高速数字化电阻焊机中交流伺服系统的应用

　　1 典型高速电阻焊机的传动结构

　　高速电阻焊机具有多路复杂的高速动作，同时要求具有精确的相互联动关系，多采用机械传动刚性联接装置来实现。图1是典型电阻焊机传动示意图：由一台主电机(11)通过齿轮变速箱(12)带动多个相关的动作系统。[1]

　　其中，送罐系统是机器的主运动系统，称焊接节拍运动，其运动速度主要由每分钟所能焊接的罐数决定。通过由齿轮变速箱(12)、蜗杆减速机(2)、万向联轴节(1)、凸轮装置(13)驱动输送链(14)运动，利用输送链条上的钩爪把垂吊于沟槽内的罐筒体送到打罐位置。

　　铜线驱动系统由齿轮变速箱(12)通过无级变速机(4)、蜗杆减速机(5)带动上焊轮(8)及多槽轮(6)驱动铜线作均速运动，铜线的运动速度主要由节拍速度及罐体高度决定。

　　吸推铁系统从齿轮变速箱(12)通过无级变速机及蜗杆减速机(1O)带动曲柄滑块机构作吸推铁运动，按照送罐节拍准时地吸取片材并送到成圆机构进行成圆，成圆后的罐筒体置于过渡导块的沟槽内处于垂吊状态。

　　打罐系统由齿轮变速箱(12)通过万向联轴节及凸轮装置(9)带动打罐摆臂(7)完成打罐动作，当送罐机构把罐简体送到指定位置后，打罐摆臂在规定的时间内即把罐简体打进焊接位置。

　　在整个工作过程中吸、推铁、输送链(送罐)、打罐摆臂(打罐)等要求有较精确的协调动作关系，因此机械结构较为复杂，其中无级变速机、万向联轴器和凸轮等由于结构复杂，工件加工困难，而且在使用过程中容易磨损，成为精度下降的主要原因和主要故障源。

　　为了简化凸轮装置、无级变速机和万向联轴器等复杂的机械结构，采用由PLC与交流伺服系统组成的位置伺服同步跟踪控制系统，用电气柔性同步传动代替机械的刚性同步传动，简化系统的传动结构，提高系统的可靠性，从而提高整机的工作性能。[2]

　　2 控制系统的组成

　　通过PLC与交流伺服系统组成的位置伺服同步跟踪控制系统控制电阻焊机的原理图如图2所示，所有的伺服电机都选用带减速机的伺服电机。M1是驱动送罐系统输送链的伺服电机，利用输送链条上的陶制钩爪将垂吊于过渡沟槽的简体准确地送至打罐位置，实现送罐功能。M1作为系统的主运动，其运动速度主要由焊接速度决定，并由PLC通过422总线提供运行速度的设定值，M1运行在速度控制模式。