專利名稱：：電阻焊接設(shè)備及焊接控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及焊接設(shè)備，特別是指一種對小金屬物件進(jìn)行焊接的電阻焊接設(shè)備及焊接控制方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有對小金屬物件進(jìn)行焊接采用人工或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的電阻焊接設(shè)備，一般是通過控制焊接電流與焊接時(shí)間來控制焊接效果，由于焊接位移和焊接壓力并不保持恒定，同時(shí)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，因而導(dǎo)致焊接過程存在著較大的質(zhì)量波動(dòng)，影響了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。因此目前對小金屬物件的電阻焊接設(shè)備的焊接性能還有待進(jìn)一步的提高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有電阻焊設(shè)備存在的焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的狀況，提供一種對被焊接工件采用高精度壓力傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集壓力信號和高精度位移傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集位移信號，通過PLC(全稱ProgrammableLogicController即可編程控制器)運(yùn)行程序控制，對金屬類工件進(jìn)行全過程焊接監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)被焊接產(chǎn)品在線焊接條件下保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定的電阻焊接設(shè)備及焊接控制方法。本發(fā)明的電阻焊接設(shè)備由機(jī)架、電控箱及PLC系統(tǒng)、焊接變壓器、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、焊機(jī)控制器、廢品箱、光纖傳感器及傳感器控制器組成，電控箱及PLC系統(tǒng)位于機(jī)架的下部，焊接變壓器位于機(jī)架中部工作臺(tái)的右側(cè)，焊機(jī)控制器與傳感器控制器位于機(jī)架中部工作臺(tái)的左側(cè)，廢品箱位于機(jī)架底部的一角，光纖傳感器位于機(jī)架中部工作臺(tái)的外側(cè)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)位于機(jī)架中部工作臺(tái)中心部位；其中動(dòng)作機(jī)構(gòu)由底板、主機(jī)架、垂直氣缸、主直線導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、定位手動(dòng)壓爪、定位工裝、直線軸承、主直線軸承、定位螺母、調(diào)節(jié)壓力彈簧、絲桿、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、位移傳感器、夾緊汽缸、壓力傳感器、左電極、右電極、左右直線導(dǎo)軌、左右直線軸承、輔機(jī)架、連接桿和夾緊壓板構(gòu)成，主機(jī)架豎立在底板一端,主機(jī)架上端設(shè)置垂直汽缸，定位螺母安裝固定在垂直氣缸的上端，主機(jī)架垂直汽缸下設(shè)置有主直線導(dǎo)軌，主直線軸承與主直線導(dǎo)軌配合設(shè)置，由垂直汽缸向下的伸縮桿上套有整套焊接裝置的輔機(jī)架安裝在主直線軸承上，在輔機(jī)架的左端部位固定有夾緊汽缸，可調(diào)節(jié)壓力彈簧、壓力傳感器、左右直線導(dǎo)軌依次安裝在夾緊汽缸右面的輔機(jī)架上，位移傳感器固定在可調(diào)節(jié)壓力彈簧的中間，左右直線軸承與左右直線導(dǎo)軌配合設(shè)置，在輔機(jī)架的右端部設(shè)置有右電極，可調(diào)節(jié)壓力彈簧通過緊固件與壓力傳感器連接、壓力傳感器再連接至連接桿的一端，連接桿的另一端與左電極通過夾緊壓板緊固連接，直線導(dǎo)軌固定在底板上與主機(jī)架相對的另一端，直線軸承與直線導(dǎo)軌配合設(shè)置，直線軸承之上裝有定位工裝，定位手動(dòng)壓爪固定在定位工裝上，伺服電機(jī)固定在底板之下，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過聯(lián)軸器與位于定位工裝下半部的絲桿連接。