中频点焊及伺服焊枪控制技术解读
2019工业机器人中频交直流阻焊控制器使用说明书
工业机器人中频交直流阻焊控制器使用说明书中频交直流阻焊控制器使用说明书目录一引言 (2)二中频交直流电阻焊接系统组成 (3)三工作方式 (5)四编程器使用 (7)五功能设置 (16)六电流递增功能、电极修磨 (17)七电流监控 (18)八自由编程输出 (19)九压力控制功能 (20)十中频交直流控制器故障及对策 (21)十一注意事项 (22)附表1 中频交直流控制器编程参数表 (23)附表2 监视参数表 (28)附表3 规范选择输入(X11-4~X11-9)与起动的规范对应关系 (29)附图1 输入输出端子接线图 (31)附图2 中频交直流流控制器与变压器接线图 (32)1中频交直流阻焊控制器使用说明书2一 引言1.1中频交直流电阻焊控制器工作原理1.2 中频交直流控制器电流波形与工频控制器电流波形对比普通工频交流50HZ ，次级电流10.0KA ，变压器圈比80 中频交直流50HZ ，次级电流10.0KA ，变压器圈比80三相交流50/60Hz 电源输入，经整流、滤波变成平滑的直流电，以IGBT/K1作开关器件产生交替的电压输出,通过调整高频(5KHz)工作的IGBT/K2的开通脉冲宽度实现设定的焊接电流输出。
中频交直流阻焊控制器使用说明书1.3 相对于普通的工频控制器，中频交直流控制器有着如下的优点：1. 三相交流电源输入,用电平衡;功率因数高；2.对相同的焊接工件,焊接时间缩短,省电；焊接稳定区加大；电极寿命增长；3.铝、镀锌板、高张力钢、不锈钢、镁合金、碳钢、钛各种材质均可焊接，焊接结果良好；4.尤其适合于三层板焊接、非常薄的材料的焊接以及精密焊接的要求；5.少飞溅；6.对电流的快速响应控制提高了焊点的质量。
二中频交直流电阻焊接系统组成如图所示：整个焊接系统由控制器、焊接变压器、工件组成。
其中控制器又包含多个部分，有电源驱动、整流部分、电容板、IGBT、以及主控板部分。
3中频交直流阻焊控制器使用说明书主要特点：1.单极性输出控制时，即在一次焊接循环过程中，电流的极性不变，相邻的两次焊接循环极性交替。
中频焊机原理
中频焊机原理
中频焊机的原理是利用中频电流产生的热能来加热并连接金属工件。
中频焊机中的关键部件是中频发生器、变压器和电极。
中频发生器产生高频电流，并通过变压器将电流升压后送入电极。
电极是通过接触金属工件来传递电流和产生热能的部件。
工件通常被夹持在电极之间，当电流通过工件时，将会产生大量的热能，使工件加热，并在一定时间内达到焊接温度。
中频焊机采用中频电流的原因是因为中频电流具有以下几个优点：
1. 效率高：中频电流可使能量更集中地传递到工件上，比直流或交流电焊更高效。
2. 均匀加热：中频电流能够实现均匀的加热，避免焊接过程中产生局部温度过高或过低。
3. 快速加热：中频电流可以快速加热金属工件，提高焊接效率。
中频焊机的原理基本如上所述，它可以广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、钢结构焊接等。
在使用中频焊机时，需要注意安全操作，避免触电和过热导致的危险。
FANUC伺服焊枪介绍
GUN ATTACH[5]
GUN ATTACH[R[3]]
GUN ATTACH[AR[1]]
连结后，所选的刀具坐标系编号切换为伺服枪一般设定画面指定为“CloseDirection(Robot)”（固
定侧焊嘴的焊枪关闭方向）的坐标系编号。
换枪功能程序示例
谢 谢！
世界机器人专家
焊枪分离指令
通过执行该指令，可不用切断电源就使焊枪分离。在选择位置对合动作类型７或
者８的情况下，在使焊枪分离前，焊枪自动关闭，在焊枪关闭位置设定参照点。
指令格式：
GUN DETACH[i]（焊枪 分离）
i： 焊枪编号（1～6）指定当前所连结的焊枪编号。可根据寄存器及程序的自变量进行间接指定。例：
GUN DETACH[1]
、双行程，极大的提高了行程的柔性。
伺服焊枪结构分解
FANUC 伺服电机
焊枪臂（部分）
伺服焊枪结构
焊枪绝缘垫片
焊接变压器
伺服枪软、硬件
伺服焊枪用附加轴放大器
ARP
线缆
（
Robot内部走线
control
ler to
J1)
ARM 线缆（controller to J1 )
软件名称
软件编号
Servo axis
限制
• 没有安装焊枪轴电机用电池的类型的焊枪，连结后需要进行位置对合动作其与电池安装类型的焊枪
