陳梁++李劍

摘 要：文章基于一種焊點計數(shù)器的應(yīng)用，以人工操作焊接的焊點漏焊為研究對象，致力于研究和提出一種通過焊點計數(shù)器的計數(shù)功能聯(lián)動焊機和拼臺邏輯開關(guān)的控制，以此來防止人工焊接過程中存在焊點漏焊的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：焊點計數(shù)器；漏焊；方法；

中圖分類號：TG441.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）09-0011-02

在現(xiàn)代汽車制造業(yè)中，電阻點焊越來越體現(xiàn)其重要的價值，同時企業(yè)為了降低成本，減少設(shè)備故障率而沒有采取全自動化機器設(shè)備，但采用大量的人工焊接，由于人工點焊操作過程中發(fā)生質(zhì)量問題的隨機性很大，因此在過程中無法有效識別和控制焊點漏焊的現(xiàn)象變得尤為突出。目前一般的解決辦法是增加大量的質(zhì)檢程序和人員來對白車身總成上的焊點進行自檢和互檢，但這并非對癥下藥。為徹底的改變這現(xiàn)狀，在此將對如何防止焊接過程中焊點漏焊這個問題作出可行性研究，摸索出一種利用焊點計數(shù)器的計數(shù)功能，報警功能，以及生產(chǎn)線的開關(guān)聯(lián)動功能結(jié)合在一起的方法，能通過目視計數(shù)器、報警等方式來告知焊接過程中的實際焊點數(shù)量，能有效地杜絕焊點漏焊現(xiàn)象的發(fā)生，最終達到缺陷不逃逸出工位的目標。

1 焊點計數(shù)器

由于焊機內(nèi)部本來就有一個關(guān)于焊點脈沖計數(shù)的功能模塊，需要連接編程器才能看到具體的數(shù)值。其實，焊點計數(shù)器就充當(dāng)了顯示的功能，它與電阻點焊焊機里的這個模塊直接相連，提供了焊點計數(shù)直接的目視效果，后續(xù)通過編程，確定邏輯關(guān)系后就能實現(xiàn)報警功能。

焊點計數(shù)器的硬件主要由電源、信號采集、中央處理單元、顯示、執(zhí)行與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)等六個部分組成。信號采集部分采用光電藕合來分離電壓，保護中央處理單元；中央處理單元采取功耗低、高可靠性的單片機；在顯示部分采用工業(yè)控制中常用的LED數(shù)碼管做顯示元件，性能可靠。

焊點計數(shù)器主要由數(shù)據(jù)采集模塊、中央處理單元（CPU）與執(zhí)行部分組成。數(shù)據(jù)采集模塊由電流傳感器與數(shù)據(jù)采集電路組成。在點焊操作過程中，焊機電纜會產(chǎn)生很大的電流，通過電流傳感器檢測這種電流的產(chǎn)生，來判斷點焊的操作。通過信號采集電路將傳感器的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并傳送給中央處理單元。點焊操作只有在焊機開關(guān)處于打開的狀態(tài)下才能進行，通過對焊機的開關(guān)串聯(lián)一個常閉開關(guān)，通過執(zhí)行元件將單片機的信號進行放大，驅(qū)動常閉開關(guān)，使其斷開，并且驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，實現(xiàn)系統(tǒng)的停機、報警功能。該系統(tǒng)所用的單片機具有串行通信的功能，利用這一功能，可以方便地實現(xiàn)多機組網(wǎng)，為車間生產(chǎn)質(zhì)量的控制與管理提供便利條件[1]。

根據(jù)這些功能，可以開發(fā)一個基于焊點計數(shù)器組成的焊點防漏焊系統(tǒng)，以此來防止由于手工操作造成的漏焊或多焊問題，提高焊接質(zhì)量和管理，從而達到缺陷不逃逸出工位的目標。2 基于焊點計數(shù)防漏焊系統(tǒng)的實際應(yīng)用方法

隨著電阻點焊越來越廣泛地用于汽車制造，與之相呼應(yīng)的焊點計數(shù)防漏焊系統(tǒng)也越來越多的被配套應(yīng)用起來。

2.1 焊點計數(shù)器的組網(wǎng)