本發(fā)明的電阻焊接設(shè)備裝置伺服電機(jī)的選用可以根據(jù)所焊接產(chǎn)品的焊接精度要求以及焊接力的大小進(jìn)行選擇，一般行程范圍"0mm，位移精度0.001mm。壓力傳感器選用量程范圍為0~200N，精度0.001N。位移傳感器選用測量行程為O"10mm，獨(dú)立線性0.2%,采樣速率40000次/秒，分解能力0.02%，直線性±0.3%,輸出反應(yīng)時(shí)間0.075ms。在工作時(shí)，壓力傳感器和位移傳感器將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC,PLC經(jīng)處理分析后發(fā)出信號給焊接電流控制器完成輸出焊接。PLC可以選用基恩士系列產(chǎn)品，也可以選用松下系列或者其它相適應(yīng)的PLC系列產(chǎn)品。焊接過程中控制的焊接壓力為0"-200N，焊接電流為1003000A，焊接形變量為0.01MU5mm。當(dāng)電阻焊接設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)，將被焊接工件放入定位工裝壓好定位手動(dòng)壓爪后，通過PLC控制焊接操作，由垂直氣缸推動(dòng)設(shè)置在輔機(jī)架上的由夾緊汽缸、左電極、右電極、左右直線導(dǎo)軌、左右直線軸承等整套零部件組成的焊接機(jī)構(gòu)通過主直線導(dǎo)軌與主直線軸承為導(dǎo)向進(jìn)入焊接位置，此時(shí)由定位螺母控制垂直汽缸的行程，夾緊汽缸推動(dòng)左電極由直線導(dǎo)軌與直線軸承導(dǎo)向與固定的右電極夾緊焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接。焊接過程中由壓力傳感器測試焊點(diǎn)壓力的變化，由位移傳感器測試焊點(diǎn)的位置變化，將傳感器信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器處理分析后分別輸出信號給PLC,由PLC綜合分析處理后輸出焊接信號或者直接報(bào)警停止工作。在整套裝置工作時(shí)，壓力傳感器和位移傳感器主要對焊接壓力和焊接形變量作動(dòng)態(tài)監(jiān)測并控制焊接控制器的工作狀態(tài)，焊接過程中伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過絲桿帶動(dòng)定位工裝由第一個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到第二個(gè)焊點(diǎn)位置，焊完后再由伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)通過絲桿帶動(dòng)定位工裝運(yùn)轉(zhuǎn)至其它的焊點(diǎn)位置，直至由最后的焊點(diǎn)位置返回到第一個(gè)焊點(diǎn)位置全部焊接周期完成。焊接完成后垂直氣缸帶動(dòng)焊接機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位。在焊接過程中若有任一焊接過程參數(shù)超出設(shè)定范圍的，PLC即輸出報(bào)警信號，機(jī)器自動(dòng)報(bào)警并鎖定所有設(shè)備動(dòng)作，必須將不合格產(chǎn)品投入廢品箱，觸發(fā)廢品箱上部的光纖傳感器發(fā)出復(fù)位信號，方可將機(jī)器復(fù)位，然后輸入操作信號循環(huán)進(jìn)行下一焊接工件的焊接。本發(fā)明的電阻焊接設(shè)備對金屬工件焊接采用PLC通過自動(dòng)程序控制或手動(dòng)分步操作方法進(jìn)行控制。自動(dòng)程序焊接控制的過程如下開機(jī)一啟動(dòng)自檢程序—放入焊接工件后夾緊定位手動(dòng)壓爪，輸入操作信號垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置下降一夾緊汽缸夾緊被焊接工件，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC,焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警一PLC對數(shù)據(jù)分析后將信號傳輸給焊機(jī)控制器一焊機(jī)控制器輸出焊接信號—第一個(gè)焊點(diǎn)焊接完成夾緊汽缸松開一垂直氣缸帶動(dòng)焊接裝置恢復(fù)原位一伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝由第一個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到下一個(gè)焊點(diǎn)位置一垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置下降—夾緊汽缸夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC,焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警一PLC對數(shù)據(jù)分析后將信號傳輸給焊機(jī)控制器，一焊機(jī)控制器輸出焊接信號—第二個(gè)焊點(diǎn)焊接完成夾緊汽缸松開一垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置恢復(fù)原位—伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝由第二個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到第一個(gè)焊點(diǎn)位置；根據(jù)傳接工作需要，PLC的工作控制程序不僅僅局限于2個(gè)焊點(diǎn)，可以控制多個(gè)焊點(diǎn)的焊接。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)程序焊接時(shí)，PLC開機(jī)先打開整機(jī)總氣源，啟動(dòng)完畢以及參數(shù)設(shè)定好之后通過自檢程序正常后進(jìn)入操作程序，將被焊接工件放入定位工裝壓好定位手動(dòng)壓爪后，輸入操作信號垂直氣缸推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置，夾緊汽缸推動(dòng)左電極與固定的右電極夾緊焊接點(diǎn)，在此過程中壓力傳感器、位移傳感器以及PLC和焊機(jī)控制器同時(shí)工作，傳感器信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器處理分析后分別輸出信號給PLC,焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍即由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器再由焊機(jī)控制器控制焊機(jī)完成焊接，然后垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置恢復(fù)原位。若焊接條件不符合壓力傳感和位移傳感器參數(shù)設(shè)定范圍則PLC直接輸出報(bào)警信號紅燈亮所有動(dòng)作停止。焊接過程由壓力傳感器測試焊點(diǎn)壓力的變化，并由位移傳感器測試焊點(diǎn)的位置變化，數(shù)據(jù)由壓力傳感器和位移傳感器傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器處理分析后分別輸出信號給PLC，由PLC分析處理后決定是否輸出信號給焊機(jī)控制器輸出焊接信號，或直接報(bào)警停止工作。全過程中壓力傳感器的主控系統(tǒng)和位移傳感器的主控系統(tǒng)可清楚顯示到焊接過程中的壓力變化和位移變化。焊接過程中通過伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝由上一焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到下一焊點(diǎn)位置，由垂直氣缸推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置，夾緊汽缸推動(dòng)左電極與固定的右電極夾緊焊接點(diǎn)后進(jìn)行焊接。在一個(gè)焊接周期內(nèi)若有任一焊接過程參數(shù)超出設(shè)定范圍的，PLC即輸出報(bào)警信號，機(jī)器自動(dòng)報(bào)警并鎖定所有設(shè)備動(dòng)作，必須將不合格產(chǎn)品投入廢品箱，觸發(fā)廢品箱上部的光纖傳感器發(fā)出復(fù)位信號，方可將機(jī)器復(fù)位，然后輸入操作信號循環(huán)進(jìn)行下一焊接工件的焊接。