一種振動摩擦焊接機的伺服驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種驅(qū)動系統(tǒng)，特別涉及一種用于摩擦焊接機的伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]振動摩擦焊接機是一種實現(xiàn)摩擦焊接功能的機器，其間被焊接的制件在壓力下相互摩擦直到生成的摩擦和剪切熱量使接觸面達到充分熔融狀態(tài)。當達到設定焊接深度時，相對運動停止，進入保壓階段焊縫冷卻并固化。其適用于幾乎所有的熱可塑性材料的焊接。例如，將兩個塑料工件被壓緊在一起，其中一件固定不動，另一件作直線往復運動，在一定的可調(diào)的位移振動振動幅度和可調(diào)的頻率下，從而產(chǎn)生摩擦熱，使兩件塑料件的焊接線熔化、固接。
[0003]振動摩擦焊接機一般包括安裝在機架上的振動頭和升降臺。焊接時，一個焊接工件裝于振動頭下面的驅(qū)動夾具上，另一件工件裝于升降臺的夾具上，升降臺的上下升降由一個氣缸或液壓系統(tǒng)提供動力，當焊接時升降臺把兩焊接工件緊緊壓在一起、振動頭開始振動，經(jīng)過幾秒到10秒時間，就能將兩工件焊接起來。
[0004]目前，摩擦焊接機的驅(qū)動系統(tǒng)一般可分為液壓驅(qū)動和氣動驅(qū)動。液壓驅(qū)動一般要設有液壓油箱、液壓缸、泵、閥以及控制閥關斷的電路等部件，在具體應用中，液壓驅(qū)動存在有諸多的缺陷，如下:
[0005]a、臺面的升降速度低。液壓臺面實際的最大平均速度約為200_ / S。臺面升降速度的高低直接影響生產(chǎn)周期時間的長短。
[0006]b、定位精度低。液壓系統(tǒng)的定位精度約在± 1.0mm左右，無法滿足高定位精度要求的應用要求。
[0007]C、環(huán)境污染風險大。液壓驅(qū)動系統(tǒng)存在漏油風險，漏出的液壓油對環(huán)境存在較大污染。
[0008]而氣壓驅(qū)動要設有氣閥、氣缸以及控制氣閥的電流源，在具體的應用中，氣動驅(qū)動系統(tǒng)也同樣存在諸多缺陷:
[0009]a、臺面的升降速度低。一般氣動臺面實際的最大平均運行速度僅約為150_ / S。
[0010]b、定位精度低。氣壓驅(qū)動臺面系統(tǒng)的定位精度約在±3.0mm左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種區(qū)別于現(xiàn)有液壓驅(qū)動系統(tǒng)和氣壓驅(qū)動系統(tǒng)的應用在振動摩擦焊接機的伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明實施例提供的振動摩擦焊接機的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，包括伺服電機、減速箱、傳動軸，所述伺服電機安裝在所述減速箱上并通過所述減速箱驅(qū)動所述傳動軸運動，所述傳動軸的一端或兩端設有傳送裝置，所述傳送裝置連接并驅(qū)動所述振動摩擦焊接機的升降臺沿著所述振動摩擦焊接機的機架上下運動；所述系統(tǒng)還包括連接并控制所述伺服電機的轉(zhuǎn)速和/或力矩的控制裝置。
[0013]上述控制裝置包括:用戶可設定需求的人機操作界面，第一處理單元，伺服控制器；所述第一處理單元接收來自所述人機操作界面的信息，向伺服控制器發(fā)送指令，并接收來自伺服控制器的反饋信號；所述伺服控制器接收所述第一處理單元發(fā)來的指令，并向其發(fā)送反饋信號；根據(jù)收到的指令調(diào)整所述伺服電機的轉(zhuǎn)速和/或力矩輸出，和/或控制所述升降臺的臺面行走位置，并發(fā)送輸出信息給所述伺服電機。
[0014]上述減速箱上設有輸出軸，所述輸出軸與所述傳動軸連接。
[0015]上述輸出軸上安裝有扭矩檢測裝置，用于檢測所述減速箱的力矩輸出，并將此力矩輸出發(fā)送給所述控制裝置。
[0016]上述控制裝置還包括第二處理單元，接收來自所述扭矩檢測裝置的力矩輸出，通過內(nèi)設的PID閉環(huán)控制程序調(diào)整所述伺服電機的轉(zhuǎn)速和/或力矩，生成力矩指令和/或轉(zhuǎn)速指令，并將所述力矩指令和/或轉(zhuǎn)速指令發(fā)送給伺服控制器；以及所述伺服控制器接收所述第一處理單元和/或第二處理單元發(fā)來的指令，并向其發(fā)送反饋信號；根據(jù)收到的指令調(diào)整所述伺服電機的轉(zhuǎn)速和/或力矩輸出，和/或控制所述升降臺的臺面行走位置，并發(fā)送輸出信息給所述伺服電機。
