逆变点焊机伺服加压系统研究

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电阻点焊(RSW)具备生产效率高、适应自动化作业的优点,是汽车、航空航天、电子等工业频繁采用的加工工艺。然而,焊点熔核形成时间短、焊接过程受多种因素影响,且各种因素之间存在不同程度随机性的交互作用致使点焊的质量难以准确控制。本论文将在逆变点焊机基础上改进加压装置、控制装置这两大部分,加强点焊的质量和精度。加压装置部分,用伺服加压代替气动加压、弹簧随动加压等传统的加压方式,设计了最大加压压力为5KN的伺服加压机构。加压机构采用松下MDMA系列伺服电机作为动力装置,以滚珠丝杠作为主要的传动机构,将旋转运动转化为电极的直线往复运动。结构简单紧凑,经过强度、刚度验证符合设计要求。在导向部分中,用滑块代替现有伺服加压机构的光杠作为导轨,有效地提高加压稳定性。控制装置部分,根据伺服加压机构的特点及逆变点焊系统的要求,开发了以ARM Cotex-M3内核的STM32F103VET6作为主控芯片的点焊系统,实现了对逆变电源和伺服加压机构的精确控制,和人机界面的通讯。选用触摸屏作为人机交互终端,制作了包含焊接参数设置、系统监控、故障诊断、数据传输四个界面。软件方面引入了μC/OS-II实时操作系统,并给出了μC/OS-II移植过程所需代码。本文设计了基于中频逆变的伺服加压点焊设备,具有伺服加压压力大、精度高、响应速度快的特点,为伺服加压设备的制造提供了有效的技术支持。
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