焊接機(jī)器人的軸伺服控制系統(tǒng)

焊接機(jī)器人軸伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

習(xí)慣上所說(shuō)的電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)，是指速度控制、伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)部件三部分；而且，將速度控制部分稱(chēng)之為伺服單元或驅(qū)動(dòng)器。按照伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它通常有四種基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)及混合閉環(huán)。

伺服單元的硬件一般由五部分構(gòu)成：

實(shí)現(xiàn)軸伺服電機(jī)的PID控制、或FUZZY（模糊）控制、或其它控制規(guī)律的伺服控制單片機(jī)；

伺服控制模板，其功能是實(shí)現(xiàn)控制單片機(jī)輸出數(shù)字量的D/A轉(zhuǎn)換與輸入到單片機(jī)的模擬量的A/D轉(zhuǎn)換；

伺服驅(qū)動(dòng)功放，一般機(jī)器人的軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率多在100W~1000W的范圍，多屬中等功率，為此，由伺服控制模板給出的控制信號(hào)必須經(jīng)功率放大才能推動(dòng)電機(jī)；

伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置檢測(cè)裝置（轉(zhuǎn)速、位置傳感器）。轉(zhuǎn)速、位置檢測(cè)裝置的功能是實(shí)時(shí)檢測(cè)軸伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)角位移量，并將實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果反饋給電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)，以形成電動(dòng)機(jī)伺服的閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)。即便是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，一般也需要電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)角位移量的實(shí)時(shí)檢測(cè)參數(shù)。因此，轉(zhuǎn)速、位置檢測(cè)裝置是機(jī)器人的軸伺服控制系統(tǒng)極重要的組成環(huán)節(jié)。

焊接自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)升級(jí)的必然性

我國(guó)焊接自動(dòng)化的產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有必然性，具體體現(xiàn)在以下方面：

提升焊接效率

焊接自動(dòng)化設(shè)備可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，而工人在每工作一段時(shí)間就需要停頓休息，以確保焊工焊接焊縫的質(zhì)量，而自動(dòng)化設(shè)備能夠始終根據(jù)設(shè)定工藝程序進(jìn)行焊接作業(yè)，很大程度上提升了焊接效率。

提升產(chǎn)品質(zhì)量

在采用手工焊接工藝的制造過(guò)程中，人工控制焊接過(guò)程（起弧、收弧、焊接軌跡及參數(shù)設(shè)置等）的不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定導(dǎo)致焊縫成型不好，容易在焊接部位產(chǎn)生氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。在采用自動(dòng)化焊接工藝的制造過(guò)程中，電弧燃燒穩(wěn)定，連結(jié)處成分均勻，焊縫成型好、焊縫接頭少、填充金屬熔敷率高。焊接工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的存儲(chǔ)與輸出，可以保證工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性，保證特殊焊接要求的實(shí)現(xiàn)和焊縫質(zhì)量的重現(xiàn)性。

降低營(yíng)運(yùn)成本

隨著勞動(dòng)力成本的不斷上升，焊接自動(dòng)化裝備性能、效率的不斷提高以及價(jià)格的逐漸降低，自動(dòng)化焊接和手工焊接相比較長(zhǎng)期來(lái)看具有成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，焊接自動(dòng)化裝備具有的效率、穩(wěn)定性?xún)?yōu)勢(shì)使得制造廠商可以較快的收回焊接系統(tǒng)的投入成本并提高焊接質(zhì)量。

激光復(fù)合焊接是激光束焊接與MIG焊接技術(shù)相結(jié)合，獲得較佳焊接效果，快速和焊縫搭橋能力，是當(dāng)前先進(jìn)的焊接方法。

激光復(fù)合焊的優(yōu)點(diǎn)是：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，并且確保了焊縫的金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)械屬性。

激光復(fù)合焊除了汽車(chē)薄板結(jié)構(gòu)件的焊接，還適用于很多其它應(yīng)用。例如將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于混凝土泵和移動(dòng)式起重機(jī)臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對(duì)高強(qiáng)度鋼進(jìn)行加工，傳統(tǒng)技術(shù)往往會(huì)因?yàn)樾枰渌o助工藝（如預(yù)熱）而導(dǎo)致成本的增加。再則，該技術(shù)也可應(yīng)用于軌道車(chē)輛的制造及常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁，油箱等）。