相比循环时间延长。
• 成为焊枪更换对象的电机，必须通过相同的放大器进行控制。
• 与多任务不对应。（不能通过多个程序来同时进行焊枪更换操作。）
禁止事项
• 在机器人电源被切断时请勿强制拆下焊枪。
• 带有焊枪更换功能的系统，不能使用线路跟踪功能。
点焊重要基础知识点
点焊重要基础知识点点焊是一种常见的焊接方法，其基础知识点对于学习和理解这一技术非常重要。
下面将介绍一些关键的基础知识点。
1. 点焊的原理和特点：点焊是通过在焊接区域施加高电流和短暂的时间来形成焊接接头。
它具有快速、高效、自动化程度高等特点，适用于薄板材料和小型工件的焊接。
2. 点焊机的构成：点焊机主要由焊接电源、焊接钳、控制系统以及电缆组成。
焊接电源提供所需的电流和电压，焊接钳用于夹持工件并施加电流，控制系统用于控制焊接参数和时间，电缆连接各个部件。
3. 焊接接头的准备：在进行点焊之前，需要对要焊接的接头进行准备。
这包括清洁接头表面，去除油脂、氧化物和其他污染物，以确保焊接电流能够通过接触面。
4. 点焊参数的选择：点焊中的关键参数包括焊接电流、时间和压力。
这些参数的选择取决于所使用的材料和接头的厚度。
一般来说，焊接电流和时间的大小应根据材料的导电性、热导率和厚度来决定。
5. 焊接过程的控制：在点焊过程中，需要确保电流的正确传输和持续施加，温度的适当升高以及接触面的紧密结合。
控制系统可以通过传感器和反馈机制来监测和调整焊接过程中的参数，以确保焊接质量。
6. 焊接后的处理：焊接完成后，需要对焊接接头进行后处理。
这包括修整焊接点的凸起部分，清除焊渣和氧化物，以及进行必要的表面处理，例如研磨、抛光或涂层。
以上所述只是点焊的一些重要基础知识点，实际上，点焊还有很多进阶技术和应用领域，例如电阻焊、脉冲点焊等。
通过深入学习和实践，我们可以进一步了解和掌握这一重要的焊接技术，为应用于工业生产中的焊接操作提供支持。
NIMAK公司中频凸、点焊机技术性能简介[1]
![NIMAK公司中频凸、点焊机技术性能简介[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7d744e01a6c30c2259019e6f.png)
NIMAK公司中频凸/点焊机技术性能简介一、中频点焊1、中频点焊发展的原因（1）弧焊逆变电源的成功应用必然扩大到点焊弧焊逆变电源是70年代末期80年代初期问世的一种节能焊机，它的问世誉为焊接电源的革命。
世界各国竞争相互开发换流原件诸如：◆大功率晶体管◆功率场效应管MOSFET◆晶闸管◆可关断晶闸管GTO◆绝缘栅极晶闸管IGBT，它有：MOSFET的高输入阻抗，高开关速度20KH Z以上GTO的低饱和压降高电流密度而且IGBT已向智能化模块方向发展，已经有：内置功能-连接功率器件和控制电路接口以及过热、过流保护电路。
脉宽调幅PWM（pulse width modulation）控制线路-上/下电路信号的分配电路。
过载保护过压保护等（2）三相次级整流焊机的失败。
（3）IGBT扩大智能化模块新一代产品不断推出和快恢复整流二极管（SHOTTKY BARER DIODE）容量的增加使中频点焊的负载持续率由6%—10%—16%—现今大部分厂的20%。
注：德国BOSCH公司的EXPERT的MF焊接变压器负载持续率已达到50%，但ISO尚无统一标准。
2、中频点焊逆变器与弧焊逆变器工作状态的差别大功率弧焊电源不能突破10KA大关，而中频点焊机200KVA （NIMAK PMP-6-2/100FM）最大焊接电流达到54KA。
两者相比有以下不同点：◆点焊没有空载过程弧焊的负载由无穷大到0和到额定负载的波动所产生的过度过程对逆变器产生不利的影响。
◆点焊负载过程中的焊接电阻变化比起回路阻抗可以忽略不计，而弧焊电源波动所引起Z f变化有几百倍或上千倍的变化，而且是电抗性的负载。
◆点焊时在恒流段工作，点焊逆变器外特性曲线外拖突然截流也就是最深的负反馈频率不变，逆变器工作最稳定。
3、中频点焊机本质上包括三大部分：一个三相整流器，一个绝缘栅极晶闸管组成的桥式逆变器通过中频焊接变压器将高压信号降至适合点焊的低压，再全波整流在二次侧产生焊接电流。
小原obara伺服焊枪操作说明书
神奈川县绫濑市大上 4-2-37