通過對焊點計數(shù)器的組網(wǎng)，更能發(fā)揮其自動檢測的功用。

首先將拼臺夾具的開關(guān)按鈕與焊點計數(shù)器的串口并聯(lián)起來，通過計數(shù)器設(shè)定的程序來控制這個開關(guān)的動作，但拼臺的完成按鈕起到了完成功能以及計數(shù)清零信息輸入的雙重效果。因為與焊點計數(shù)器串聯(lián)的是焊鉗，當(dāng)焊機處于常開并且焊鉗能正常工作時，焊接時產(chǎn)生的脈沖信息被采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，焊點計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)完成焊接內(nèi)容時，員工需要打開拼臺按鈕，讓工裝夾具打開，這時，按鈕開關(guān)的這個信號被輸入到焊點計數(shù)器上，計數(shù)程序馬上自動識別實際焊點數(shù)與設(shè)定焊點計數(shù)值是否一致，當(dāng)一致時，則計數(shù)程序讓串聯(lián)的拼臺開關(guān)信號保持暢通，開關(guān)動作是有效的并讓計數(shù)器清零重新開始計數(shù)；若不符合設(shè)定的計數(shù)值，計數(shù)程序?qū)⒆詣优袛?，并屏蔽開關(guān)信號，使開關(guān)動作失效，而且計數(shù)器一直顯示當(dāng)前數(shù)值，不能被清零，并引發(fā)報警器報警。即開始焊接后出現(xiàn)漏焊或者焊點超出范圍，按下拼臺完成按鈕后，但夾具是無法打開的，報警器會發(fā)出報警，輸送線不能正常走線。

焊點計數(shù)防漏焊系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)控制示意圖，如圖1所示。

每個焊機與焊點計數(shù)器、焊鉗、拼臺都是以一個獨立的分支并行到主線上的，但這既是串聯(lián)的又是并聯(lián)的。假設(shè)拼臺1#上的員工沒有按標準完成作業(yè)，按下拼臺完成按鈕，想讓拼臺夾具打開走線，但出現(xiàn)了漏焊的現(xiàn)象，那么這時報警將響起，夾具開關(guān)無法正常打開。這時需要班組長或工程師到現(xiàn)場確認問題后，通過編程器進行復(fù)位，焊點漏焊的讓員工補焊后完成程序；超過焊點數(shù)的直接讓計數(shù)清零，并使計數(shù)程序重新開始計數(shù)。

此外，該系統(tǒng)還可以連接遠程計算機，加入分析軟件，對收集的數(shù)據(jù)進行整理和分析，找出問題高頻工位，從而對其進行改善，已達到最終全面的防漏、防錯。

2.2 核心算法

在使用時，需要將傳感器與常閉開關(guān)安裝于焊機，并且將其集成于一個接口，方便系統(tǒng)的安裝，將系統(tǒng)的接口與其聯(lián)接后即可正常工作。

員工操作焊鉗焊接時，會觸發(fā)脈沖信號。通過對脈沖信號的采集，單片機通過計數(shù)功能自動判斷其操作的狀態(tài)。如果實際焊點（計數(shù)器上的計數(shù)）與設(shè)定值不相符，即實際焊接焊點數(shù)小于或大于計數(shù)器的設(shè)定值，當(dāng)按下完成按鈕時，那么系統(tǒng)將自動判斷是否報警或暫停工作。

若假設(shè)該工位焊接的焊點為n個，計數(shù)焊點為u個，按照實際焊點數(shù)，以下n分為三個檔次，即第一檔為0n+1，系統(tǒng)將報警。

以此類推，第二檔的有效區(qū)間為n≤u≤n+2；第三檔的有效區(qū)間n≤u≤n+4。當(dāng)報警信號發(fā)出后，程序?qū)和?，指示燈不斷閃爍提醒操作者，并使得焊鉗無動作，且與之關(guān)聯(lián)的拼臺夾具開關(guān)按鈕將失效，無法打開，從而輸送鏈不能正常的走線。

