本申請(qǐng)涉及閃光對(duì)焊的控制，尤其涉及一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、閃光對(duì)焊作為一種重要的電阻壓力焊接方法，廣泛應(yīng)用于金屬材料的連接中。閃光對(duì)焊的基本原理是通過將兩個(gè)待焊工件固定在焊接設(shè)備上，接通電源后，利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)焊件逐漸接近，并使焊件端面產(chǎn)生局部接觸；在接觸點(diǎn)處，由于電阻熱的作用，金屬迅速升溫至熔點(diǎn)，形成“閃光”現(xiàn)象，并持續(xù)噴射金屬液滴。隨著焊件的穩(wěn)定進(jìn)給，整個(gè)焊接端面逐漸被一層液態(tài)金屬覆蓋。當(dāng)液態(tài)金屬層達(dá)到一定厚度時(shí)，迅速施加頂鍛力，使兩焊件在液相狀態(tài)下形成鍵合，最終通過塑性變形形成焊接接頭。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，現(xiàn)有的閃光對(duì)焊設(shè)備中控制系統(tǒng)或控制方法存在局限性，一方面，現(xiàn)有的技術(shù)在一次焊接過程中只能實(shí)現(xiàn)其中的一種閃光對(duì)焊工藝，或者只采用其中的一種閃光對(duì)焊工藝實(shí)現(xiàn)焊件的焊接，沒有綜合應(yīng)用各種閃光對(duì)焊工藝的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行閃光焊接，無法同時(shí)滿足高效率、低耗損、高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性和節(jié)能的要求；另一方面，現(xiàn)有技術(shù)閃光對(duì)焊過程普遍是通過焊接電流反饋控制焊接進(jìn)給的速度，而沒考慮焊接電壓的穩(wěn)定性，以及焊接進(jìn)給速度的穩(wěn)定性和焊接電流的精度和響應(yīng)性，從而無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接過程中的能量變化，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這導(dǎo)致焊接過程中的能量波動(dòng)較大，影響焊接接頭質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)及控制方法，能夠同時(shí)滿足預(yù)熱閃光對(duì)焊、連續(xù)閃光對(duì)焊、脈沖閃光對(duì)焊和程控降壓閃光對(duì)焊等工藝控制要求，以提升焊接效率、降低能耗，并滿足高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性的要求；同時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接過程中的能量變化，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，提高了焊接接頭質(zhì)量。

2、為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，所述電液控制系統(tǒng)包括上位機(jī)系統(tǒng)、plc系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、電壓傳感器、電流傳感器以及能量反饋控制模塊；

4、所述上位機(jī)系統(tǒng)用于設(shè)置閃光對(duì)焊工藝及設(shè)置焊接工藝參數(shù)；

5、所述plc系統(tǒng)用于根據(jù)所述閃光對(duì)焊工藝及焊接工藝參數(shù)，控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給動(dòng)作；

6、所述進(jìn)給系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)閃光對(duì)焊進(jìn)給過程的速度響應(yīng)和控制；

7、所述電壓傳感器用于采集焊接過程的瞬時(shí)電壓值；

8、所述電流傳感器用于采集焊接過程的瞬時(shí)電流值；

9、所述能量反饋控制模塊用于根據(jù)所述瞬時(shí)電壓值和所述瞬時(shí)電流值，計(jì)算得到實(shí)際的焊接能量值，并將所述實(shí)際的焊接能量值與所述上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)置的初始焊接能量值進(jìn)行比較，根據(jù)所述焊接能量值的比較結(jié)果控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給速度，以實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制。

10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述閃光對(duì)焊工藝包括預(yù)熱閃光對(duì)焊、連續(xù)閃光對(duì)焊、脈沖閃光對(duì)焊和程控降壓閃光對(duì)焊；

11、所述設(shè)置焊接工藝參數(shù)包括設(shè)置焊接電壓、焊接電流、進(jìn)給速度、位移量、燒化量、保壓時(shí)間和頂鍛時(shí)間。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述進(jìn)給系統(tǒng)包括伺服閥和伺服油缸。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述進(jìn)給動(dòng)作包括交替前進(jìn)或后退、連續(xù)進(jìn)給、高頻響控制或交替電壓控制。

14、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述根據(jù)所述焊接能量值的比較結(jié)果控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給動(dòng)作速度，以實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制，包括：

15、根據(jù)所述焊接能量值的比較結(jié)果，通過pid算法調(diào)整所述進(jìn)給系統(tǒng)中的所述伺服閥的開度，進(jìn)而控制所述進(jìn)給系統(tǒng)中的所述伺服油缸的速度。

16、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電液控制系統(tǒng)還包括焊接電源；

17、所述焊接電源用于根據(jù)設(shè)置的閃光對(duì)焊工藝及設(shè)置的焊接工藝參數(shù)，調(diào)節(jié)焊接件的電壓，以控制總電能輸出。