TEL （0467)70-7688 FAX TEL （0467)70-7700 FAX TEL （0565)27-3781 FAX TEL （0285)22-0174 FAX TEL （0727)53-2811 FAX TEL （093)473-5010 FAX TEL （0467)76-2001 FAX
4-1 焊钳 .................................................................................................................................11 4-2 加压功能 ..........................................................................................................................12 4-3 焊接变压器 ......................................................................................................................12 5．使用环境...................................................................................................................................13
（0467)70-7699 （0467)70-7697 （0565)27-1844 （0285)25-6795 （0727)53-3351 （093)473-4856 （0467)79-35
中频逆变点焊机技术介绍ppt课件
图1 控制原理图
中频逆变原理
图2 波形图
4
中频逆变优势（1）
5
中频逆变优势（2）6Biblioteka 中频逆变优势（3）7
中频逆变焊接的经济效益
8
操作成本
9
投资成本
10
质量成本
11
交流能耗
12
中频能耗
13
交流与中频焊接时间对比
14
交流与中频焊接能量对比
15
点焊原理
16
点焊的典型程序
17
点焊焊接质量的一般要求
中频逆变点焊机 介绍
1
中频逆变原理
控制系统简介
1.工频交流电阻焊控制电源 采用反向并联的两晶闸管与焊接变压器的初级绕组串联后接
入电网，利用触发控制装置，使两晶闸管分别在交流电的正负半 周期通电源。改变晶闸管的导通角，便可实现对焊接变压器次级 输出电流的调节。
工频交流电源由于设计原理相对简单、元件生产技术成熟、 制造成本较低等在电阻焊电源中占有最多的份额。 2.中频直流电阻焊控制电源
52
中频逆变点焊机特点
➢提供高质量、高效率的焊接能力； ➢1000Hz的工作频率，时间控制精度为1ms； ➢功率因数接近于1，无电感分量，无需调整功率因素； ➢三相平衡负载，减少对供电系统的要求； ➢减少电源消耗，节约生产成本。
53
中频逆变点焊机特点
配置德国博世UIR动态电阻控制功能，保证点焊质量； 在设备本体右侧方便操作的地方安装工业级平板电脑。实现焊接数据存贮 、查询、分析；实现网络连接，在办公网络及互联网上可查询相关焊接数 据；显示各项异常、报警、提示信息；并为电脑安装可翻转门，方便用户 操作。电脑上方安装电脑电源通/断开关。
先进的梅达中频直流点焊技术
先进的WTC/MEDAR中频直流阻焊技术陈建平摘要: 随着技术进步和成本降低, 中频直流电阻焊近年来得到进一步的推广. 本文回顾了中频直流电阻焊的主要优点. 介绍了WTC/Medar 新型GWS-2D系列控制器（它配备了第5代逆变器, 5000系列时调器, 以太网编程器, 网关联网通信以及用于保护手工操作连变压器焊钳的安全接地故障安全系统）. 查阅了一个新的适应控制点焊方法—恒热量控制. 该方法的概念是基于通过反馈补偿使形成一个焊点的实际热量达到预先设定的目标热量. 