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)焊接時(shí)，PLC開機(jī)打幵整機(jī)總氣源，當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)完畢以及參數(shù)設(shè)定好之后通過自檢程序正常后進(jìn)入操作程序，將被焊接產(chǎn)品放入定位工裝壓好定位手動(dòng)壓爪，然后采用分步輸入手動(dòng)操作信號的方法進(jìn)行控制1、使垂直汽缸向下推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置；2、夾緊汽缸推動(dòng)夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC分析，焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器再由焊機(jī)控制器控制焊機(jī)完成焊接；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警；3、焊接完成后夾緊汽缸復(fù)位、垂直汽缸復(fù)位；4、伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝移動(dòng)到下一焊點(diǎn)位置；5、操作垂直汽缸向下推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置；6、夾緊汽缸推動(dòng)夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC分析，焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器再由焊機(jī)控制器控制焊機(jī)完成焊接；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警；7、焊接完成后夾緊汽缸復(fù)位、垂直汽缸復(fù)位。電阻焊接設(shè)備按手動(dòng)分步操作信號分別對每一焊點(diǎn)進(jìn)行分步焊接。本發(fā)明電阻焊接設(shè)備的整機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)如下。電阻焊接設(shè)備整機(jī)技術(shù)性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于由于采用高精度壓力傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集壓力信號和髙精度位移傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集位移信號，通過PLC運(yùn)行程序控制，使對金屬工件的焊接采用動(dòng)態(tài)在線控制并可以撿測到被焊接工件整個(gè)焊接壓力、焊接電流和焊接形變量變化，自動(dòng)判別各項(xiàng)參數(shù)，尤其是焊接位移和焊接壓力的變化，可全面全程監(jiān)控各焊接控制點(diǎn)，并自動(dòng)判別焊接是否符合要求且穩(wěn)定，焊接形變量控制在0.01-0.45mm之間，確保了焊接的質(zhì)量；由于運(yùn)行控制自動(dòng)對不符合的焊接過程進(jìn)行即時(shí)報(bào)警，有效提髙了焊接的質(zhì)量和穩(wěn)定性。本發(fā)明的電阻焊接設(shè)備自動(dòng)化程度高，操作安全、可靠、簡便。與設(shè)備配合使用的焊接控制器和操作控制器，可視程度高，調(diào)整直觀明了，簡潔方便。各參數(shù)設(shè)置和調(diào)整可在相應(yīng)控制器上直接完成。因此本發(fā)明的電阻焊接設(shè)備具有很好的應(yīng)用推廣前景。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明；圖1是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備的主視示意圖2是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備的側(cè)視示意圖3是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備動(dòng)作機(jī)構(gòu)的側(cè)視示意圖4是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備動(dòng)作機(jī)構(gòu)的主視示意圖5是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備輔機(jī)架示意圖6是本發(fā)明電阻焊接設(shè)備PLC自動(dòng)運(yùn)行程序工作流程示意圖。