18、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電液控制系統(tǒng)還包括位置傳感器；

19、所述位置傳感器用于采集進(jìn)給系統(tǒng)中的所述伺服油缸的位置信息。

20、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在閃光對(duì)焊的初始階段，在預(yù)設(shè)的間隔時(shí)間內(nèi)通過所述位置傳感器采集兩個(gè)所述伺服油缸的位置信息，根據(jù)所述兩個(gè)伺服油缸的位置信息和所述預(yù)設(shè)的間隔時(shí)間，計(jì)算得到所述伺服油缸的初始階段的速度；

21、基于所述初始階段的速度，通過pid算法并由plc系統(tǒng)控制進(jìn)給系統(tǒng)中的所述伺服油缸的速度。

22、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N閃光對(duì)焊電液控制方法，應(yīng)用于所述的一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，包括下述步驟：

23、設(shè)置閃光對(duì)焊工藝及設(shè)置焊接工藝參數(shù)；

24、根據(jù)所述閃光對(duì)焊工藝及焊接工藝參數(shù)，控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給動(dòng)作；

25、當(dāng)焊件開始接觸并形成焊接電流時(shí)，根據(jù)焊接過程中的瞬時(shí)電壓值和瞬時(shí)電流值，計(jì)算得到實(shí)際的焊接能量值；

26、將所述實(shí)際的焊接能量值與上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)置的初始焊接能量值進(jìn)行比較；

27、根據(jù)比較結(jié)果控制所述進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給速度，以實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制。

28、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

29、至少一個(gè)處理器；以及與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

30、其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行所述的一種閃光對(duì)焊電液控制方法。

31、綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案帶來的有效效果至少包括：

32、本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，能夠通過上位機(jī)系統(tǒng)靈活設(shè)置焊接工藝及其焊接參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)熱閃光對(duì)焊、連續(xù)閃光對(duì)焊、脈沖閃光對(duì)焊和程控降壓閃光對(duì)焊等多種閃光對(duì)焊工藝的綜合應(yīng)用，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)具體的焊接需求和材料特性，選擇或組合最優(yōu)的焊接工藝，從而顯著提升焊接效率、降低耗損，并滿足高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性和節(jié)能的多樣化要求；同時(shí)，通過電壓傳感器和電流傳感器實(shí)時(shí)采集焊接過程中的瞬時(shí)電壓值和瞬時(shí)電流值，并由能量反饋控制模塊計(jì)算得到實(shí)際的焊接能量值，再通過與上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)置的初始焊接能量值進(jìn)行比較，系統(tǒng)能夠精確調(diào)整進(jìn)給系統(tǒng)的速度，實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制；不僅提高了焊接能量的穩(wěn)定性和控制精度，還有效避免了因能量波動(dòng)而導(dǎo)致的焊接缺陷，如裂紋、氧化膜、夾渣和縮孔等，進(jìn)而提高了焊接質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電液控制系統(tǒng)包括上位機(jī)系統(tǒng)、plc系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、電壓傳感器、電流傳感器以及能量反饋控制模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述閃光對(duì)焊工藝包括預(yù)熱閃光對(duì)焊、連續(xù)閃光對(duì)焊、脈沖閃光對(duì)焊和程控降壓閃光對(duì)焊；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給系統(tǒng)包括伺服閥和伺服油缸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)給動(dòng)作包括交替前進(jìn)或后退、連續(xù)進(jìn)給、高頻響控制或交替電壓控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)所述焊接能量值的比較結(jié)果控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給動(dòng)作速度，以實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電液控制系統(tǒng)還包括焊接電源；

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電液控制系統(tǒng)還包括位置傳感器；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)，其特征在于，在閃光對(duì)焊的初始階段，在預(yù)設(shè)的間隔時(shí)間內(nèi)通過所述位置傳感器采集兩個(gè)所述伺服油缸的位置信息，根據(jù)所述兩個(gè)伺服油缸的位置信息和所述預(yù)設(shè)的間隔時(shí)間，計(jì)算得到所述伺服油缸的初始階段的速度；

9.一種閃光對(duì)焊電液控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種閃光對(duì)焊電液控制系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)包括：上位機(jī)系統(tǒng)，用于設(shè)置閃光對(duì)焊工藝及工藝參數(shù)；PLC系統(tǒng)，用于根據(jù)閃光對(duì)焊工藝及工藝參數(shù)，控制進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給動(dòng)作；進(jìn)給系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)給過程的速度響應(yīng)和控制；電壓傳感器和電流傳感器，分別用于采集焊接過程的瞬時(shí)電壓和瞬時(shí)電流；能量反饋控制模塊，用于根據(jù)電壓和電流，計(jì)算實(shí)際焊接能量值，將實(shí)際焊接能量值與設(shè)置的初始焊接能量值比較，根據(jù)比較結(jié)果控制進(jìn)給系統(tǒng)速度，實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制。本申請(qǐng)能夠滿足預(yù)熱閃光對(duì)焊、連續(xù)閃光對(duì)焊、脈沖閃光對(duì)焊和程控降壓閃光對(duì)焊等任意工藝控制要求，且能實(shí)現(xiàn)能量的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，進(jìn)而提升焊接效率和焊接接頭質(zhì)量，并降低能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：辛楊桂,高世一,李蘇,黎振龍,趙運(yùn)強(qiáng),牛犇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東省科學(xué)院中烏焊接研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19