氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍控制技術(shù)研究.pdf

1、電阻點(diǎn)焊是汽車白車身裝配生產(chǎn)過程中最主要的裝配連接工藝，近年來汽車工業(yè)發(fā)展迅速，激烈的競(jìng)爭(zhēng)促使各大汽車生產(chǎn)商對(duì)點(diǎn)焊的質(zhì)量和效率要求不斷提高。傳統(tǒng)氣動(dòng)點(diǎn)焊焊槍因?qū)讣_擊大、定位精度不高、效率低和電極磨損較大等缺點(diǎn)已無法滿足汽車制造行業(yè)的發(fā)展要求。在這種情況下，新的點(diǎn)焊焊槍驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)得到了長足發(fā)展，其中氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍因其對(duì)焊槍電極的高精度定位、柔性焊接控制、與機(jī)器人系統(tǒng)的良好集成和相比于電動(dòng)伺服焊槍更低廉的成本，而受到越來越多的汽車企

2、業(yè)和氣動(dòng)元件制造商的關(guān)注，新型的氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊技術(shù)必將擁有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了研究。論文完成的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)為了對(duì)氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍的控制特性進(jìn)行研究，針對(duì)氣動(dòng)伺服焊槍的比例閥控氣缸系統(tǒng)進(jìn)行了深入的理論分析，建立了比例閥控氣缸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。并通過工作點(diǎn)線性化的方法確定了此系統(tǒng)的線性化數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上提出了氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍的分段位

3、置控制策略和緩沖控制策略，并建立了氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊過程各階段的Simulink仿真模型，通過對(duì)模型的仿真分析，驗(yàn)證了控制策略的有效性。
　　(2)為了進(jìn)一步揭示氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍的優(yōu)異特性，綜合分析了點(diǎn)焊基本原理以及電極壓力等主要焊接工藝參數(shù)對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量和效率的影響，并搭建了氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。通過模擬傳統(tǒng)氣動(dòng)焊槍的開環(huán)控制方式，對(duì)傳統(tǒng)氣動(dòng)焊槍和氣動(dòng)伺服焊槍在焊接工藝過程中的各階段技術(shù)特性進(jìn)行對(duì)比，分析得出傳統(tǒng)氣動(dòng)焊槍的

4、主要技術(shù)缺陷以及氣動(dòng)伺服焊槍的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為氣動(dòng)伺服點(diǎn)焊焊槍的控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究明確了各階段所要達(dá)到的控制目標(biāo)。
　　(3)根據(jù)控制策略分析利用RTW軟件平臺(tái)編寫了各階段的實(shí)時(shí)控制程序，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究:第一，焊槍打開過程中焊槍電極多目標(biāo)位置控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了精度高、魯棒性強(qiáng)的位置控制;第二，焊槍關(guān)閉過程電極緩沖控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了電極高速運(yùn)動(dòng)且使電極對(duì)板件沖擊力保持在較小值;第三，焊接力伺服控制實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了電極力快速響應(yīng)和高精度控制以