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
人工放入两根钢筋;
夹紧油缸抱紧钢筋;
动焊钳前进贴合钢筋;
闪光预热延时→大电流顶锻焊接→断电保压;
焊钳后退、夹具松开,取出成品;
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)
急停 0.00 断开 → 总联锁继电器 W0.00 OFF,切断所有动作输出;
缺水 0.08 断开 / 超温 0.09 断开 / 油压 0.10 断开 → W0.01 故障自锁;
W0.01 自锁后,蜂鸣 1.05、故障灯 1.07 输出;
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:
按住 0.02 点动:夹具夹紧 / 松开、焊钳前进后退分开点动;
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:
只有上一步完成限位 / 计时到,才跳转下一个步标志;
任意时刻急停 / 故障触发,全部步标志复位,回到 W1.00;
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
自动运行任意步激活时,1.06 运行灯常亮;
单次循环结束 W1.08 上升沿触发计数器 C0 加 1;
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)
D100~D102 寄存器映射触摸屏数值输入框;
W0.01 故障位映射故障弹窗;
C0 当前计数值显示在主画面;
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)
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。
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。
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。
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。
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)
打开 CX-Programmer,新建工程,机型选择 CP1H-XA40DT;
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);
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;
TIM 定时器预设绑定 D 寄存器,预留 HMI 参数修改接口;
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;
程序下载 PLC,在线监控模式,实时查看各限位、步标志通断;
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;
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
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。
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。
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。
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。
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)
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;
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;
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;
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。



