氣動伺服點焊焊槍控制技術研究.pdf

1、電阻點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，激烈的競爭促使各大汽車生產(chǎn)商對點焊的質量和效率要求不斷提高。傳統(tǒng)氣動點焊焊槍因對焊件沖擊大、定位精度不高、效率低和電極磨損較大等缺點已無法滿足汽車制造行業(yè)的發(fā)展要求。在這種情況下，新的點焊焊槍驅動控制技術得到了長足發(fā)展，其中氣動伺服點焊焊槍因其對焊槍電極的高精度定位、柔性焊接控制、與機器人系統(tǒng)的良好集成和相比于電動伺服焊槍更低廉的成本，而受到越來越多的汽車企

2、業(yè)和氣動元件制造商的關注，新型的氣動伺服點焊技術必將擁有廣闊的應用前景。
　　本文通過理論分析和實驗研究，對氣動伺服點焊焊槍的驅動控制技術進行了研究。論文完成的主要研究工作包括以下幾個方面:
　　(1)為了對氣動伺服點焊焊槍的控制特性進行研究，針對氣動伺服焊槍的比例閥控氣缸系統(tǒng)進行了深入的理論分析，建立了比例閥控氣缸系統(tǒng)的數(shù)學模型。并通過工作點線性化的方法確定了此系統(tǒng)的線性化數(shù)學模型。在此基礎上提出了氣動伺服點焊焊槍的分段位

3、置控制策略和緩沖控制策略，并建立了氣動伺服點焊過程各階段的Simulink仿真模型，通過對模型的仿真分析，驗證了控制策略的有效性。
　　(2)為了進一步揭示氣動伺服點焊焊槍的優(yōu)異特性，綜合分析了點焊基本原理以及電極壓力等主要焊接工藝參數(shù)對點焊質量和效率的影響，并搭建了氣動伺服點焊焊槍控制技術實驗研究平臺。通過模擬傳統(tǒng)氣動焊槍的開環(huán)控制方式，對傳統(tǒng)氣動焊槍和氣動伺服焊槍在焊接工藝過程中的各階段技術特性進行對比，分析得出傳統(tǒng)氣動焊槍的

4、主要技術缺陷以及氣動伺服焊槍的技術優(yōu)勢，為氣動伺服點焊焊槍的控制技術實驗研究明確了各階段所要達到的控制目標。
　　(3)根據(jù)控制策略分析利用RTW軟件平臺編寫了各階段的實時控制程序，并進行了相關實驗研究:第一，焊槍打開過程中焊槍電極多目標位置控制實驗，實現(xiàn)了精度高、魯棒性強的位置控制;第二，焊槍關閉過程電極緩沖控制實驗，實現(xiàn)了電極高速運動且使電極對板件沖擊力保持在較小值;第三，焊接力伺服控制實驗，實現(xiàn)了電極力快速響應和高精度控制以