點焊機的工作原理

　　點焊機在工作時，焊接工件夾在兩個電極中間，兩個電極借助壓力機構(gòu)對工件加壓，使兩層金屬工件在兩個電極的壓力下形成一定的接觸電阻。

　　圖 1 點焊機工作原理圖

　　當點焊機的焊接電流從一個電極流向另一個電極時， 在兩個工件的接觸點處形成電阻熱并產(chǎn)生熔核，進而形成焊點。由于點焊機的焊接電流是在瞬間從另一個電極沿兩個工件流向電極形成回路，所以對于待焊工件的內(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。

　　點焊機的種類

　　按照點焊機的壓力機構(gòu)劃分，目前點焊機可分為氣壓式，液壓式，電動凸輪式和伺服式。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)動式， 則不需要另外配置動力源，相對來說，控制更加靈活簡單。

　　如何保證伺服直驅(qū)式點焊機的焊接質(zhì)量?

　　為了保證點焊熔核的尺寸和焊接強度，需要精確控制焊接時間，焊接電流和壓力。在加電焊接的瞬間，工件接觸部分會在極短的時間內(nèi)達到熔融狀態(tài)，液態(tài)或半液態(tài)的熔融金屬會導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，進而影響實際的焊接電流。因此，要提高焊接質(zhì)量就需要精確控制補償焊接過程中的壓力波動，這就對伺服的響應(yīng)性提出了更高的要求。

　　一般的解決方案是在上位機控制系統(tǒng)中建立壓力控制回路，通過檢測元件將壓力值送到控制器，控制器通過和標注設(shè)定值的比對輸出修正量，通過通信總線發(fā)送到伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器再通過電機做出相應(yīng)的校正動作，從而達到調(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)動器之間采用現(xiàn)場總線通信，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)動器，本身內(nèi)置有超高速的PLC，最快運行周期達到62.5μs。同樣的應(yīng)用場景，如果使用ProtegoD伺服驅(qū)動器，則相當于將壓力的控制回路直接內(nèi)置在驅(qū)動器的超高速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電機做出調(diào)整動作。相對于普通的伺服解決方案，節(jié)省了伺服控制器的程序執(zhí)行周期時間以及現(xiàn)場總線的傳輸延遲，大大提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，保證了焊接壓力的穩(wěn)定。

　　來自于皮爾磁的高性能伺服驅(qū)動器

　　皮爾磁Protego D系列伺服驅(qū)動器內(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)化文本作為實現(xiàn)語言。它的任務(wù)掃描周期最短達62.5μs，其運行環(huán)境獨立于伺服控制系統(tǒng)和總線功能。它可以獨立訪問伺服驅(qū)動器的幾乎所有資源，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)動器