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)化的含義

焊接自動(dòng)化有兩方面的含義：

一是焊接工序的自動(dòng)化，二是焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化。

焊接工序的自動(dòng)化是焊接生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，而只有實(shí)現(xiàn)了焊接生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)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(lái)說(shuō)，焊接自動(dòng)化就是采用焊接機(jī)械裝置來(lái)代替人工進(jìn)行焊接。

無(wú)論是復(fù)雜的機(jī)器人還是簡(jiǎn)單的焊接專(zhuān)機(jī)，都可以構(gòu)成焊接自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。

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

這其中傳感器是焊接自動(dòng)化系統(tǒng)的感受，傳感與檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)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(yīng)用。焊接自動(dòng)化的傳感技術(shù)就是要發(fā)展嚴(yán)酷環(huán)境下，能快速、精準(zhǔn)地反應(yīng)焊接過(guò)程特征信息的傳感器。

自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的運(yùn)用大幅提高

焊接自動(dòng)化就是要通過(guò)先進(jìn)的焊接工藝、材料、設(shè)備、自動(dòng)化控制系統(tǒng)和焊接胎夾具、裝卡定位及其運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的有機(jī)集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)化主要包括焊接自動(dòng)化專(zhuān)機(jī)和焊接機(jī)器人。

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

國(guó)內(nèi)展示的焊接專(zhuān)機(jī)大部分屬于焊接輔機(jī)與焊接電源、送絲機(jī)的組合。

展會(huì)在焊接自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備方面展現(xiàn)突出的有：激光及其復(fù)合焊接機(jī)器人；弧焊機(jī)器人；點(diǎn)焊機(jī)器人專(zhuān)用伺服點(diǎn)焊槍?zhuān)蛔詣?dòng)焊接、智能化焊接必需的各種焊縫跟蹤技術(shù)。

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）。