[0017]上述第一處理單元、所述第二處理單元為一個CPU單元或者兩個CPU單元。
[0018]上述伺服控制器包含位置閉環(huán)控制模式、力矩閉環(huán)控制模式、速度閉環(huán)控制模式的一種或多種。
[0019]上述傳送裝置包括鏈輪以及鏈條，所述傳動軸通過所述鏈輪與所述鏈條連接并驅(qū)動所述升降臺。
[0020]上述伺服驅(qū)動系統(tǒng)還包括可檢測所述升降臺的當前臺面位置信息的位移傳感器，所述位移傳感器將所述位置信息發(fā)送給所述控制裝置。
[0021]上述伺服驅(qū)動系統(tǒng)還包括第三處理單元，接收來自所述位移傳感器的位置信息，根據(jù)所述位置信息計算調(diào)整所述伺服電機的轉(zhuǎn)速并生成力矩指令和/或轉(zhuǎn)速指令，將所述力矩指令和/或轉(zhuǎn)速指令發(fā)送給伺服控制器。
[0022]上述第一處理單元、所述第二處理單元和所述第三處理單元為一個CPU單元或者兩個CPU單元或者三個獨立的CPU單元。
[0023]本發(fā)明提供了一種區(qū)別于現(xiàn)有液壓驅(qū)動系統(tǒng)和氣壓驅(qū)動系統(tǒng)的應用在振動摩擦焊接機的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，通過利用控制裝置控制設置在減速箱上的伺服電機通過減速箱驅(qū)動傳動軸運動，傳動軸與被驅(qū)動裝置之間通過傳送裝置連接，實現(xiàn)了對被驅(qū)動裝置的驅(qū)動。相比于現(xiàn)有液壓驅(qū)動系統(tǒng)和氣壓驅(qū)動系統(tǒng)，本發(fā)明的伺服電機通過電力驅(qū)動，非常環(huán)保，整個系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定和準確，處理速度更快。同時，本發(fā)明的控制裝置上設有用戶可設定需求的人機操作界面，處理單元，和伺服控制器，用來調(diào)節(jié)伺服電機的轉(zhuǎn)速和/或力矩輸出，和/或控制所述升降臺的臺面行走位置，可以實現(xiàn)速度可調(diào)，運行速度快，以及定位精度高的技術(shù)優(yōu)點。尤其是進一步的在減速箱的輸出軸上設有扭矩檢測裝置，可以進一步檢測減速箱的力矩輸出，并將此力矩輸出發(fā)送給所述控制裝置，進一步實現(xiàn)了輸出扭矩與夾緊力的精確控制。同時由于伺服控制器可以實現(xiàn)同時或分別對接收的數(shù)據(jù)進行分析運行，在節(jié)約內(nèi)存和同時實現(xiàn)多任務處理方面實現(xiàn)自由和可調(diào)整的優(yōu)點。
[0024]具體的，本發(fā)明提供的使用了該伺服驅(qū)動系統(tǒng)的振動振動摩擦焊接機具有以下優(yōu)占-
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[0025]1.本發(fā)明提供的焊接機性能更加穩(wěn)定，升降臺的位置可以按照設計速度運行，且平穩(wěn)無沖擊。
[0026]2.本發(fā)明提供的焊接機升降臺臺面運行速度很快，最大平均運行速度可以達到500mm / S。工件生產(chǎn)周期縮短。
[0027]3.臺面行走及定位精度高,定位精度可以達到±0.1mm。
[0028]4.夾緊力精確穩(wěn)定。輸出端的扭矩檢測裝置與伺服系統(tǒng)形成的扭矩閉環(huán)能夠提供精確穩(wěn)定的夾緊力。
[0029]5.無環(huán)境污染風險。
【附圖說明】
[0030]參考附圖本發(fā)明的實施例將被描述如下:
[0031]圖1是本發(fā)明實施例提供的伺服驅(qū)動振動摩擦焊接機機械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明實施例提供的控制裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。
[0034]本發(fā)明主要是提供了一種使用在振動摩擦焊接機領域，區(qū)別于現(xiàn)有液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動的伺服驅(qū)動系統(tǒng)。該伺服驅(qū)動系統(tǒng)包括伺服電機、減速箱、傳動軸。所述伺服電機可安裝