02-中频伺服焊钳原理.doc

中频伺服焊钳结构&原理1 伺服机器人焊钳结构1.1 C型伺服点焊钳结构C型伺服焊钳结构如图1和表1所示。图1 中频伺服焊钳（C型）结构示意图 表1 中频伺服焊钳（C型）结构组成及名称焊钳类型功能展开零部件名称中频伺服焊钳（C型）加压驱动部扭矩发生部马达加压力转换部齿轮（齿状皮带）齿轮（皮带轮）滚珠丝杠加压力传动部活塞杆、轴承前侧自动轴承后侧自动轴承二次供电部电流输出部变压器导电部软连接端子机器人安装部焊钳托架冷却水回路部水冷分水器1.2 X型伺服点焊钳结构X型伺服焊钳结构如图2和表2所示。图2 中频伺服焊钳（C型）结构示意图 表2 中频伺服焊钳（X型）结构组成及名称焊钳类型功能展开零部件名称机器人伺服焊钳（X型）加压驱动部扭矩发生部马达加压力转换部齿轮（齿状皮带）齿轮（皮带轮）滚珠丝杠加压力传动部活塞杆、轴承旋转机构摇动轴承部主轴二次供电部电流输出部变压器导电部软连接端子机器人安装部焊钳托架冷却水回路部水冷分水器2 中频伺服焊钳加压原理2.1 加压状态动作过程详见图3，伺服点焊钳移动侧电极帽由机器人第7轴伺服电机驱动，固定侧电极帽由机器人其余6轴伺服电机驱动，两者同时接近工件，同时接触工件表面。打开状态移动侧和固定侧电极同时接近工件平衡量移动侧和固定侧电极同时接触工件图3 中频伺服焊钳双侧电极同时接触工件的加压过程2.2 打开状态动作过程详见图4，伺服点焊钳移动侧电极帽由机器人第7轴伺服电机驱动，固定侧电极帽由机器人其余6轴伺服电机驱动，两者同时远离工件。打开状态移动侧和固定侧电极同时远离工件平衡量加压状态图4 中频伺服焊钳焊接完成打开过程伺服点焊钳移动侧电极帽由机器人第7轴伺服电机驱动，固定侧电极帽由机器人其余6轴伺服电机驱动，两者都由控制器精确控制，能够实现同时运动，同时接近工件，同时接触工件表面。这就是机器人伺动点焊钳优越性能的来源。伺服点焊钳可以进行全方向的平衡处理，伺服点焊钳的平衡动作由机器人主体轴进行控制（6轴），因此不需要向气动点焊钳那样需要弹簧等平衡装置。2.3电极修磨焊钳电极表面容易氧化形成氧化膜，并且在使用中也会随着打点次数增加而有所损耗，影响焊接质量，所以需要对电极进行修磨以避免产生不合格焊点。自动线电极修磨方式一般分为整线修磨和计点修磨两种，并且在修磨后由于电极截面增大，需要焊接控制器逐级增大焊接电流以保证焊接质量。整线修磨：整线的机器人完成一定量的台车数量后，结束循环，统一进行修磨；计点修模：由焊接控制器计打点数，当步增电流达到最后一步，且本次递增后的焊接点数也已经完成，在机器人完成当前循环之后，进行单台机器人焊钳的修磨，待修磨完成后，焊接控制器打点数量及步增电流复位。电极修磨后的磨损量：在焊钳修模后，需要通过焊钳空打以及焊钳打板两个步骤让机器人自己计算出两侧电极的磨损量。空打可以知晓固定电极与移动电极的共同修磨量，打板则可以知道移动侧电极的修模量，并计算固定侧的修磨量。3 伺服点焊钳相对于气动点焊钳优点3.1 能大幅缩短工作周期时间能使电极行程控制在最小限度之内、打点间移动距离为最短。工作周期时间大为减少。可在工作行程范围之内任意设定电极行程（不含电极消耗部分）。3.2 能任意设定电极加压力伺服点焊钳通过控制伺服电机输入电流，从而控制伺服电机输出扭矩，进而控制点焊钳加压力，即可以根据工件的厚度和材质的变化选择最合适的压力已达到良好的焊接品质。注意加压力是在规定的点焊钳允许加压力范围内任意设定的。3.3 电极与被焊接物接触平缓电极在接触工件前减速，因此可以轻柔的接触工件。可以延长电机和电极的寿命，形成很好的焊核；可以防止工件变形；因接触平缓，降低夹具刚性，减少夹具压紧点和压紧力，所以能简化夹具。3.4 点焊可在全方位内打点对于水平面（FL）而言，点焊的打点作业姿势可在全方位内进行。图5 3.5 噪音小、环境好、省能源因能平缓接触焊接物，所以消除了加压时的冲击音及排气音。与气动点焊钳相比，工作噪音大为减低，噪音水平约为7dB以下；因无排气，使工场内环境得以保护；无压力损失，空压机浪费，可节省动力能源达60以上。3.6 可检测电极的消耗状况能自动检测电极长度，消耗状况。一般通过电极修磨时检测。3.7 可检测电极与工件间的熔焊粘连检测电极的移动量，可检测电极同工件是否熔焊粘连（单面或两面）。3.8 可检测电极的脱落如电极脱落，在下一电极加压动作时可测出。因为电极帽脱落，会引起管道回水流量急剧降低，所以也可以通过冷却循环水流量低来检测。4 使用寿命：表3 中频伺服焊钳各部分使用寿命5 技术参数&评价指标焊接变压器：容量（KVA）、重量（kg）、频率（Hz）、匝数比；焊钳钳体：加压压力（N）、最大短路电流（A）、焊钳整体重量（kg）；焊钳驱动单元的结