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钢筋自动焊接机的PLC编程案例分享!
发布时间:2026-07-05        浏览次数:13        返回列表

适用设备:螺纹钢筋闪光对焊机,液压夹紧、双油缸焊钳、变压器焊接、水冷保护、手动 / 自动双模式、声光报警,完整可现场直接套用。

一、设备工艺说明

  1. 人工放入两根钢筋;

  2. 夹紧油缸抱紧钢筋;

  3. 动焊钳前进贴合钢筋;

  4. 闪光预热延时→大电流顶锻焊接→断电保压;

  5. 焊钳后退、夹具松开,取出成品;

  6. 缺水、变压器超温、油压不足、急停全部立即停机报警。

二、IO 地址分配(欧姆龙 CP1H XA40DT)

输入(0 通道)

表格

地址名称类型说明
0.00急停按钮常闭整机紧急停止,最高优先级
0.01自动 / 手动切换开关拨码ON = 自动,OFF = 手动
0.02手动点动按钮常开调试用点动触发
0.03自动启动脚踏开关常开自动循环启动
0.04钢筋到位光电常开无钢筋禁止启动焊接
0.05夹具夹紧到位限位常开夹紧油缸到位信号
0.06焊钳前进到位限位常开焊接贴合位置
0.07焊钳后退原位限位常开待机原位
0.08水冷缺水保护常闭断水立即锁机
0.09变压器超温温控常闭过热禁止通电
0.10液压压力继电器常开油压不足无法焊接
0.11故障复位按钮常开故障消除后复位报警

输出(1 通道)

表格

地址名称负载
1.00夹具夹紧电磁阀DC24V 电磁阀
1.01夹具松开电磁阀DC24V 电磁阀
1.02焊钳前进电磁阀DC24V 电磁阀
1.03焊钳后退电磁阀DC24V 电磁阀
1.04焊接主接触器变压器电源
1.05故障蜂鸣器报警喇叭
1.06运行指示灯运行绿灯
1.07故障指示灯故障红灯

寄存器(参数可触摸屏修改)

  • D100:预压闪光时间(单位 0.1s)

  • D101:焊接顶锻通电时间(单位 0.1s)

  • D102:焊后保压延时(单位 0.1s)

  • C0:焊接成品计数(断电保持)

三、程序整体结构(CX-Programmer 梯形图分段)

第一段:总安全联锁(所有程序前置条件)

  1. 急停 0.00 断开 → 总联锁继电器 W0.00 OFF,切断所有动作输出;

  2. 缺水 0.08 断开 / 超温 0.09 断开 / 油压 0.10 断开 → W0.01 故障自锁;

  3. W0.01 自锁后,蜂鸣 1.05、故障灯 1.07 输出;

  4. 只有故障全部恢复 + 按下复位 0.11 上升沿,才能清除故障自锁。

核心逻辑:

plaintext

LD NOT 0.00
AND W0.01 NOT
OUT W0.00  // 总允许运行条件

LD NOT 0.08
OR NOT 0.09
OR NOT 0.10
OR NOT 0.00
OR W0.01
OUT W0.01  // 故障自锁

第二段:手动调试模式(0.01=OFF)

切换至手动,只允许点动油缸动作,强制屏蔽焊接接触器 1.04,防止误焊伤人:

  1. 按住 0.02 点动:夹具夹紧 / 松开、焊钳前进后退分开点动;

  2. 油缸正反动作增加软件互锁:夹紧与松开不能同时输出,前进后退不能同时输出。

示例互锁逻辑:

plaintext

LD 0.02
AND NOT 1.01
OUT 1.00  // 夹紧输出,松开断开时才能夹紧

第三段:自动顺控步进程序(核心,SFC 步进思路,用 W 位做步标志)

W1 通道为自动步标志:

  • W1.00:待机复位步(初始步)

  • W1.01:等待进料 + 等待启动信号

  • W1.02:夹具夹紧,等待夹紧到位 0.05

  • W1.03:焊钳前进,等待前进到位 0.06

  • W1.04:闪光预压延时 TIM000(读取 D100 设定值)

  • W1.05:通电焊接 TIM001(读取 D101),输出焊接 1.04

  • W1.06:断电保压延时 TIM002(读取 D102)

  • W1.07:焊钳后退,等待原位 0.07

  • W1.08:夹具松开,完成一次循环,计数 C0+1,跳回待机 W1.00

步进跳转规则:

  1. 只有上一步完成限位 / 计时到,才跳转下一个步标志;