參照附圖，I、機(jī)架，II、電控箱及PLC系統(tǒng)，III、焊接變壓器，iv、動(dòng)作機(jī)構(gòu)，v、焊接控制器，vi、廢品箱，vn、光纖傳感器，vra、傳感器控制器；1、底板，2、主機(jī)架，3、垂直氣缸，4、主直線導(dǎo)軌，5-1~2、直線導(dǎo)軌，6、定位固定壓爪，7、定位工裝，8-1~2、直線軸承，9、主直線軸承，10、定位螺母，11、可調(diào)節(jié)壓力彈簧，12、絲桿，13、伺服電機(jī)，14、聯(lián)軸器，15、位移傳感器，16、夾緊汽缸，17、壓力傳感器,18、左電極，19、右電極，20、左右直線導(dǎo)軌，21、左右直線軸承，22、輔機(jī)架，23、連接桿，24、夾緊壓板。具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)際使用并不局限于實(shí)施例。實(shí)施例l,采用電阻焊接設(shè)備焊接雨刮電機(jī)齒輪蓋采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的電阻焊接設(shè)備對汽車雨刮系統(tǒng)齒輪蓋上的金屬嵌件與金屬彈簧片之間進(jìn)行焊接。參閱附圖，電阻焊接設(shè)備由機(jī)架I、電控箱及PLC系統(tǒng)II、焊接變壓器III、動(dòng)作機(jī)構(gòu)IV、焊機(jī)控制器V、廢品箱VI、光纖傳感器VII及傳感器控制器VIII組成，電控箱及PLC系統(tǒng)n位于機(jī)架i的下部，焊接變壓器in位于機(jī)架i中部工作臺(tái)的右側(cè)，焊機(jī)控制器v與傳感器控制器vin位于機(jī)架i中部工作臺(tái)的左側(cè)，廢品箱vi位于機(jī)架i底部的一腳，光纖傳感器vn位于機(jī)架i中部工作臺(tái)的外側(cè)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)IV位于機(jī)架I中部工作臺(tái)中心部位；其中動(dòng)作機(jī)構(gòu)由底板1、主機(jī)架2、垂直氣缸3、主直線導(dǎo)軌4、直線導(dǎo)軌5、定位手動(dòng)壓爪6、定位工裝7、直線軸承8、主直線軸承9、定位螺母IO、調(diào)節(jié)壓力彈簧ll、絲桿12、伺服電機(jī)13、聯(lián)軸器14、位移傳感器15、夾緊汽缸16、壓力傳感器17、左電極18、右電極19、左右直線導(dǎo)軌20、左右直線軸承21、輔機(jī)架22、連接桿23和夾緊壓板24構(gòu)成，主機(jī)架2豎立在底板1一端，主機(jī)架2上端設(shè)置垂直汽缸3,定位螺母10安裝固定在垂直氣缸3的上端，主機(jī)架2垂直汽缸下設(shè)置有主直線導(dǎo)軌4,主直線軸承9與主直線導(dǎo)軌4配合設(shè)置，由垂直汽缸向下的伸縮桿上套有整套焊接裝置的輔機(jī)架22安裝在主直線軸承9上，在輔機(jī)架22的左端部位固定有夾緊汽缸16,可調(diào)節(jié)壓力彈簧11、壓力傳感器17、左右直線導(dǎo)軌20依次安裝在夾緊汽缸16右面的輔機(jī)架22上,位移傳感器15固定在可調(diào)節(jié)壓力彈簧11的中間，左右直線軸承21與左右直線導(dǎo)軌20配合設(shè)置，在輔機(jī)架22的右端部設(shè)置有右電極19，可調(diào)節(jié)壓力彈簧11通過緊固件與壓力傳感器17連接、壓力傳感器17的一端連接在連接桿23上，連接桿23的另一端與左電極18通過夾緊壓板24緊固連接。直線導(dǎo)軌5固定在底板1上與主機(jī)架相對的另一端，直線軸承8與直線導(dǎo)軌5配合設(shè)置，直線軸承8之上裝有定位工裝7，定位手動(dòng)壓爪6固定在定位工裝7上，伺服電機(jī)13固定在底板1之下，伺服電機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過聯(lián)軸器14與位于定位工裝7下半部的絲桿12連接。雨刮電機(jī)齒輪蓋焊接設(shè)備的伺服電機(jī)選用行程范圍0"10mm，位移精度O.OOlmm。壓力傳感器選用飛利浦XST/C-S2MT2AOB3SOVON,量程范圍0-100N，精度0.001N。位移控制器選用基恩士ex-v05、位移傳感器選用EX-416V、量程0-5mm/0.2，，，取樣速率40000/s、直線性±0.3%、輸出反應(yīng)時(shí)間0.075ms?？删幊炭刂破鱌LC選用基恩士系列產(chǎn)品。對金屬物件焊接裝置采用PLC,通過自動(dòng)程序控制或手動(dòng)步進(jìn)控制。進(jìn)行工作時(shí)壓力傳感器17和位移傳感器15檢測到的數(shù)據(jù)由傳感器控制器處理分析后傳送給PLC,PLC經(jīng)處理分析后發(fā)出信號給焊接控制器完成輸出焊接。焊接過程中控制的焊接壓力為60N,焊接電流為2000A,焊接形變量為0.4min。