焊接機器人的軸伺服控制系統(tǒng)

焊接機器人軸伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構

習慣上所說的電動機伺服系統(tǒng)，是指速度控制、伺服電動機和檢測部件三部分；而且，將速度控制部分稱之為伺服單元或驅(qū)動器。按照伺服系統(tǒng)的結(jié)構特點，它通常有四種基本結(jié)構類型：開環(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成：

實現(xiàn)軸伺服電機的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；

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

伺服驅(qū)動功放，一般機器人的軸驅(qū)動電機的功率多在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必須經(jīng)功率放大才能推動電機；

伺服電機的轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置（轉(zhuǎn)速、位置傳感器）。轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置的功能是實時檢測軸伺服電機轉(zhuǎn)速和電機角位移量，并將實時檢測結(jié)果反饋給電動機伺服系統(tǒng)，以形成電動機伺服的閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)。即便是開環(huán)控制系統(tǒng)，一般也需要電動機轉(zhuǎn)速和電機角位移量的實時檢測參數(shù)。因此，轉(zhuǎn)速、位置檢測裝置是機器人的軸伺服控制系統(tǒng)極重要的組成環(huán)節(jié)。

?焊接自動化的含義

焊接自動化有兩方面的含義：

一是焊接工序的自動化，二是焊接生產(chǎn)的自動化。

焊接工序的自動化是焊接生產(chǎn)自動化的基礎，而只有實現(xiàn)了焊接生產(chǎn)全過程的自動化，才能得到穩(wěn)定的焊接質(zhì)量和均衡的焊接生產(chǎn)節(jié)奏，以及較高的焊接生產(chǎn)率。

從某種意義上來說，焊接自動化就是采用焊接機械裝置來代替人工進行焊接。

無論是復雜的機器人還是簡單的焊接專機，都可以構成焊接自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)自動焊接。

焊接自動化系統(tǒng)的基本單元包括機械裝置、執(zhí)行裝置、能源、傳感器、控制器和自動焊機。

這其中傳感器是焊接自動化系統(tǒng)的感受，傳感與檢測是實現(xiàn)閉環(huán)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。傳感器的功能越強，系統(tǒng)的自動化程度就越高。

由于焊接環(huán)境惡劣，一般的傳感器難以直接應用。焊接自動化的傳感技術就是要發(fā)展嚴酷環(huán)境下，能快速、精準地反應焊接過程特征信息的傳感器。

自動化焊接系統(tǒng)的運用大幅提高

焊接自動化就是要通過先進的焊接工藝、材料、設備、自動化控制系統(tǒng)和焊接胎夾具、裝卡定位及其運動系統(tǒng)的有機集成，實現(xiàn)對待焊工件的效率、品質(zhì)、低成本的批量化規(guī)模生產(chǎn)，以保證高品質(zhì)產(chǎn)品的穩(wěn)定、一致化批量的產(chǎn)出。焊接自動化主要包括焊接自動化專機和焊接機器人。

展會上的展品有近一半屬于專機，其中大部分都配用了機器人。從展會上看出，在焊接領域，自動化程度較高的就是工業(yè)機器人。歐美等國家工業(yè)機器人的運用已經(jīng)非常廣泛，大規(guī)模應用工業(yè)機器人使成套裝備滿足自動化、柔性化、多功能化是今后的發(fā)展趨勢。

國內(nèi)展示的焊接專機大部分屬于焊接輔機與焊接電源、送絲機的組合。

展會在焊接自動化技術和設備方面展現(xiàn)突出的有：激光及其復合焊接機器人；弧焊機器人；點焊機器人專用伺服點焊槍；自動焊接、智能化焊接必需的各種焊縫跟蹤技術。

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

激光復合焊的優(yōu)點是：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)構與機械屬性。

激光復合焊除了汽車薄板結(jié)構件的焊接，還適用于很多其它應用。例如將這項技術應用于混凝土泵和移動式起重機臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對高強度鋼進行加工，傳統(tǒng)技術往往會因為需要其它輔助工藝（如預熱）而導致成本的增加。再則，該技術也可應用于軌道車輛的制造及常規(guī)鋼結(jié)構（如橋梁，油箱等）。