逆变电阻点焊多参数测试与控制的研究

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随着电阻点焊在工业生产中的广泛应用,对点焊质量的要求也不断提高,为解决电阻点焊的焊接质量问题,电阻点焊技术需向更加精密的方向发展。电阻焊的精密性包括电源参数的精细调节和精确控制等多个方面。   本文阐述了电阻点焊质量监控技术发展历程和将来的发展趋势。由于点焊形核是处于封闭状态,质量检测比较困难,到目前为止,电阻点焊质量监控技术的难度依然体现在对决定电阻点焊质量的熔核尺寸、强度参数等无法直接测量,只能通过一些过程参数进行间接地判断,发展多参数综合测试控制技术是提高焊接质量的有效途径。在点焊过程中对有关信息或动态参数进行准确的测试与信号处理,是实现点焊质量控制的前提。为了能够准确采集点焊过程中的动态参数,利用霍尔元件AH350,设计了焊接电流测量电路;利用具有高输入共模电压范围的差动运输放大器AD629设计了电压测量电路;利用压力传感器和dsPIC30F3011芯片及其外围电路,设计了点焊伺服加压系统,实现了点焊的压力控制。试验证明,所研制的动态参数测试系统,能够满足设计要求。   本研究以低碳钢为焊接试验材料,以焊件的抗拉剪强度表征点焊的焊接质量,分析了焊接电流改变、电极间压力改变、电极直径改变,焊件层数改变,以及分流等情况的作用下对焊接质量的影响。在各个影响因素改变的条件下,对焊接过程中的电流及电压进行了实时采集。利用MATLAB对其进行数值处理,得到了焊接过程中的动态电阻值,分析了动态电阻与各个影响因素之间的变化规律。根据动态电阻的变化规律,提出了电阻点焊的多参数控制方法。控制系统以焊接电流和电极压力作为被控对象,焊接电流实行自适应控制,电极间压力由伺服加压系统控制。在保证压力稳定的条件下,当其它主要影响因素改变时,利用动态电阻的变化规律实时调整焊接电流,比单一的恒流控制更加有效。为电阻焊领域的多参数控制应用提供了一条有效的途径。
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