點(diǎn)焊機(jī)的工作原理

　　點(diǎn)焊機(jī)在工作時(shí)，焊接工件夾在兩個(gè)電極中間，兩個(gè)電極借助壓力機(jī)構(gòu)對(duì)工件加壓，使兩層金屬工件在兩個(gè)電極的壓力下形成一定的接觸電阻。

　　圖 1 點(diǎn)焊機(jī)工作原理圖

　　當(dāng)點(diǎn)焊機(jī)的焊接電流從一個(gè)電極流向另一個(gè)電極時(shí)， 在兩個(gè)工件的接觸點(diǎn)處形成電阻熱并產(chǎn)生熔核，進(jìn)而形成焊點(diǎn)。由于點(diǎn)焊機(jī)的焊接電流是在瞬間從另一個(gè)電極沿兩個(gè)工件流向電極形成回路，所以對(duì)于待焊工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不形成破壞，保證了原有材料特征的完整性。

　　點(diǎn)焊機(jī)的種類(lèi)

　　按照點(diǎn)焊機(jī)的壓力機(jī)構(gòu)劃分，目前點(diǎn)焊機(jī)可分為氣壓式，液壓式，電動(dòng)凸輪式和伺服式。不管是氣壓式還是液壓式，都需要額外配置氣源或者液壓站，而伺服直接驅(qū)動(dòng)式， 則不需要另外配置動(dòng)力源，相對(duì)來(lái)說(shuō)，控制更加靈活簡(jiǎn)單。

　　如何保證伺服直驅(qū)式點(diǎn)焊機(jī)的焊接質(zhì)量?

　　為了保證點(diǎn)焊熔核的尺寸和焊接強(qiáng)度，需要精確控制焊接時(shí)間，焊接電流和壓力。在加電焊接的瞬間，工件接觸部分會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到熔融狀態(tài)，液態(tài)或半液態(tài)的熔融金屬會(huì)導(dǎo)致焊接工件接觸壓力發(fā)生改變，引起工件接觸電阻的變化，進(jìn)而影響實(shí)際的焊接電流。因此，要提高焊接質(zhì)量就需要精確控制補(bǔ)償焊接過(guò)程中的壓力波動(dòng)，這就對(duì)伺服的響應(yīng)性提出了更高的要求。

　　一般的解決方案是在上位機(jī)控制系統(tǒng)中建立壓力控制回路，通過(guò)檢測(cè)元件將壓力值送到控制器，控制器通過(guò)和標(biāo)注設(shè)定值的比對(duì)輸出修正量，通過(guò)通信總線發(fā)送到伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器再通過(guò)電機(jī)做出相應(yīng)的校正動(dòng)作，從而達(dá)到調(diào)整壓力的目的。壓力值的反饋調(diào)整速度，直接決定了焊接質(zhì)量。

　　圖 2 普通伺服控制方案

圖 3 皮爾磁 Protego D 伺服控制方案

　　普通伺服控制方案的大致流程如圖2所示：假設(shè)控制器和驅(qū)動(dòng)器之間采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信，那么它的指令周期通常為1ms，整體的壓力控制回路的響應(yīng)周期最短也要1ms。

　　62.5μs VS 1ms

　　Pilz 的Protego D 伺服驅(qū)動(dòng)器，本身內(nèi)置有超高速的PLC，最快運(yùn)行周期達(dá)到62.5μs。同樣的應(yīng)用場(chǎng)景，如果使用ProtegoD伺服驅(qū)動(dòng)器，則相當(dāng)于將壓力的控制回路直接內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)器的超高速PLC中，流程如圖3所示。

　　皮爾磁Protego D伺服控制系統(tǒng)方案可以實(shí)現(xiàn)壓力的快速響應(yīng)，在62.5μs的周期內(nèi)輸出校正指令并通過(guò)電機(jī)做出調(diào)整動(dòng)作。相對(duì)于普通的伺服解決方案，節(jié)省了伺服控制器的程序執(zhí)行周期時(shí)間以及現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸延遲，大大提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，保證了焊接壓力的穩(wěn)定。

　　來(lái)自于皮爾磁的高性能伺服驅(qū)動(dòng)器

　　皮爾磁Protego D系列伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的PLC功能，我們稱之為Macro program，使用遵循IEC61131的一種結(jié)構(gòu)化文本作為實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言。它的任務(wù)掃描周期最短達(dá)62.5μs，其運(yùn)行環(huán)境獨(dú)立于伺服控制系統(tǒng)和總線功能。它可以獨(dú)立訪問(wèn)伺服驅(qū)動(dòng)器的幾乎所有資源，包括IO數(shù)據(jù)，伺服控制數(shù)據(jù)以及總線數(shù)據(jù)，給予用戶最大化的控制自由度和靈活性。

　　圖 4 皮爾磁高性能 Protego D 系列伺服驅(qū)動(dòng)器