是焊接电池的正负极片，是在电气控制简单的机械机构完成连贯的动作，用来达到人们想要完成的目的。首先介绍本设计自动焊接机用到的核心元器件----激光焊接机，其次是CCD拍照检测焊接结果，最后将产品送至出料口。在这些简单的动作里，机械方面本设计用到了7个气缸、6个电磁阀、还有两个电缸，还有就是些简单的机械结构了。内部的控制方面本设计用到了以欧姆龙的PLC为控制核心，各种不同的传感器辅助配合动作控制。
本设计中整个动作流程中需要焊接的产品（见图1-2所示），及搭载的托盘（见图1-1所示），托盘搭载着需要焊接的电池走完所有工位，达到客户的焊接要求。
图1-1 搭载电池的托盘（治具） 图1-2 电池及焊接的正负极片
（一）自动焊接机主要工位
自动焊接机主要分为五个工位：
1.初始工位也是准备工位。主要是检查治具完整和电池的完好，然后将未被焊接正负极片的电池放入治具，入料气缸将准备好的治具推入等待焊接。
2.托盘焊接初始位。主要是将等待的托盘由等间距平移缸拉入到托盘焊接的初始位准备焊接。
3.焊接工位。主要是将搭载电池的治具推到激光焊接机下进行焊接。
4.CCD拍照检测工位。主要是在激光焊接机将电池正负极片焊接完成后，再次使用等间距平移缸将托盘移动到CCD拍照检测工位进行检测。
5.排出工位。检测完成后，将托盘排出，焊接完成的电池被吸盘吸走排出。
（二）自动焊接机动作的流程
1.自动焊接机动作流程
首先，操作员将已经搭载了电池的治具放在入料口（初始工位）（如图1-3所示）。然后传感器接近感应到了治具的存在，入料缸将治具推入到焊接准备的工位上等待焊接（如图1-4所示）。
图1-3 治具在初始工位 图1-4 治具在焊接准备工位
然后，由等间距升降缸叉住治具，等间距平移缸将治具移到焊接工位上焊接，光电传感器检测到有治具存在，然后激光焊接机动作，焊接结束后继续由等间距平移缸将治具移到CCD拍照检测的工位上进行检测(如图1-5所示)，检测结果合格的由焊接移栽升降缸运动到焊接完成的上方用吸盘（如图1-6所示）。
图1-5 治具在检测工位 图1-6 搬送电池的吸盘和皮带
最后，将电池吸到排除工位的皮带上送出去，最后治具由排除缸叉住固定排出（如图1-7所示），依次循环动作进行生产。
图1-7 治具在排出工位 图1-8 整体布局图
自动焊接机的动作流程，如图1-9所示：
NG
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OK
2.加工零件的注意事项
在这里介绍的加工零件的一些注意事项和一些技巧的主要用途的是，在自动焊接机的组装和机械运动方面会用到一些零件会需要加工，还有就是放电气元器件的支架以及底板都需要金加工和简单的修饰，例如：去毛刺、打孔、上螺丝等一些简单的装配。
自动焊接机上面的机械零件机加工需要注意的是：
（1）去毛刺；
（2）非金属件螺纹孔需要镶牙套；
（3）所有定位孔的公差为±0.02。
自动焊接机底板机加工一般原则：
（1）首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。
（2）应尽量选择零件的主要表面为定位基准。
（3）定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。
二、自动焊接机的机械设计简述
本文已经设计的自动焊接机，其机械部分由多种典型的元器件组成，下面将一一做介绍。
（一）自动焊接机中气缸的选用
1.各类气缸分类
①入料缸，主要是将已经搭载了未被焊接正负极片的电池的治具拉入到准备工位。如图2-1所示。
②对角顶紧缸，主要作用是当治具进入准备工位，然后对角顶紧将治具在指定位置加紧，固定到正确位置。如图2-2所示。
图2-1 入料口 图2-2 对角顶紧缸及入料缸位置
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