自适应控制技术对白车身点焊质量的影响

胶 。点焊试验
，并 制 作 特 殊 工 况
组 ！ 组总厚 为 1.45 mm" ， 零件装配不
! > 2 mm" 、边 焊 、焊 分 流 （点焊位置附近有
焊焊点"、
胶和含热镀锌 等 组 ，如
图 1 〜图5 。试 验 采 用 K U K A 机 、 焊机和
Bosch Rexroth控 制 等 设 备 。点焊
针 对 恒 流 模 式 焊 接 的 不 足 ，自 适 应 模 式 焊 接 新 技 术得到成功研制。该技术的核心主要是获得一个焊接
质 量 合 格 且 无 飞 溉 的 优 质 焊 点 ，创 立 其 电 阻 样 本 曲 线 ， 开 启 自 适 应 系 统 ，对 后 续 每 次 焊 接 进 行 实 时 监 控 和 参 数 调整，从而有 效 保 证 白 车 身 每 个 焊 点 的 质 量 。开启 自适 应 模 式 焊 接 前 ，必 须 在 恒 流 模 式 下 优 化 焊 接 电 流 、 焊 接 时 间 和 电 极 压 力 ，创 建 一 个 优 质 焊 点 的 样 本 电 阻 曲线。在焊接过程中，当遇到干扰因素影响而导致实 测 动 态 电 阻 与 样 本 电 阻 曲 线 相 背 离 时 ，系 统 将 及 时 的 、 适当的调整焊接电流和焊接时间[14^16]。博士力乐士 Bosch Rexroth PSQ 6 0 0 0 自适应控制系统具有快速的调 节 时 间 ( 约 1 ms)、广泛的焊接参数调节公差带、更大的 数据存储量（大 约 可 以 储 存 25 0 0 0 个 焊 点 信 息 ）和不 需 停 线 就 可 收 集 电 阻 曲 线 等 特 点 ，使 其 得 到 了 更 普 遍 的应用。
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生产：MZ用 f時
自适应控制技术对白车身点焊质量的影响
易 铁 ，周建 军 ，常明 (武汉理工大学，武 汉 430070 $
摘要： 针对白车身电阻点焊过程存在零件装配不良、焊点分流、板间含涂胶和镀锌板材焊接等影响焊点质量
的问题，开启博士力士乐动
自适应控制系统，在不
素下分别进行恒流 和自适应 焊接，结合
锷猱生产应用
~ \ y -点焊胶
r 图 4 板材间含涂胶
-------------- 1 镀锌板
图 5 含热镀锌板材
在上述不同工况下分别进行恒流模式和自适应模 式 焊 接 ，优 化 的 焊 接 参 数 见 表 1。利 用 Bosch Rexroth PSQ 6 0 0 0 自适应控制系统观察并记录各焊点动态电阻
表 1 焊接参数
电极压力 预压时间 焊接时间 焊接电流 保持时间
F/kN
tx/m s
t2/m s
I/k A
t3/m s
2
200____________
)
<1—7.5►
.
no_______ Jb
i
r
110
图 6 拉伸试样示意图（mm)
恒 流 模 式 和 自 适 应 模 式 焊 接 。传 统 白 车 身 电 阻 点 焊 以 恒 流 模 式 焊 接 为 主 ，恒 定 的 焊 接 电 流 和 焊 接 时 间 ， 保证焊接热输人不变，从 而 获 得 质 量 稳 定 的 焊 点 。但 在 实 际 生 产 过 程 中 ，白 车 身 焊 接 质 量 容 易 受 到 零 件 装 配精度扰动、焊 接 电 流 和 电 极 压 力 波 动 、设 备冷却效 果 、电极帽烧损、零件表面异常等多种因素影响。为了 保 证 白 车 身 焊 接 质 量 ，设 定 的 恒 流 模 式 焊 接 参 数 往 往 偏 大 ，从而造成一定的能源浪费和焊接飞溉[13]。
应控制系统具备恒流焊接 和自适应焊接 ，
在恒流 下 和创建焊
样本
曲线。
开启自适应 ，当焊接
装 配 精 度 不 良 、板件
图 1 零件装配不良
\
图 2 边缘焊 已焊焊点 / \、
6〇6
收稿日期：2019 -03 -04
doi: 10. 12073/j .hj.20190304001
图 3 焊点分流
2019年第10期 47
的 焊 ：约 。 目前
生产
在
扰 ，如零件装
不良、焊 分 流 、
胶和镀锌 等因素
焊
。广
对 安全性能的
，制
焊
成为 制 的
之一[1c7]。 自 应 控 制 技 术 测 动 . 阻
曲线与合格样本 曲线进行
，
焊
接电流和焊接 ， 各 扰因素造成的焊接热
输
，从而有效控制焊
，
制技术已
运用
各
制
[8]。
1 动态电阻自适应控制原理
焊点动
曲线与合格焊点样本 曲线的 分析，研究自适应控制技术对
焊 的 。研
究表明,利用自适应控制技术,可有效减少外 扰对焊接热输入的 ，减 少 焊 接 ，
焊
。
关键词： 电阻点焊；动态电阻；自适应控制技术；焊接热输入 中图分类号： TG409
〇 前言
在制
， 焊技术广泛运用 车
分总成及总成焊接。
用
为 3 0 0 0 〜6 000 ，其焊
表面有异物、板 件 有 涂 胶 、热 成 型 钢 板 、 磨
等干扰因素 的 扰 动 后 ，实测
离样本 曲
线 ， 统 自动
焊接 流和焊接 进行
， 而有效保证
焊
。
2 试验方法
试 验 板 材 为 0.65 mm、0•8 m m 厚度的汽车用冷乳
钢 板 和 0.8 m m 厚 度 的 热 镀 锌 钢 板 ，涂 胶 为普通点焊
曲 线 [11]。制 备 各 焊 点 横 截 面 试 样 ，使 用 金 相 显 微 镜 观 察并拍摄焊点金相照片。利用力学拉伸试验机对各试 样板组进行室温力学拉伸试验，拉 伸 试 样 如 图 6 所示 。 利 用 Tessonic超声波检测仪进行焊核尺寸检测。结合
焊 点 动 态 电 阻 曲 线 变 化 规 律 ，综 合 对 比 分 析 两 种 焊 接 模 式 在 不 同 工 况 下 焊 点 表 面 成 形 、飞 溉 情 况 、截面形 状 、焊核尺寸和力学拉伸性能，研究自适应控制技术对 焊点质量的影响[12]。
保证焊枪与
板材组垂直焊接。
动
自适应控制原理是通过监控焊接次
压和实测焊接电流， 计 焊 点 动
，系统
焊接 扰动 动
曲线与合格样本 曲线
离 ， 增 焊 接 电 流 或 者 延 长 焊 接 或者
并 用 ，确保 焊 输
等
焊点热
输 ，对焊接 和各 扰 素 的
进
行补 偿 [9_10]。博士力乐士 Bosch Rexroth PSQ 6000 自