伺服焊枪在汽车车身制造中的应用

　　2.1 电极力的接触特性

　　对于气动焊机，电极的运动由气缸来控制，电极运动速率很难控制，由于电极运动的高速率，会造成电极与工件接触时的冲击很大，致使电极力会发生短时间的振荡，从而影响电极寿命。而对于伺服焊枪，电极的运动由伺服电机控制，能够很好地控制电极运动速率，电极与工件接触时的冲击很小，这可提高电极寿命。气动焊机和伺服焊枪的电极力变化如图2 所示。

　　2.2 电极力和电极位移控制特性

　　在焊接过程中，尤其是焊接通电阶段，电极的控制模式是焊机的一个重要特征。因为通电过程中焊接区金属受热、膨胀，无法实现同时将电极力和电极位移作为常量进行控制。对于气动焊机，电极力由气压调节阀进行控制，并使其在焊接过程中保持常量。而伺服焊枪的电极力则由伺服电机进行精确的调节和控制。图3 为0.7mm 和1.7mm 钢板在通电阶段电极力的变化曲线。0.7mm 钢板的焊接规范定为：焊接电流5.8kA、电极力3.4kN、焊接时间12 周波(1 个周波为0.02s );1.7mm 钢板的焊接规范为：焊接电流7.8kA、电极力4.2kN、焊接时间12 周波。为了减少噪声干扰，电极力曲线用一个指数模型来表示[3]。从图中的对比可以看出：伺服焊枪的电极力更能得到精确地控制，这归功于伺服电机高控制精度和运动时较小的摩擦力。与电极力不同，伺服焊枪和气动焊机在焊接过程中的电极位移变化趋势和位移量则基本一致，如图4所示。

图3 通电阶段时电极力的变化比较

图4 通电阶段时电极位移的变化比较