气动伺服焊枪的离线测试

根据气动伺服焊枪的性能特点,介绍了一套基于PLC控制器的伺服气动焊枪离线检测机构的原理和组成.系统从机械性能、电气性能、气密水密性、焊接压力、电流、CMK指数等方面评估了被检测焊枪的性能.实际证明,系统可以满足大部分用户检测和维护的需要.     

伺服焊枪点焊的电极力控制特性及其对电极磨损的影响

为促进伺服焊枪在车身制造中的应用,对比分析电机驱动伺服焊枪(简称"伺服焊枪")与气动焊枪的电极力控制特性。结果表明,伺服焊枪接触工件时电极所受冲击力小,达到预压力时间短,焊接阶段的电极力波动较小,具有更精确的电极力控制能力。在此基础上进行伺服焊枪和气动焊枪点焊的电极磨损实验,进一步分析电极力变化对电极磨损的影响。结果表明,在完全相同的焊接条件下,由于伺服焊枪良好的电极力控制特性,其电极磨损速率较低。在整个电极磨损周期,伺服焊枪点焊镀锌钢板的轴向磨损随着电极力的增加而增加,但在磨损初期阶段,由于飞溅和点蚀的影响,较小电极力下的轴向磨损反而更大一些。     

精密电阻点焊伺服加压控制系统设计

针对电阻点焊气动加压方式存在的接触冲击力大、加压过程中压力波动大、焊接压力和电极位移不可控等缺点,设计了一种精密电阻点焊伺服加压控制系统。该系统采用伺服加压和弹簧随动相结合的加压方式,采用高精度压力传感器对电极压力检测反馈,基于DSP控制器实现焊接压力和电极位移的精密控制。采用分阶段控制方法,该系统即实现了电极快速下压,电极与工件软接触,又有利于优化焊接加压速度,具有更宽的工艺适应性。试验结果表明,系统加压速度快,压力曲线过渡平滑,焊接启动压力对焊接质量影响明显。     

利用伺服焊枪实现车身点焊质量的在线检测

伺服焊枪使用带有数字控制的伺服电机,是应用在电阻焊机上的新技术.就伺服焊枪的新特征与传统的气动焊枪进行了对比分析,在此基础上介绍了包括伺服焊枪、机器人和焊接控制器的点焊试验系统,利用伺服焊枪反馈特性实现车身点焊质量的在线检测.     

伺服焊枪的精度与电极力控制特性分析

伺服焊枪是一种基于伺服电极控制的新型焊枪,为促进伺服焊枪在车身制造中的应用,对焊枪的精度特性与电极力控制特性进行分析。研究表明,伺服焊枪的传动误差、回程误差能够满足电极位移在线检测要求;对比分析伺服焊枪与气动焊枪的电极力控制特性,结果表明:在预压阶段伺服焊枪对工件的冲击力更小,达到预压力时间更短,在通电焊接阶段伺服焊枪热膨胀力波动较小,具有更精确的电极力控制能力,利于熔核的形成,使基于变电极力控制的焊接工艺规范成为可能。     

气动伺服点焊焊枪的特性分析

针对气动伺服点焊焊枪与传统气动焊枪在焊接不同阶段的技术特性进行对比分析。相比于传统气动焊枪,气动伺服焊枪在焊枪闭合渐进阶段可以对电极进行缓冲控制,实现电极对工件的软接触,提高焊接质量和电极寿命;在焊接加压阶段电极力响应速度快,同时电极力能够快速调节,满足焊接过程对变电极力的要求。实验结果表明:气动伺服点焊焊枪相对于传统气动焊枪具有一定的优势,具有广阔的应用前景。     

伺服焊枪在板管单面电阻点焊中的应用

针对板管单面电阻点焊可焊性范围较窄,焊接质量难以保证的问题,分析了伺服焊枪电极位置、运动速度和电极力可控特性在板管单面电阻点焊中的应用前景.结果表明,伺服焊枪的软接触特性可以避免冲击力对焊接工件的影响,从而保证板管良好的接触状态;利用伺服焊枪的可变电极力特性,在焊接过程中减小电极力,能够有效提高接头的抗剪强度,降低焊接变形,改善焊点外观,并且拓宽可焊性范围.伺服焊枪为板管单面点焊的焊接质量提供了有力保障,在板管单面电阻点焊中具有广阔的应用前景.     

基于NIOSⅡ的焊枪摆动控制系统设计

研制了一种基于NIOSⅡ的焊枪摆动伺服控制系统,介绍了该系统的组成、结构及特点以及控制系统的硬件电路和软件流程.系统采用NIOSⅡ软核处理器作为控制核心,根据控制器多路开关所设定的焊接摆动方式控制行走电机和焊枪摆动电机的运动,使两者有机结合以实现设定的焊接摆动方式.实验结果表明该系统能够实现设计要求,实时控制速度快,具有广泛的应用前景.     

基于PLC的电渣炉电极焊控制系统

结合目前电渣炉电极焊接生产中存在的常见问题,研制了新型的电渣炉电极焊控制系统。分析该控制系统的硬件组成和软件设计。该系统以可编程控制器PLC为核心,分别对焊枪枪头的位移控制系统、横臂移动控制以及焊接滚轮架旋转控制进行了程序设计;针对焊接工件与焊枪枪头导电嘴之间距离难以控制的情况,设计了采用焊接电流闭环控制的模糊PID控制算法。     

电阻点焊的伺服焊枪技术特性分析

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。     

管板单边电阻点焊过程预压接触分析

通过建立轴对称有限元模型,对管板单边电阻点焊预压过程中电极与板以及板与管间接触行为进行了研究,系统分析了预压阶段接触区域范围及接触压力分布的影响因素.研究发现,管板焊接过程预压阶段的接触压力分布与传统点焊过程预压阶段接触压力分布有很大的不同.在电极和板以及板和管之间均形成环状接触区,可能导致焊后形成环状熔核;预压过程中,电极和板间接触区不受压力变化影响,板和管间接触区则受压力影响明显;接触区域大小和电极端面直径、管板厚度等因素均有关系.试验表明,所建模型的模拟结果与实际是相吻合的,为今后管板电阻点焊工艺参数优化及车身轻量化中管板厚度比优化提供有效依据.     