當(dāng)焊接雨刮電機(jī)齒輪蓋時(shí)，將被焊接工件放入定位工裝7壓好定位手動(dòng)壓爪6后，通過PLC控制焊接操作，由垂直氣缸3推動(dòng)安裝在輔機(jī)架22上由夾緊汽缸16、左電極18、右電極19、左右直線導(dǎo)軌20、左右直線軸承21等整套零部件組成的焊接機(jī)構(gòu)通過主直線導(dǎo)軌4和主直線軸承9為導(dǎo)向進(jìn)入焊接位置，此時(shí)由定位螺母10控制垂直汽缸3的行程，夾緊汽缸16推動(dòng)左電極18由直線導(dǎo)軌5與直線軸承8導(dǎo)向與固定的右電極19夾緊焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接。焊接過程中由壓力傳感器17測試焊點(diǎn)壓力的變化，由位移傳感器15測試焊點(diǎn)的位置變化，將傳感器信號傳送給傳感器控制器，經(jīng)傳感器控制器處理分析后分別輸出信號給PLC,由PLC分析處理后輸出焊接信號或者直接報(bào)警停止工作。在整套裝置工作時(shí)，壓力傳感器和位移傳感器主要對焊接壓力和焊接形變量作動(dòng)態(tài)監(jiān)測并控制焊接控制器的工作狀態(tài)，焊接過程中伺服電機(jī)13運(yùn)轉(zhuǎn)通過絲桿12帶動(dòng)定位工裝7由第一個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到第二個(gè)焊點(diǎn)位置，焊完后再由伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)13通過絲桿12帶動(dòng)定位工裝7運(yùn)轉(zhuǎn)至其它的焊點(diǎn)位置，直至由最后的焊點(diǎn)位置返回到第一個(gè)焊點(diǎn)位置全部焊接周期完成。焊接完成后垂直氣缸3帶動(dòng)焊接機(jī)構(gòu)恢復(fù)原位。在焊接過程中若有任一焊接過程參數(shù)超出設(shè)定范圍的，PLC即輸出報(bào)警信號，機(jī)器自動(dòng)報(bào)警并鎖定所有設(shè)備動(dòng)作，必須將不合格產(chǎn)品投入廢品箱VI，觸發(fā)廢品箱VI上部的光纖傳感器VII發(fā)出復(fù)位信號，方可將機(jī)器復(fù)位，然后輸入操作信號循環(huán)進(jìn)行下一焊接工件的焊接。在應(yīng)用本實(shí)用新型焊接設(shè)備前，使用的普通焊接設(shè)備的焊接穩(wěn)定性差，焊點(diǎn)結(jié)合力波動(dòng)幅度很大，制程能力指數(shù)CPK僅0.63,且需要額外增加一個(gè)人力進(jìn)行焊接外觀檢查。應(yīng)用本實(shí)用新型焊接設(shè)備后，設(shè)備焊接穩(wěn)定性和焊接過程有了很好的控制，焊接質(zhì)量得到大幅的提高。通過在線對汽車雨刮電機(jī)系統(tǒng)齒輪蓋產(chǎn)品焊接點(diǎn)的在線試用驗(yàn)證，其規(guī)定的焊點(diǎn)拉力要求控制在200N-230N之內(nèi)，所有產(chǎn)品焊點(diǎn)拉力必須百分之百控制在這個(gè)水平內(nèi)，產(chǎn)品焊點(diǎn)整體的拉力曲線的離散性得到了很好的控制，制程能力指數(shù)CPK上升到1.71。由于焊接穩(wěn)定性的提高，撤銷了在線的焊接外觀檢查工作，在提高了焊接質(zhì)量和效率的同時(shí)也節(jié)約了人力成本。本發(fā)明焊接設(shè)備在雨刮電機(jī)齒輪蓋焊接過程的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)，很好的體現(xiàn)了對于原有設(shè)備的優(yōu)越性和先進(jìn)性。權(quán)利要求1、一種電阻焊接設(shè)備，其特征在于由機(jī)架(I)、電控箱及PLC系統(tǒng)(II)、焊接變壓器(III)、動(dòng)作機(jī)構(gòu)(IV)、焊機(jī)控制器(V)、廢品箱(VI)、光纖傳感器(VII)及傳感器控制器(VIII)組成，電控箱及PLC系統(tǒng)(II)位于機(jī)架(I)的下部，焊接變壓器(III)位于機(jī)架(I)中部工作臺(tái)的右側(cè)，焊機(jī)控制器(V)與傳感器控制器(VIII)位于機(jī)架(I)中部工作臺(tái)的左側(cè)，廢品箱(VI)位于機(jī)架(I)底部的一角，光纖傳感器(VII)位于機(jī)架(I)中部工作臺(tái)的外側(cè)，動(dòng)作機(jī)構(gòu)(IV)位于機(jī)架(I)中部工作臺(tái)中心部位；其中動(dòng)作機(jī)構(gòu)由底板(1)、主機(jī)架(2)、垂直氣缸(3)、主直線導(dǎo)軌(4)、直線導(dǎo)軌(5)、定位手動(dòng)壓爪(6)、定位工裝(