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永宏PLC在超声波塑料焊接机上的应用
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介绍了永宏PLC在超声波塑料焊接机上的应用,采用永宏B1z-10MR经济型PLC作为控制器,实现对超声波信号触发及其时间控制,从而取代传统电气控制。

一、引 言

现代社会中,超声波技术广泛应用于电子、机械、医药等行业;如电子行业用超声波清洗机进行产品清洗、用超声波塑料焊接机进行塑料产品焊接;机械行业用超声波金属焊接机进行金属产品焊接、用金属点焊机进行金属产品点焊;科研单位用超声波设备进行探测;医疗事业用超声波设备进行治疗等等。

超声波塑料焊接机主要用于热塑性零件的焊接,还可用于镶嵌、铆接和嵌边等加工。超声波塑料焊接机常见机型如图1-1。

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二、硬件设计

2.1 产品配置

本系统控制器选用永宏B1z-10MR,进行超声波信号触发及三段时间控制;控制界面选用永宏U系列触摸屏,进行自动/手动切换、时间设置、报警复位等;从而取代时间继电器(设置时间)及传统电气控制(产品配置如图2-1、产品清单如表2-1)。

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图2-1 产品配置

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2.2 系统结构

超声波塑料焊接机的系统结构主要由机械系统(机头、声组件)、气压系统(气缸)、电气系统(PLC、超声波发生器等)三大部分组成;系统结构图如图2-2。

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图2-2 系统结构图

2.2.1 机械系统

超声波塑料焊接机的机械系统主要由模具、控制面板、控制按钮、工作平台、能量转换等部分组成;设备结构图如图2-3。

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图2-3 设备结构图

2.2.2 气压系统

超声波塑料焊接机的气压系统主要由调压阀、电磁阀、气缸等部分组成;气压原理图如图2-4,声组件上下运动原理图如图2-5。

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图2-4 气压原理图

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图2-5 声组件上下运动原理图

2.2.3 电气系统

超声波塑料焊接机采用永宏PLC作为设备核心控制单元,实现对超声波发生器、模具移动气缸等执行单元的控制,完成热塑性零件的焊接、镶嵌、铆接和嵌边等加工工作。超声波塑料焊接机传统电气接线方式如图2-6,PLC接线方式如图2-7,电器柜接线图如图2-8。

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图2-6 传统电气连接方式

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图2-7 PLC连接方式

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图2-8 电气柜接线图

2.3工艺流程

超声波塑料焊接机根据所焊接的塑料零件的不同要求,来选择和设定相应的模具和气压、时间、功率,从而使各种热塑性零件能够进行完美的焊接工作。产品焊接效果如图2-9。

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图2-9 产品焊接效果

2.3.1 超声波焊接原理

由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号;通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及内在分子间的摩擦而使传处到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工作接口迅速溶化,继而填充于接口间的空隙;当振动停止,工件同时在一定的压力下冷却定型,便达成完美的焊接。

2.3.2 超声波焊接条件

超声波作用在焊件接口上,即超声线。相对二个焊接面只有形成异向振动时才能焊接,同向振动时不能焊接;振动条件如图2-10。

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图2-10 振动条件

2.3.3 超声波焊接工艺

超声波焊接可以通过对焊接接口形状的设计和对超声波模具的设计,来进行熔接、埋值、铆接、点焊和成型等工作;焊接工艺如图2-11,工艺流程如2-12。

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图2-11 焊接工艺

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图2-12 工艺流程

三、软件设计

超声波塑料焊接机PLC程序采用永宏WinProladder编写软件进行程序编写;触摸屏控制画面采用永宏UinBuild触摸屏软件进行画面制作。

3.1 控制原理

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3.2 PLC I/O点分配

超声波塑料焊接机输入输出点分配如表3-1。

表3-1 I/O点分配表
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3.3 程序设计

超声波塑料焊接机控制过程的三个阶段采用永宏步进指令进行编写,指令简单、编写容易;控制程序如图3-1。

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图3-1 控制程序

3.4 画面设计

超声波塑料焊接机控制画面使用永宏UinBuild软件进行制作,操作简单、易学易懂;控制画面如图3-2。

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图3-2 控制画面

、结束语

超声波焊接是熔接热塑性制品的高科技技术,各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理,而不需加溶剂、粘接剂或其他辅助产品。其优点是增加多倍生产率、降低成本,提高产品质量。同时使用PLC、触摸屏控制来取代传统电气控制,不但简化了电气线路,而且提高了该设备的自动化程度。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (2013-3-14)
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