另一種情況是，焊接時間不符合設(shè)定值。將操作的時間可設(shè)置為一個焊接周期，即實際走線時間，若員工操作焊鉗焊接時間大于一個焊接周期內(nèi)未完成，那么系統(tǒng)則會停機并報錯，這樣能促使操作員工在標準時間內(nèi)完成工作。如圖2所示。

2.3 人性化的程序設(shè)計將提高工作效率

這個系統(tǒng)在于要求操作者在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的焊點數(shù)量，以此來規(guī)范操作的標準化操作，從而整體提高車間質(zhì)量管理水平。

但在實際焊接中，由于各種因素，發(fā)生質(zhì)量問題的隨機性很大，因此在過程中控制這些質(zhì)量問題是很困難的。例如，當(dāng)員工因為某種原因?qū)е潞更c間距不均勻，間距較大的地方需要再增加一個焊點，那么如果按照原來設(shè)定的計數(shù)值來說，這個多焊的焊點必將引起報警器的報警，并使得拼臺夾具不能正常打開，生產(chǎn)線因此停線。因此若設(shè)定得過于硬套，將不利于實際焊接操作，或?qū)е略O(shè)備過高的停線率，最終影響生產(chǎn)節(jié)拍，從而影響這個班次的停線率以及生產(chǎn)臺量，反而增加了不必要的成本。

但在設(shè)計計數(shù)程序時就考慮了以上問題的話，將會把這些影響盡量減少到最低的程度。根據(jù)每個工位具體的焊接焊點數(shù)量，程序設(shè)定這幾個區(qū)間的意義就在于，加入了人性化設(shè)計，即考慮焊點多焊問題。根據(jù)現(xiàn)場的實際操作經(jīng)驗，也為了不影響生產(chǎn)節(jié)拍，設(shè)定程序時即允許焊接操作者多焊焊點，但不能超出一定的范圍，以免浪費能源。加之操作者在非必要的情況下是不愿意每臺都多焊接焊點的，因為這將會增加其操作時間以及勞動強度，相當(dāng)于增加工作量，降低了工作效率。

因此程序的設(shè)計也應(yīng)當(dāng)以人為本，根據(jù)實際焊點數(shù)量，相應(yīng)地增加焊點計數(shù)的設(shè)定值，這種“能多不能少”的方法在一定程度上能減少停線率，進而提高工作效率。

2.4 其他方面的應(yīng)用

此種計數(shù)系統(tǒng)不僅適用于點焊，也可以適用于其他設(shè)備，但需要通過更改系統(tǒng)的傳感器等設(shè)備的改進才能實現(xiàn)，例如用于檢測螺柱焊焊接數(shù)量，以及用于零件安裝的計數(shù)數(shù)量。因此，基于這個以焊點計數(shù)器的計數(shù)功能的系統(tǒng)的方法和原理，還可以設(shè)計多功能模塊化，并結(jié)合其他設(shè)備自身的軟硬件，進而得到更為廣泛的應(yīng)用，以此來提高自身的防錯能力，進而提高汽車制造行業(yè)的總體水平。

3 結(jié) 語

基于焊點計數(shù)器計數(shù)功能的應(yīng)用，利用該方法可研究并集成一個放漏焊的系統(tǒng)，提能通過目視計數(shù)器計數(shù)，自動判斷焊點數(shù)量是否符合標準，并報警的方式，能有效地杜絕焊點漏焊現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低人工檢查和返修成本，提高了焊接標準化程度，以及工作效率，可在不同區(qū)域進行推廣，促進整個汽車制造業(yè)的前進和發(fā)展。

參考文獻：

[1] 胡鑫，金濤，蔡交華.應(yīng)用于焊接工業(yè)中的焊點計數(shù)系統(tǒng)[J].汽車制造業(yè)，2008，（13）.

[2] 成海暉，王善臣，楊偉國.單片機定時計數(shù)器T2在電阻焊上的應(yīng)用[J].微計算機信息，2008，（24）.

[3] 顧友良.焊接沖壓制造過程中的防錯防漏技術(shù)[J].汽車與配件，2011，（37）.