关键词:中频直流, GWS-2D 控制器, 第5代逆变器, 5000系列时调器, 恒热量控制.Abstract: With the progress in technology and reduction in cost, MFDC welding systems are gaining more popularity in recent years. Main benefits of MFDC welding are reviewed. Introduced WTC/Medar new GWS-2D Series Control equipped with 5th generation inverter, 5000 Series Timer, Ethernet DEP, Gateway network communication, also Ground Fault Safety System for protection on manual operated transguns. Finally examined a new adaptive spot welding system Constant Heat Control (CHC) based on the concept of achieving actual heat quantity in forming a spot weld equals to pre-determined target heat quantity for that weld through feed back compensation.Key words: MFDC, GWS-2D Control, 5th Generation Inverter, 5000 Series Timer, CHC前言随着中频直流电阻焊技术的不断进步和成熟, 加上成本的降低, 近年来在汽车, 航空航天, 日用电器, 化工等各工业部门都得到了迅速的推广. 美国三大汽车厂都有改造规划, 要用中频直流来替代工频. 对于中频直流电阻焊的优点, 早已被大家一致公认, 原来阻碍进一步推广的主要原因在于成本太高.WTC/MEDAR公司通过几年来的不断努力, 在可靠性, 电流容量和降低成本上都有所突破, 新推向市场配有第五代中频直流逆变器的 GWS-2D 系列.，不但在成本上有显著降低，同时在技术和人性化设计等方面都有很大的进步：在控制器连网上采用了网关(GATEWAY)技术, 可利用工厂的以太网(ETHERNET)实现控制器之间的通讯, 免去了过去的焊接支持系统(WSS)需要重新架设局域网网络的麻烦.在焊点质量控制方面, 除了WTC/MEDAR控制器软件固有的优点和热膨胀反馈控制(TFF) 以外, 正在进一步完善新的恒热量控制系统(CHC). 该系统在美国福特汽车厂二条生产线上考核中已显示了它独特的优越性.为了方便不同语言习惯的操作者使用, 该系列产品可以显示八国文字, 包括中, 英, 法, 德, 意, 西, 葡, 韩.WTC 公司是一个集研发、设计、制造于一体的综合性公司。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
直流控制器能够很好的解决这个问题。
Challenge by New Materials新材料的挑战 • Zinc-coated steel涂锌钢板 • Aluminium铝合金 • High-strength steel高强度钢板 • Copper and steel铜和钢 • 3 - 4 sheets多层焊 • Projections on sheet 凸焊 ... how can they be welded? 怎样才能完美地焊接？
• Mains symmetrical Load 负载均匀 • Transformer weight and dimensions 变压 器体积小
© ABB Robotics - 10
MFDC Welding Theory 中频焊接原理
• Compact pulse form 紧凑的脉冲形式 • No current peaks 没 有电流峰值
ABB新技术交流会
重庆 2008.09 王华东
中频点焊及伺服焊枪 控制技术
ABB Chongqing Seminar 1/19/2019
点焊在汽车生产中的应用
汽车的六大总成都离不开焊接技术的应用：
• 发动机 • 变速箱 • 车桥 • 车架 • 车身 • 车厢
在上述六大总成的各种焊接方法投资费用中，点焊约占75 ％，其他焊接方法只占25％。
© ABB Robotics - 4
Challenge by New Materials新材料的挑战
High energy input 高能量输入 Parameters within small tolerance band 小的参数公差 Electrode wear 电极磨损
要求？
