基于欧姆龙CJ2M全自动钎焊粉末喷洒设备设计

基于欧姆龙CJ2M全自动钎焊粉末喷洒设备设计

黄泽恩华瑞

(（江苏）燃机服务有限公司江苏省南通市通州区226300)

摘要：钎焊是燃气轮机部件修复过程中一种重要且常用的方法，传统钎焊工艺是由操作人员手动进行洒粉。由于钎焊粉末属于重金属粉末，对身体有很大的伤害，设计全自动钎焊粉末喷洒系统，实现了使用XYZ机械臂在密闭空间内自动进行洒粉，具有高喷洒精度、安全等优点。该全自动绕线机采用欧姆龙CJ2M系列中大型PLC为控制核心，NC413位置控制单元来实现四轴作业。选用步科7寸触摸屏作为上位机，具有极好的扩展性能。

关键词：钎焊，PLC，交流伺服，HMI

钎焊是燃气轮机部件修复过程中一种常见且重要的方法。这种修复方法可以用来恢复壁厚或者恢复部件轮廓。这可以在不允许焊接的地方和相对较大的翼型区域进行，而不会引起组件的任何变形。但传统钎焊工艺是由操作人员手动进行洒粉。由于钎焊粉末属于重金属粉末，对身体有很大的伤害，本文设计全自动钎焊粉末喷洒系统，实现了使用XYZ机械臂在密闭空间内自动进行洒粉，具有高喷洒精度、安全等优点。

一、全自动钎焊粉末喷洒设备构成

全自动钎焊粉末喷洒设备机械主要由三个部分组成：粉末搅拌喷洒机，XYZ三轴机械手，放料平台。粉末搅拌喷洒机是通过气压将加入的粉末搅拌后吸出来的装置，并且送粉率可调节。将粉末软管固定在XYZ机械手上，通过机械手的运动，来实现对部件进行钎焊粉末的喷洒。

二、全自动钎焊粉末喷洒设备电气构成

这台全自动钎焊粉末喷洒设备选用CJ2M系列中大型PLC作为核心机构，3个16进16出的IO模块，CJ1W-NC413高速定位模块。伺服选用台达异步伺服电机，上位机选用步科7寸屏，通过上位机来设置设备的各种参数、设置需要喷洒的区域、监视设备的状态和自动报警系统。触摸屏与PLC通过网线连接，速度比RS485要更快。每一款产品可以保存自己的配方程序，需要加工哪个产品就调用哪个配方程序。一共可以保存50个产品，每个产品可以设置100个洒粉点。

三、触摸屏界面介绍

触摸屏是设备人机交互的媒介，触摸屏的编写的好坏对用户操作十分重要。全自动钎焊粉末喷洒设备的主菜单有6个菜单分别进入各自的操作、设置或者监视：1）自动模式，只有在该模式下才可以进行自动操作，并且可以在该界面监视一些自动运行有用的状态；2）手动模式，只有在该模式下才可以进行手动操作，执行所有的手动操作；可以通过该界面手动操作XYZ轴的运行。3）诊断模式，可以监控所有的输入输出状态，以及电机的状态和报警。4）设定模式，设定模式需要输入密码才可以进入设置，以防操作人员误操作，该界面用于设定保存每个产品部件需要喷洒的位置信息，伺服轴的绝对或者相对移动，可以手动移动后校正，也可以输入对应轴的绝对或相对数据，并且可以设置运行时的速度和送粉速率。5）生产管理，该界面用于更改每个配方的名字，并且可以对每个配方进行删除，复制操作。6）错误历史，显示历史报警信息。并且当有报警产生，触摸屏最下一行会显示报警信息，点击该信息会跳出提示窗口，提示如何解决该报警。

四、程序自主编程的实现

PLC程序运用模块化编程，有利于以后的维护和增加可读性。该程序分了8个模块：1）、输入和一些定时器；2）、状态，各种程序中的中间状态，方便调用；3）、数据运算，用于编写一些伺服速度、位置的设置和运算等，在数据运算中部分应用FC函数编写，比梯形图编写更简洁方便，利用数组来进行运算保存多组伺服定位数据比使用间接寻址也更方便；4）、自动运行,移位指令进行状态机式的编写。5）、手动运行，编写所有气缸、电机以及其他输出的手动操作；6）、电机输出，编写电机的点动、绝对移动、相对移动、原点复位等输出操作；7）其他输出，编写气缸和其他输出的输出操作；8）、报警系统，编写200条实时报警信息和10条警告信息，结合触摸屏来显示。流程图如下。

程序流程图

六、结语

设计完成的全自动钎焊粉末喷洒系统，实现了使用XYZ机械臂在密闭空间内自动进行洒粉，具有高喷洒精度、安全等优点。