7)、直線軸承(8)、主直線軸承(9)、定位螺母(10)、調(diào)節(jié)壓力彈簧(11)、絲桿(12)、伺服電機(jī)(13)、聯(lián)軸器(14)、位移傳感器(15)、夾緊汽缸(16)、壓力傳感器(17)、左電極(18)、右電極(19)、左右直線導(dǎo)軌(20)、左右直線軸承(21)、輔機(jī)架(22)、連接桿(23)和夾緊壓板(24)構(gòu)成，主機(jī)架(2)豎立在底板(1)一端，主機(jī)架(2)上端設(shè)置垂直汽缸(3)，定位螺母(10)安裝固定在垂直氣缸(3)的上端，主機(jī)架(2)垂直汽缸下設(shè)置有主直線導(dǎo)軌(4)，主直線軸承(9)與主直線導(dǎo)軌(4)配合設(shè)置，由垂直汽缸向下的伸縮桿上套有整套焊接裝置的輔機(jī)架(22)安裝在主直線軸承(9)上，在輔機(jī)架(22)的左端部位固定有夾緊汽缸(16)，可調(diào)節(jié)壓力彈簧(11)、壓力傳感器(17)、左右直線導(dǎo)軌(20)依次安裝在夾緊汽缸(16)右面的輔機(jī)架(22)上，位移傳感器(15)固定在可調(diào)節(jié)壓力彈簧(11)的中間，左右直線軸承(21)與左右直線導(dǎo)軌(20)配合設(shè)置，在輔機(jī)架(22)的右端部設(shè)置有右電極(19)，可調(diào)節(jié)壓力彈簧(11)通過緊固件與壓力傳感器(17)連接、壓力傳感器(17)再連接至連接桿(23)的一端，連接桿(23)的另一端與左電極(18)通過夾緊壓板(24)緊固連接，直線導(dǎo)軌(5)固定在底板(1)上與主機(jī)架相對的另一端，直線軸承(8)與直線導(dǎo)軌(5)配合設(shè)置，直線軸承(8)之上裝有定位工裝(7)，定位手動(dòng)壓爪(6)固定在定位工裝(7)上，伺服電機(jī)(13)固定在底板(1)之下，伺服電機(jī)(13)轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過聯(lián)軸器(14)與位于定位工裝(7)下半部的絲桿(12)連接。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于伺服電機(jī)的行程范圍0"^0mm，位移精度0.001mm。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于伺服電機(jī)的行程范圍0~10mm。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于壓力傳感器量程范圍為0"-200N，精度0.001N;位移傳感器測量行程為0-10mm，獨(dú)立線性0.2%,采樣速率40000次/秒，分解能力0.02%,直線性±0.3%,輸出反應(yīng)時(shí)間0.075ms。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于壓力傳感器量程范圍為0~100N;位移傳感器測量行程0-5mm/0.2"。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于焊接設(shè)備控制的焊接壓力為0~200N，焊接電流為100~3000A，焊接形變量為0.01~0.45mm。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電阻焊接設(shè)備，其特征在于焊接過程中控制的焊接壓力為60N,焊接電流為2000A，焊接形變量為0.4mm。8、一種電阻焊接設(shè)備的焊接控制方法，其特征在于對金屬工件焊接采用可編程控制器PLC通過自動(dòng)程序控制方法進(jìn)行控制，自動(dòng)程序焊接控制的過程如下開機(jī)一啟動(dòng)自檢程序一放入焊接工件后夾緊定位手動(dòng)壓爪，輸入操作信號垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置下降—夾緊汽缸夾緊被焊接工件，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC,焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警一PLC對數(shù)據(jù)分析后將信號傳輸給焊機(jī)控制器一焊機(jī)控制器輸出焊接信號一第一個(gè)焊點(diǎn)焊接完成夾緊汽缸松開一垂直氣缸帶動(dòng)焊接裝置恢復(fù)原位一伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝由第一個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到下一個(gè)焊點(diǎn)位置—垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