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电阻点焊的伺服焊枪技术特性分析摘要.PDF

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维普资讯 第26卷 第6期 焊 接 学 报 v。1.26 No.6 2005年 6月 TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDING INSTITUTION June 2005 电阻点焊的伺服焊枪技术特性分析 张旭强 , 陈关龙 , 张延松 , 张小云 (上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200030) 摘 要:通过对伺服焊枪与气动焊枪在渐进、预压与焊接三个阶段的焊接特性进行对 比 分析。相对气动焊枪而言,在渐进阶段 ,伺服焊枪可以实现对电极的良好加减速控制以 及对焊枪运动路径的程序化优化控制;在预压阶段可实现对工件的软接触且预压力时 间大大减少;在焊接阶段伺服焊枪可实现对电极力的准确控制并且使锻压力控制成为 可能。这说明伺服焊枪具有传统气动焊枪无可比拟的优点,具有广阔的应用前景。 关键词:伺服焊枪;电阻点焊 ;车身焊接 中图分类号:TG455 文献标识码:A 文章编号:0253—36ox(2005)06—60—05 张旭强 0 序 言 断提高,伺服焊枪新技术特性具有广阔的应用前景。 随着汽车工业飞速发展 ,电阻点焊在薄板连接 1 伺服焊枪结构原理 技术中的应用也越来越重要。自从 1933年第一辆 由点焊连接完成的汽车下线以来,电阻点焊的应用 试验室所用的伺服焊枪是由美国GM公司提供 近年来获得了突飞猛进的发展。目前,平均一辆轿 的AC型伺服焊枪,与其集成的机器人为 FANUC公 车白车身大约有3000~4000个焊点,电阻点焊已 司的R一2000i型,如图1所示,焊枪的主要参数为 经成为轿车白车身装配的重要连接方法,因而点焊 功率 110kW;最大焊接电流 l8kA;最大电极力 质量与焊接效率对轿车的质量与成本有着重要影 4903N;扭矩 17.35Nm;最大行程 160mm。 响。 当前国内外汽车工业车身点焊主要应用气动焊 枪,经过多年发展与创新 ,气动焊枪的技术已经比较 成熟 ,在气动控制技术 、焊接质量控制与焊接效率等 方面有了较大的提高。但随着汽车工业的发展,气 动焊枪逐步暴露了一些缺点,对柔性焊接件的冲击 较大、控制定位精度不高、效率较低、电极磨损较大、 与机器人的集成度较低、维护成本比较高,已经不太 适应现代汽车工业的发展要求。而伺服焊枪是最近 几年发展起来的一种新型焊枪,采用伺服电机作为 动力装置,由伺服控制器实现对伺服电机的高效、准 确控制,易于实现与机器人的有效集成 ,从而实现对 焊枪的高精度定位与柔性焊接控制,在焊枪的发展 里程上相当于机床行业里实现由普通机床到数控机 图1 AC型伺服焊枪与其集成的机器人 Fig.1 AC typeservegunintegratedwithrobot 床的飞跃。伺服焊枪对于汽车车身装配生产线来说 相对较新,目前在 日本只有丰田等少数公司将伺服 相比较气动焊枪而言,伺服焊枪的最大结构变 焊枪应用到汽车车身装配生产线上,而美国只有大 化是以伺服装置代替气动装置,按照预先编制的程 约200只伺服焊枪被应用…,随着汽车生产的高度 序,由伺服控制器发出指令,控制伺服电机按照既定 自动化与高效化,对焊接质量与焊接效率要求的不 的速度、位移进给,脉冲指令经过编码器,最后形成 收稿 日期:2004—07—19 电极的位移与速度控制,脉冲的数量与频率决定了 ·参加此项研究工作的还有来新民 电极的位移与速度,转矩决定了电极压力,

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