基于伺服驱动的微型电阻点焊加压系统研制

《基于伺服驱动的微型电阻点焊加压系统研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工程硕士学位论文基于伺服驱动的微型电阻点焊加压系统研制加压系统研制制作者姓名黄绍枝工程领域机械工程校内指导教师曹彪教授校外指导教师黄增好所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月DevelopmentofPressureSystemofMicroResistanceSpotWeldingBasedonServoDriveADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangShaozhiSupervisor：Prof.CaoBiaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China

2、摘要精密电阻点焊技术在电子信息制造领域有着广泛的应用，电子设备的小型化对电阻点焊设备提出了更高的要求，如：更加精准的电极位置控制、更小的焊接压力和更加柔顺的加压过程。然而，传统的电阻点焊气动加压方式存在接触冲击力大，焊接过程压力波动较大，电极压力和位置无法控制等缺点，无法满足微型零件的小压力焊接需要。本文以基于伺服驱动研制一套微型电阻点焊加压系统来满足微型零件的焊接需要为目标，主要研究了系统整体加压机构的设计、伺服电机控制系统的硬件和软件的设计，以及所研制系统的加压特性及其工艺行为等内容。设计了一套电阻点焊加压机构，该机构主要由交流伺服电机、滚珠丝杆传动机构、点焊机头、压力传感器等组成。通过伺

3、服电机与滚珠丝杆直连，丝杆传动带动点焊机头做直线运动为焊接提供压力，加压过程中采用压力传感器检测电极力并进行反馈控制，既实现了加压机构的柔顺、灵活和轻便化，传动效率和精度高，电极加压力小以及与工件进行“软接触”，电极力检测准确等功能，又达到了微型零件对小压力焊接加压设备的性能要求，具有焊接压力、电极位置和加压速度控制精度高等优点。针对选取的交流伺服电机，基于DSP控制器设计了伺服电机运动控制系统。根据控制系统设计方案，完成了系统硬件电路、控制程序以及人机交互系统的整体设计与实现。调试结果表明，系统能按控制要求快速、准确和稳定地控制伺服电机运动，压力检测和控制准确、稳定，人机界面友好且参数设置方

4、便。最后，研究了系统的加压特性和工艺行为。基于研制的加压系统搭建了焊接实验平台，通过实验研究分析了本加压系统的位置、速度和压力控制特性，得到了加压过程中的电极压力曲线，并针对镍片和微型铜漆包线进行了焊接实验，验证了系统的稳定性、适用性和可靠性。实验表明，本文基于伺服驱动所设计的加压系统具有位置控制精度高，通过速度控制能很好的实现电极与工件的“软接触”，焊接过程中压力控制稳定、准确等优点，非常适用于小压力条件下微型零件的精密焊接，弥补了气动点焊设备的不足。关键词：电阻点焊；精密焊接；伺服驱动；压力控制；位置控制IAbstractPrecisionresistancespotweldingtech

5、nologyiswidelyappliedinthefieldofelectronicinformationmanufacturing.Theminiaturizationofelectronicequipmenthasputforwardhigherrequirementsforresistancespotweldingequipment,suchas:morepreciseelectrodepositioncontrol,smallerweldingpressureandmoreflexiblecompressionprocess.However,themodeofpneumaticpre

6、ssurizationfortraditionalresistancespotweldingisunabletomeettheneedofsmallpressureweldingformicropartsbecauseofmanydisadvantages,suchaslargeimpactforce,highfluctuationinweldingprocess,andunabletocontrolelectrodepressureandposition,etc.Thispaperaimstodevelopasetofpressuresystemformicroresistancespotw

7、eldingbasedonservodrivetomeettheneedsofmicropartswelding,andmainlystudiedthehardwareandsoftwareofthewholepressuresystemandservomotorcontrolsystem,aswellasthepressurizationcharacteristicsandprocessbeha