电阻点焊作为一种薄板焊接的重要制造工艺,被普遍应用于车辆生产、航空、航天等领域。经过几十年的发展,气动焊接驱动技术已经比较成熟。然而随着汽车工业的发展,其自身的缺点逐渐暴露出来,已无法满足现代制造行业的发展要求。近几年,伺服焊接驱动机构经过不断地发展,已成为一种新型驱动机构,可以实现对任意位置的高精度定位。目前,世界上只有英国的Norgren公司和日本的SMC公司推出了气动点焊伺服焊枪。关于气动伺服焊枪技术的研究成果目前主要集中于国外,国内对气动伺服焊枪技术的研究不多,尤其是对焊枪柔性加载方法的研究。为了提高气动伺服焊枪的焊接效率,同时避免电极接近时过大的冲击力对焊件造成损坏,本文对焊枪驱动侧电极的柔性加载方法进行了研究,主要开展了以下几个方面的工作:首先,从位置伺服的角度入手,对本课题所研究的气动伺服焊枪系统整体完成了系统建模,包括选用的比例阀与阀控缸系统。在此基础上利用最小二乘法对系统传递函数中未知的参数进行了辨识,为电极柔性加载方法的提出奠定了基础。其次,分析了焊枪电极间的碰撞过程,并根据现有的焊接工艺提出了本文需要实现的技术指标。针对气动伺服焊枪系统的特点,提出了利用滑模变结构控制实现电极柔性加载的方法。为了抵消滑模变结构控制本身的缺点,提出了分段滑模变结构控制的方法,并给出了最优缓冲距离的概念与计算方法。最后,通过对系统柔性加载过程的仿真,验证了本文所提出方法的可行性。通过实验比较了PID控制、滑模变结构控制和分段滑模变结构控制方法的缓冲效果。实验结果表明,分段滑模变结构控制在保证加载过程时间较短的基础上,能有效地减小焊枪电极对焊件的冲击,基本实现了本文提出的技术指标。通过在不同的进给距离、不同的供气压力条件下进行实验,证明该方法具有较强的鲁棒性。上述实验结果表明,该方法具有一定的应用价值。