Solution for 应用于： • Galvanized sheets 镀锌板 • High-strength steel高强度钢板 • Aluminium 铝合金板 • 3-sheet welding 3层板焊接 • Welding guns with wide throat 大喉宽焊钳
MFDC Welding Theory 中频焊接原理
解决之道: Servo & Medium Frequency 伺服中频
© ABB Robotics - 5
Other variant driving forces 其他不同的驱动因素 Layout, cycle time and production output 平面布置，生产节拍和产量
© ABB Robotics - 6
Current source with 电流源 Higher power 更高的能量 Exact adjustment of parameters 精确的参数调整 Dynamical regulation 可以动态调整 Decrease thermal and mechanical stress of electrodes 减少 电极的热量和机械压力
© ABB Robotics - 2
其中车身作为点焊应用最重要的总成件，点焊设备更是占 其全部车设计及制造提出了新的要求
伴随全球环境和能源危机的日益加剧，新一代汽车设计及 制造面临的重要问题是：节能减排
一项研究数据表明： 燃油消耗的50%是由汽车的重量引起，当整车质量减轻10%，汽车 的燃油经济性可提高3.8%，CO2排放量减少4.5%。
• AC welding 交流焊接
• MFDC welding 中频直流焊接
• “Continius“ energy applied 持续高能量 • Transformers are smaller and lighter 变压器更小更轻
© ABB Robotics - 9
• The current regulation is faster and more accurate 电流调整更快更精确
• No inductive losses 没有感应损耗
• No unnecessary cool times 没有多余的 冷却时间 • Regulation within 1 msec 调整小于1毫秒
© ABB Robotics - 11
MFDC Welding Benefits 中频焊接优点
• Compact pulse form 紧凑的脉冲形式 • No inductive losses 没有感应损耗 • Regulation within 1 msec 小于1毫秒的调整 • No current peaks 没有电流峰值 • No unnecessary cool times 没有多余的冷却时间
车身的轻量化技术是现代汽车技术发展的一大主流。
另一项研究项目表明：使用轻质高强材料可以将车身减重25% 。目前 ，高强钢的使用约占车身总用钢量的30%左右，而这个比例还将进一 步扩大。
© ABB Robotics - 3
新型高强度材料的应用虽然降低了汽车自重，但是也给连接技术及质 量控制技术带来了一系列问题。而新型的伺服焊枪和中频逆变
• Process need 工艺要求
• Force 压力
• Current 电流
• Duty cycle 负载
• Welding technique 焊接方法
• AC welding
© ABB Robotics - 8
• MFDC welding
Spot Welding application – MFDC Welding technique 点焊应用-中频焊接方法
E+MFDC 27% E+AC 7% P+MFDC 6% P+AC 60%
© ABB Robotics - 7
Spot Welding application – Process demand 点焊应用-工艺要求
Why variants within offer? 同一个订单多种焊钳
• Type of sheet 板材类型 • Number of sheets 板层数
要求：机器人小型化，焊钳轻量化，焊接节拍及效率提高
解决途径：伺服中频焊钳的使用
伺服焊接及中频逆变控制技术的市场占有
在欧洲，中频点焊机器人使用量早已超过40%，而在中国， 这个比例也在逐年稳步提高。 从ABB的业务市场可以看到，截至目前，中频逆变控制技 术占机器人点焊总使用量33％，伺服焊接技术占34％左右