置下降一夾緊汽缸夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器幵始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC，焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警一PLC對數(shù)據(jù)分析后將信號傳輸給焊機(jī)控制器，一焊機(jī)控制器輸出焊接信號一第二個(gè)焊點(diǎn)焊接完成夾緊汽缸松開一垂直汽缸帶動(dòng)焊接裝置恢復(fù)原位一伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝由第二個(gè)焊點(diǎn)位置運(yùn)轉(zhuǎn)到第一個(gè)焊點(diǎn)位置。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的電阻焊接設(shè)備的焊接控制方法，其特征在于對金屬工件焊接采用可編程控制器PLC通過手動(dòng)分步操作方法進(jìn)行控制，采用分步輸入手動(dòng)操作信號的方法如下(1)、使垂直汽缸向下推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置；(2)、夾緊汽缸推動(dòng)夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC分析，焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器再由焊機(jī)控制器控制焊機(jī)完成焊接；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警；(3)、焊接完成后夾緊汽缸復(fù)位、垂直汽缸復(fù)位；(4)、伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)由絲桿帶動(dòng)定位工裝移動(dòng)到下一焊點(diǎn)位置；(5)、操作垂直汽缸向下推動(dòng)焊接裝置進(jìn)入焊接位置；(6)、夾緊汽缸推動(dòng)夾緊被焊接產(chǎn)品，同時(shí)壓力傳感器和位移傳感器開始工作，將壓力信號和位移信號傳送給傳感器控制器分析處理后分別輸出信號給PLC分析，焊接條件符合參數(shù)設(shè)定范圍的由PLC輸出信號給焊機(jī)控制器再由焊機(jī)控制器控制焊機(jī)完成焊接；若焊接條件不符合參數(shù)設(shè)定范圍，則機(jī)器亮紅燈與蜂鳴器報(bào)警；(7)、焊接完成后夾緊汽缸復(fù)位、垂直汽缸復(fù)位。10、根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電阻焊接設(shè)備的焊接控制方法，其特征在于產(chǎn)品焊點(diǎn)制程能力指數(shù)CPK為1.71。全文摘要本發(fā)明提供了一種電阻焊接設(shè)備及焊接控制方法，電阻焊接設(shè)備由機(jī)架、電控箱及PLC系統(tǒng)、焊接變壓器、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、焊機(jī)控制器、廢品箱、光纖傳感器及傳感器控制器組成；其中動(dòng)作機(jī)構(gòu)由底板、主機(jī)架、垂直氣缸、主直線導(dǎo)軌、直線導(dǎo)軌、定位手動(dòng)壓爪、定位工裝、直線軸承、主直線軸承、定位螺母、調(diào)節(jié)壓力彈簧、絲桿、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器、位移傳感器、夾緊汽缸、壓力傳感器、左電極、右電極、左右直線導(dǎo)軌、左右直線軸承、輔機(jī)架、連接桿和夾緊壓板構(gòu)成。由于采用壓力傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集壓力信號和位移傳感器及跟蹤系統(tǒng)收集位移信號，通過PLC運(yùn)行程序控制，使對金屬工件的焊接采用動(dòng)態(tài)在線控制可全面全程監(jiān)控各焊接控制點(diǎn)，焊接形變量控制在0.01-0.45mm之間，確保了焊接的質(zhì)量。文檔編號B23K11/00GK101590562SQ20091003357公開日2009年12月2日申請日期2009年6月24日優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日發(fā)明者張榮成申請人:鎮(zhèn)江泛沃汽車零部件有限公司(中外合資)