PLC 应用系统设计及编程大赛
（2011 年度）

设计方案报告

项目中文名称： 基于 PLC 的自动焊接系统
项目英文名称： Based on PLC automatic welding system

参赛类别：
PLC

参赛队员： 樊力 刘刚 管海斌
指导教师： 许其清
参赛院系： 工程基础实验与训练中心
日 期： 2011 年 5 月 22 日
“PLC 应用系统设计及编程大赛”初赛设计报告
项目摘要

摘要：详细介绍了自动焊接机的电气系统设计,包括硬件电路设计和软件设计的
思路，,实现 PLC对自动焊接机进行控制的方法。该系统采用非接触式测温，且具有

全自动控制、 可靠性强等优点。并用GE触摸屏采集数据并进行控制。

英文摘要
Introduces the automatic welding machine with
electrical system design, including hardware circuit design
and software design train of thought, PLC control of
automatic welding machine method of this system USES
contactless temperature measurement, and has the advantages
such as automatic control reliability by solar conducts
electricity controller with GE configuration software ifix
monitoring

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“PLC 应用系统设计及编程大赛”初赛设计报告
项目实现构思

在焊接机控制系统中,提供了焊接工作模式设置 ,伺服系统开启、 停止、 重启，
继续和回零等输入控制端口通过这些控制端口 ,PLC可以对焊接机进行上述的控制。
同时 ,也提供了焊接机器人所处的运行模式 ,伺服系统的开、 停、 就绪、 报警
和急停等状态输出端口 ,通过读取这些端口的状态 ,PLC就能获知焊接机的焊接基
本状态。

设计构思
在x，y平面上，工件由x，y方向的两个交流伺服电机来驱动丝杠，对所需加
工的零件进行精确定位，等x，y平面内定位完毕，z轴方向的交流伺服电机开始工
作，运动到焊接位置，再由步进电机组成的送丝机构向高频加热器的线圈内送焊丝，
焊丝通过加热融化即可对所需加工零件进行焊接，焊接时，温度由非接触式温度传
感器检测，保证工作过程中的温度要求，焊接完成后，x，y，z轴方向的交流伺服
电机反转，并回到起始位置，准备下一个工件的加工。

设计原理
整个焊接过程中需要三种操作控制：
1． 焊接零件的配送及精确定位。
2． 焊枪的控制及定位。
3． 焊丝的配送。
4． 焊接温度控制

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“PLC 应用系统设计及编程大赛”初赛设计报告
项目实现方案：

方案的实现
零件的定位：可以通过交流伺服电机驱动丝杠，对要加工的零件进行进给和
精确定位，相当于坐标系中的 x 轴方向。
焊枪的控制及定位：同样可以依靠交流伺服电机进行定位，相当于坐标系中
的 y 轴方向。另外在这基础上加上光电传感器用于精确定位，如果工件未到达指
定位置，可以强制使整个系统急停，并报警。
加热器件：使用高频加热器作为主要的加热器件。
温度的控制由温度传感器检测温度，经过变送器产生 0-10v，或 0-5v 的电
压信号。
整个系统的重点以及难点在于焊丝的配送以及焊接的时间以及工艺要求。
焊丝的配送可以考虑用步进电机进行，这样可以比较方便的控制配送焊丝的
量。

。
关键模块
运动控制模块 DSM324i

运动控制系统结构图

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“PLC 应用系统设计及编程大赛”初赛设计报告
程序流程图：
开始

X,y轴动
作
否

X，y轴是
否到位？

是
z轴动作
否

z
轴是否到

位？

是
步进电机工
作，配送焊丝

进行焊接
工作

否
温度是否达
到要求？

是
焊接完毕

Z轴复位
运走工件
X,y轴复位

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