  2. 任意时刻急停 / 故障触发,全部步标志复位,回到 W1.00;

  3. 必须检测钢筋到位 0.04,才能进入夹紧工序,空机不启动焊接。

第四段:计时与参数调用程序

欧姆龙 TIM 支持直接调用 D 寄存器做设定值,方便触摸屏修改焊接工艺:

plaintext

LD W1.04
TIM 000 D100  // 预压时间
LD W1.05
TIM 001 D101  // 焊接通电时间
LD W1.06
TIM 002 D102  // 保压时间

第五段:运行指示与计数程序

  1. 自动运行任意步激活时,1.06 运行灯常亮;

  2. 单次循环结束 W1.08 上升沿触发计数器 C0 加 1;

  3. C0 为断电保持计数器,断电焊接根数不清零。

第六段:HMI 交互配套逻辑(搭配 CX-Designer)

  1. D100~D102 寄存器映射触摸屏数值输入框;

  2. W0.01 故障位映射故障弹窗;

  3. C0 当前计数值显示在主画面;

  4. 增加参数清零按钮,复位 C0 计数。

四、关键工艺保护逻辑(现场防烧设备核心)

  1. 焊接双重联锁只有 W0.00 允许运行 + 夹具夹紧到位 0.05 + 焊钳前进到位 0.06 三个条件同时满足,1.04 焊接接触器才能输出;杜绝空焊烧损焊钳、变压器。

  2. 液压互锁保护每组正反电磁阀做软件互锁,外部再增加继电器硬件互锁,防止液压阀同时得电炸阀块。

  3. 缺水最高优先级水冷信号丢失直接切断焊接输出,即使程序运行中也立即断电,避免变压器干烧烧毁线圈。

  4. 单次循环机制一次脚踏启动只完成一轮焊接,循环结束自动回到待机,不会连续自动运行,防止工人持续放料无人看管。

  5. 故障锁定机制出现缺水、超温、低压后,系统自锁,必须人工排查故障 + 按复位才能解除,不会自动恢复焊接。

五、CX-One 编程实操步骤(4.26 版本)

  1. 打开 CX-Programmer,新建工程,机型选择 CP1H-XA40DT;

  2. 建立全局符号表,把 0.00、1.00 等地址命名中文符号(方便现场调试);

  3. 两种编程方式任选:

    • 简单维护:梯形图 LD,电工易懂;

    • 多工序清晰:SFC 顺控流程图,一步一个工序,修改时序更简单;

  4. TIM 定时器预设绑定 D 寄存器,预留 HMI 参数修改接口;

  5. 使用 CX-Sim 离线仿真:强制 0.03 脚踏、0.04 钢筋到位信号,完整模拟自动流程,不用接硬件调试;

  6. 程序下载 PLC,在线监控模式,实时查看各限位、步标志通断;

  7. 打开 CX-Designer 制作触摸屏画面:参数设置、运行状态、故障提示、产量统计;

  8. 整机联动调试:先手动单动油缸,再自动空载跑循环,最后带钢筋调试焊接时间。

六、现场常见故障与程序优化方案

  1. 焊钳没到位就通电烧钳口优化:在 1.04 输出回路串联 0.06 前进到位常开联锁。

  2. 焊缝易开裂、虚焊优化:增大 D102 保压延时,延长断电后加压冷却时间。

  3. 油压低仍能启动焊接优化:0.10 油压继电器信号串联总允许 W0.00。

  4. 故障报警关电重启自动消失(安全隐患)优化:将 W0.01 故障自锁使用保持继电器 W,断电保持故障状态。

  5. 工人忘记开水冷烧坏变压器优化:缺水信号触发立即切断 1.04,同时蜂鸣持续报警。

七、扩展升级案例(现场常用改造)

  1. 模拟量电流检测:加装 4-20mA 电流模块,实时采集焊接电流,电流偏高 / 偏低报警;

  2. 自动送料机构:增加送料气缸 IO,PLC 控制自动推送钢筋,省去人工放料;

  3. 多规格钢筋配方:触摸屏存储多组 D100/D101/D102 参数,一键切换 Φ12/Φ16/Φ22 钢筋焊接时序;

  4. 故障记录:使用 D200~D209 存储最近 10 次故障代码,方便检修追溯。

八、版本适配说明

本案例完全兼容 CX-One 4.26 配套 CX-Programmer,支持 CP1H、CJ2M 全系列欧姆龙 PLC;若使用 NX/NJ 高端机型,只需修改变量地址,逻辑步进框架完全通用。

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