点凸焊伺服加压控制系统的研究

点凸焊伺服加压控制系统的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2017-10-08 分类:硕士论文 喜欢:3898
师大云端图书馆

【摘要】电极压力为点(凸)焊的重要的焊接参数之一,在点(凸)焊的焊接过程当中,稳定的和可动态反馈调节的电极压力,对于确保点(凸)焊焊接接头的质量有着十分重要的作用。但是,之前人们往往只重视焊接电流和焊接时间的研究,而忽略了对电极压力的动态调节的深入研究。本课题的主要方向就是使用伺服焊枪进行对点(凸)焊进行压力调节,研究出不同的适合点(凸)焊焊接过程的压力曲线,对点(凸)焊过程中的压力进行实时调节,研究如何通过调节电极压力来提高接头强度和质量及其影响规律。为了实现点焊伺服加压系统的功能,本课题设计一套基于PLC的伺服压力控制系统,并利用安装在上电极杆上的NS-TH3A称重传感器对系统实现焊接参数的准确获取和反馈。最开始是对伺服加压的机械结构进行设计、加工和安装,接着对伺服加压机构的电气和动力元件进行了选型,主要包括伺服电机、伺服驱动器、滚珠丝杠、PLC控制器、称重模块,称重传感器的选型。结合相关电气元件和电气原理绘制相关电气图并实现元件之间的电气连接。结合点(凸)焊焊接系统、PLC控制器、相关驱动器的特点,开发了伺服加压控制系统,并进行了相应的程序设计。用HMI触摸屏实现了PLC控制器与焊接电源系统的通讯,设计了相应的人机交互的界面及程序。在机械设计和电气设计安装完成后,对系统机型整体调试。调试结果表明,HMI能够按预定要求实现人机交互;伺服加压系统能够按照预设的电极位移轨迹和电极压力曲线,并与焊接电源控制系统实现的良好的时序配合;并通过压力传感器和称重模块实现了实时反馈调节功能。最后,针对汽车零部件制造中的小直径(M4,M6)螺母与板材的凸焊,论述了凸焊工艺的应用特点以及凸焊接头形成原理,分析影响凸焊接头焊接质量的主要工艺参数。在实验基础上,根据点焊伺服加压系统中既定的压力曲线对M4和M6规格螺母进行焊接,确定M4、M6规格螺母的最佳焊接工艺参数,并对该工艺参数进行验证。实验结果表明,M4螺母凸焊,焊接电流为9.0KA,焊接时间为80ms,电极压力为3KN时,M6螺母凸焊,焊接电流为9.5KA,焊接时间为90ms,电极压力为3.5KN并使用马鞍形压力曲线时,接头强度能满足产品生产要求,工艺合理稳定,同时基本上解决了螺母凸焊变形的问题,实验也证明,焊接电流过大和焊接时间过长均会导致接头质量下降。
【作者】姚静;
【导师】徐国祥;
【作者基本信息】上海工程技术大学,材料加工工程,2014,硕士
【关键词】电阻点(凸)焊;PLC控制;伺服加压;电极压力;HMI人机交互;

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