[發明專利]一種電阻點焊伺服加壓系統

無效

• 申請號: 201110214518.1
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102267003A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 曹彪;曾敏;黃增好
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州市精源電子設備有限公司
• 主分類號: B23K11/24
• 分類號: B23K11/24;B23K11/36
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及焊接裝置技術領域，尤其涉及一種電阻點焊伺服加壓系統。

背景技術

電阻點焊作為一種重要的焊接技術，在汽車、家電、電子、航天等工業領域發揮著日益重要的作用。電阻點焊是復雜的電、熱、力等因素綜合作用的結果，影響點焊質量的因素很多，其中主要因素有焊接電流、焊接時間和焊接壓力。為了提高焊接電流和焊接時間的控制精度，較為普遍的方法是通過把主電路采用中頻的逆變電源形式來實現，而且國內已出現逆變頻率達25kKHz的高精度控制點焊電源，故而在焊接電流和焊接時間的精度控制方面已達到一定的水平。但是焊接壓力方面，人們往往忽視了其精度控制的要求。

目前電阻點焊電源基本上沿用的是傳統的加壓方式，如氣動加壓、液壓加壓和彈簧隨動加壓等，這些方式都存在其固有的缺陷，無法保證電極壓力的穩定性和電極位移的精確控制，在點焊中特別是在微型零件的焊接中很難達到滿意的焊接質量。因此如何精確對焊接過程施壓，已經成為焊接生產企業面臨的一個重要問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種電阻點焊伺服加壓系統，具有對電極頭沖擊力小、壓力變化響應速度快以及電極壓力、位移、速度可精確控制的優點，且滿足不同工藝上的壓力變化要求。

本發明通過下述技術方案實現：

一種電阻點焊伺服加壓系統，包括焊機電源、人機交互系統、控制系統、執行機構，所述控制系統包括用于設定和反饋參數的運動控制器；所述執行機構包括驅動器、編碼器、伺服電機、聯軸器，連接機構、上電極、下電極、限位開關，所述驅動器分別與運動控制器、編碼器、伺服電機連接，所述編碼器還與運動控制器連接，所述聯軸器與加壓連接機構連接，所述運動控制器設置有用于控制連接機構上下行程的限位開關。

所述上電極與連接機構連接，所述下電極設有一基座；所述人機交互系統包括與焊機電源連接的LCD顯示器、鍵盤；所述連接機構通過絲桿與聯軸器連接。

本發明工作步驟如下：

1)開機進行機械原點的查找，保持每次上電極都是從同一個位置開始運動，保證上電極的位置可以精確控制。在伺服電機運轉之前，焊接電源系統把設置好的位移、速度、壓力等參數由串口通信電路發送到運動控制器，控制伺服電機按點焊控制要求運轉。

2)焊接電源準備好就給運動控制器發送啟動信號，運動控制器接收到就開始發出指令脈沖信號給脈沖轉換電路，經脈沖轉換電路作用產生驅動器需要的脈沖信號驅動電機運轉，控制電極的位移和速度。同時，運動控制器向D/A轉換電路輸出數據，經D/A轉換電路變為驅動器需要的轉矩限制信號控制電機的運轉轉矩，從而控制電極的壓力。

3)上電極到位以后向焊接電源發送信號，焊接電源開始輸出電流，焊接過程開始。焊接結束，焊接電源給運動控制器發送結束信號，單片機接收到后發出脈沖信號控制電機反轉，電極回到起始位置時，關斷一切輸出，電機停止旋轉，等待下一次由焊接電源發送的信號。

通信電路可以采用RS232串口通信電路，控制電路及輸入電路可采用開關型光耦隔離。

脈沖電路采用常用的AM26LS31芯片，轉矩控制電路采用DAC0832芯片產生模擬電壓控制，脈沖采用AM26LS31芯片和DSP的I/O口共同完成。

運動控制器是采用microchip公司的dsPIC30F3011芯片作為核心。主要負責、接受預定值、接受操作命令(啟動信號、報警信號)、采集信號及按一定時序發出的控制信號(如上下電極位置、脈沖信號、清報信號等)。dsPIC30F3011具有豐富的外圍模塊，包括大量的I/O口。具有5個16位定時器，其中還可以組合成32位定時器使用。dsPIC30F3011帶有9個通道模擬輸入、10位精度的高速A/D轉換模塊。6路PWM輸出，三個占空比寄存器，可設為獨立或補償模式，PWM輸出可改寫，死區時間可編程。45個中斷源，5個外部中斷，7個可編程中斷優先級，帶有正交編碼接口(QEI)模塊，QEI模塊可以提供了與增量光電式編碼器的簡單接口，從而能夠從電機或機械系統中獲得有符號速度和轉子的相對位置信息，QEI模塊接受來自增量式編碼器的B和索引連接，并以專用16位時基保存累計的計數脈沖。可以以X2或X4分辨率來測量速度和位置信息。

與現有技術相比本發明的有益效果在于：

由于交流伺服電機可以實現對輸出轉矩的實時精確控制，通過電機轉矩的大小控制可決定電極壓力實時輸出，因此，通過伺服電機伺服加壓，得到高精度的焊接壓力，從而進一步提高點焊的焊接質量。

附圖說明