
电阻点焊(RSW)是一种既经济又高效的焊接工艺,它能够形成结实的焊点,以确保连接部分的长久性能,因此成为了连接各类结构部件的要选技术。随着机器人技术的早期应用,机器人硬件和软件的持续进步使得RSW的应用变得更加广泛和高效。
得益于其强劲的机械臂和用户友好的数字操作界面,RSW成为了制造多种薄金属板材的理想选择。机器人焊接技术引入了多项创新,如使用中频(1000–2000Hz)逆变器进行直流焊接,这不仅减少了变压器的体积和重量,还优化了点焊枪的设计。与此同时,为了提高能效和焊接精度,伺服电机的使用也开始取代了传统的气动焊枪。这些技术的发展,使得RSW在现代制造业中的地位更加稳固。
RSW技术对于汽车行业的发展尤为关键,特别是在电动汽车制造领域,它通过高效使用空在电阻点焊的领域中,高性能机器人的使用大大提升了生产效率。这些机器人拥有快速的轴旋转速度和加速性能,是减少非生产时间和缩短生产周期的关键。机器人的设计不断进步,比如采用空心臂结构和内置电缆,这些改进不仅减少了电缆造成的干扰,还扩大了机器人的运动范围并减小了它们的占地面积。
此外,新型轻量化的焊枪使得承载能力相对较小的机器人(80-120公斤或176-265磅)也能以更高的速度工作,而占地面积更小。而对于那些承载能力较大的机器人(150–200+公斤或331–441+磅),其较长的工作范围和伺服控制技术使得它们可以更快速地使用轻于标准负载的焊枪。
无论是移动焊枪至工件上,还是将工件移至固定的电阻点焊机上,机器人都能够将伺服控制的点焊枪与焊接工艺精准同步。同时,运载工件的机器人也可以适用于其他焊接工艺,如电弧焊或凸焊。
综上所述,采用空心臂设计的高性能机器人,通过电阻点焊技术不仅优化了空间的有效利用,还在提高生产周期时间和产品质量方面发挥了重要作用。
伺服点枪
Servo spot guns
为了增强电阻点焊(RSW)的性能,市场上流行的一种做法是使用将电机与滚珠丝杠元件结合为一体的执行器。这种集成设计使得枪支制造商能够根据客户的具体应用需求,集成与变速箱连接的执行器或伺服电机以及其他枪体设计元素。例如,铝制的枪臂以及其他的设计进步,正在帮助制造更加轻巧、轮廓更小、夹紧力更大的焊枪。
通过监测轴位置的编码器,可以精确控制伺服电机,以均匀一致的扭矩施加力量,这使得伺服电机成为点焊枪的理想选择,并允许机器人进行精确控制。其主要功能包括:
喷枪均衡:此功能利用位置控制移动机器人手臂,在施加压力时保持喷枪平衡,可以减少因喷枪臂弯曲和感应力造成的零件损坏。
焊嘴磨损补偿:利用编码器监测焊枪闭合时焊嘴的磨损情况,自动调整焊嘴的位置,确保焊接质量的一致性,及时修整或更换磨损的顶端。
工件厚度检测:在夹紧过程中测量喷枪开口,确认材料堆叠是否在公差范围内,以防零件遗失造成错误。
受控夹紧压力:用户可以指定所需的夹紧力,机器人将根据设定的扭矩进行驱动,允许不同的夹紧力度和时间配置。
带压力的焊接排序:在电极处于夹紧状态时,机器人启动焊接控制开始焊接,减少了气动枪的挤压时间。
压力补偿:焊接控制器可以根据输出电极力在焊接过程中调整力量,尤其适用于铝材焊接,防止焊点裂纹。
工件搜索:简化了编程过程,特别是在视线可能被遮挡的情况下,可通过扭矩反馈感应接触来自动搜索焊接位置。
此外,伺服电机的使用还带来了其他有用的功能,如:
参数绘图:监控喷枪的电机速度和扭矩,以及点焊过程的控制和故障排除。
伺服驱动刀尖修整器:用于修磨磨损的刀尖,伺服电机提供精确的扭矩和速度控制,用于执行更精细的切割,避免损坏电极,并产生平滑的表面。
数字接口焊接控制
Digital interface weld controls
具备数字接口的焊接控制系统为焊接过程提供了高度的优化和编程灵活性,帮助制造商通过简化的连接方式,如单根以太网电缆,简化了机器人和焊接系统的整合。这些控制器可以被编程来监控焊接信息,并且每个控制器能够支持超过255个不同的焊接程序。同样重要的是,多个焊接控制器可以与多个机器人控制器联网,或者从单一机器人控制器操作多个焊枪。这些焊接控制器中较为高级的功能包括:自适应反馈:焊接控制器在变压器的初级侧产生高压波形,以确保在焊枪的次级侧产生正确的电流。配备此功能的定时器利用安装在电极上的感测线来监控输出电流,并自动调整以确保变压器输出合适的电流。编程软件:点焊控制定时器通常配有一种软件界面,允许用户使用焊接命令进行编程。有些系统可能支持开放协议,使得可以直接在机器人的教学器上进行编程,无需使用PC进行干预。数据监控:焊接控制系统不仅监控整个焊接过程,还能记录每次焊接的结果,这对于故障诊断或质量控制至关重要。这包括能够监测电极力的传感器安装在焊枪上。通过这些数字化的功能,焊接控制系统大幅提高了焊接的精确性和重复性,同时也为制造商提供了更高的生产效率和质量保证。
04 Four
总结而言,电阻点焊(RSW)作为一项成熟且高效的连接技术,在现代制造业尤其是汽车行业中发挥着至关重要的作用。通过整合先进的伺服电机执行器、轻量化焊枪设计以及精密的控制技术,RSW显著提升了焊接速度、质量和灵活性。数字接口焊接控制系统的引入进一步优化了焊接过程,实现了过程的自动化和智能化,提供了更高级的功能如自适应反馈、软件编程以及数据监控,确保了焊接结果的一致性和可追溯性。这些创新技术的融合,使得RSW在实现工业自动化和提升制造效率方面具有不可替代的地位,也展现了未来工业发展的无限可能。