Application of electrode force change in single sided resistance spot welding using servo gun

Abstract

Single sided resistance spot welding (SSRSW) is considered as a feasible method to join hydroformed or closed section parts to others in vehicle productions. Unfortunately, it is difficult to guarantee the weld quality utilising conventional air gun. Because of a lack of support inside the closed section parts, the impact of electrode driven by pneumatic gun will cause large deformation of the workpieces at the welding stage and will lead to a crack around weld region after welding completion. In addition, poor weldability is another pressing problem for welding operations. Servo gun with new gun driven method has some merits such as realising the soft touch between electrode and workpieces and changing electrode force during the welding process which are greatly suitable to the sheet to tube joining. Based on the characteristics of servo gun, the present paper investigates a new method to increase the weld quality of sheet to tube joining with SSRSW method. By adjusting the electrode force during the welding process, weld strength would be increased, weld deformation be decreased and weldability lobe curve be widened. The results verify that servo guns can provide high assurance for welding quality of sheet to tube joining and have broad prospect in SSRSW.     

变电极力对管板单面电阻点焊质量的影响

根据管板单面电阻点焊结构特点,建立了采用伺服焊枪的管板单面电阻点焊试验系统.针对管板焊接过程中变形大、形成环形熔核质量不可靠等问题,提出了基于改变焊接过程中电极力来提高焊点质量的方法,并研究变电极力对管板焊焊点强度及焊接变形影响的规律.结果表明,通电阶段熔核生成初期减小电极力,可明显提高焊点拉剪强度,减小焊接变形;冷却阶段减小电极力对焊点质量也有所提高,但影响较小.研究结果对管板焊接工艺参数的制定及单面电阻点焊在车身焊装中广泛安全的应用具有重要意义.     

点焊伺服加压装置的设计及特性分析

针对目前普遍使用的气动点焊机在焊接中有压力波动,且焊接过程中压力不可调,设计了一种点焊伺服加压装置,具有电极与工件软接触、加压速度快、压力控制精确等特点;针对所设计的伺服加压装置,进行动力学分析,并且根据采用的控制方式,建立装置的传递函数模型和基于主导极点的等效参考模型,获得了伺服加压装置的机械参数与系统的阻尼比、固有振荡频率之间的关系,分析了机械参数对系统的稳定性和动态特性的影响.     

伺服焊枪中频直流电阻点焊优势探讨

随着车身轻量化的发展要求,先进高强钢(AHSS)在车身制造中的应用也越来越广泛,这些新材料对焊接工艺提出了更高的要求.传统气动焊枪及交流焊机的弊端也开始日益显露,而由伺服电机驱动的新型伺服焊枪可以对电极压力、位移进行精确控制,先进中频逆变直流焊机对电流的快速响应与控制,可以大大改善新材料的焊接质量.主要介绍了集成伺服焊枪与中频直流焊机在先进高强钢,特别是双相钢点焊中的优势及应用前景.     

基于焊点压痕的伺服焊枪点焊质量在线检测方法

针对目前车身点焊质量检测广泛采用的破坏性检验和无损检测方法中存在离线、小样本、检测成本高的缺点,借助于伺服焊枪编码器的位移反馈特性提出一种基于压痕的焊点质量在线检测方法.试验建立包括机器人及控制器、伺服焊枪和焊接控制器在内的点焊试验系统,利用伺服焊枪编码器位置反馈特性在线获取焊点压痕,通过PLC位移采集系统在线标定压痕获取精度,最后以0.8 mm的普通低碳钢板(GMW2)为例,完成基于压痕的焊点质量在线评价.试验结果证明,伺服焊枪编码器位置反馈精度能够满足焊点压痕测量要求,点焊接头质量在线评价的准确率符合实际生产要求,文中提出的基于压痕的点焊质量在线评价方法可以实现点焊接头的在线检测.     

Effect of variable electrode force on weld quality in resistance spot welding

Abstract

Resistance spot weldability is defined as the acceptable welding current ranges as determined by the weld lobe in resistance spot welding. Nowadays many studies have focused on the effect of welding current and welding time under constant electrode force on the weld quality and weldability. There is little research on the influence of variable electrode force on the weld quality and weldability because of the difficulty in controlling variable electrode force using pneumatic gun. In the present study, first, the influence of three stages of electrode force, including squeeze force, welding force and forging force, on the quality of welds is analysed. Then a design of experiment approach is applied to analyse the influence of the three stages of electrode force on welding quality and thus to obtain optimum parameter of variable electrode force by controlling the electrode force with servo gun. The comparisons of tensile shear strength, nugget size, weld lobe width and wear rate of electrode tip between variable force and constant force are carried out. The results show that the weld quality and weldability can be increased evidently using optimum parameter of variable electrode force without accelerating the electrode wear rate.     

热成形硼钢激光焊接与电阻点焊接头性能对比研究

分别采用CO2激光焊接系统和中频伺服电阻点焊设备,对超高强度热成形硼钢进行了焊接试验,测试了接头的抗剪切强度和显微硬度,观察了焊缝显微组织。结果表明：两种焊接方式均能获得成形良好的焊接接头,焊缝组织基本为马氏体,显微硬度与母材相当,激光焊缝的马氏体组织明显更细化、抗剪切强度也更高。