摘 要：基於總線形式由PLC與BWS交流伺服係統組成的位置伺服同步跟蹤係統能夠使機器能快速同步，實現高速電阻焊機數字化過程控製。通過由PLC控製BWS交流伺服電動機多duo軸zhou聯lian動dong係xi統tong取qu代dai傳chuan統tong的de機ji械xie聯lian動dong機ji構gou，實shi現xian機ji器qi各ge運yun動dong之zhi間jian運yun動dong的de協xie調tiao
，保bao證zheng各ge個ge相xiang關guan動dong作zuo能neng夠gou快kuai速su準zhun確que同tong步bu運yun行xing，不bu僅jin使shi各ge運yun動dong關guan係xi之zhi間jian的de“機械鎖合”轉變為“電子鎖合”
，同時簡化凸輪、無級變速機和萬向聯軸器等複雜的機械結構
，係統的可靠性，從而提高整機的工作性能。

   1 典型高速電阻焊機的傳動結構
　　高速電阻焊機具有多路複雜的高速動作
，同時要求具有精確的相互聯動關係，多采用機械傳動剛性聯接裝置來實現。圖1是典型電阻焊機傳動示意圖：由一台主電機（11）通過齒輪變速箱（12）帶動多個相關的動作係統。[1]

　　其中，送罐係統是機器的主運動係統
，稱焊接節拍運動，其運動速度主要由每分鍾所能焊接的罐數決定。通過由齒輪變速箱（12）、蝸杆減速機（2）、萬向聯軸節（1）、凸輪裝置（13）驅動輸送鏈（14）運動，利用輸送鏈條上的鉤爪把垂吊於溝槽內的罐筒體送到打罐位置。
　　銅線驅動係統由齒輪變速箱（12）通過無級變速機（4）、蝸杆減速機（5）帶動上焊輪（8）及多槽輪（6）驅動銅線作均速運動，銅線的運動速度主要由節拍速度及罐體高度決定。
　　吸推鐵係統從齒輪變速箱（12）通過無級變速機及蝸杆減速機（1O）daidongqubinghuakuaijigouzuoxituitieyundong，anzhaosongguanjiepaizhunshidixiqupiancaibingsongdaochengyuanjigoujinxingchengyuan，chengyuanhoudeguantongtizhiyuguodudaokuaidegoucaoneichuyuchuidiaozhuangtai。
　　打罐係統由齒輪變速箱（12）通過萬向聯軸節及凸輪裝置（9）帶動打罐擺臂（7）完成打罐動作
，當送罐機構把罐簡體送到指定位置後，打罐擺臂在規定的時間內即把罐簡體打進焊接位置。
　　在整個工作過程中吸
、推鐵
、輸送鏈（送罐）、打罐擺臂（打罐）等要求有較精確的協調動作關係，因此機械結構較為複雜，其中無級變速機、萬向聯軸器和凸輪等由於結構複雜，工件加工困難，而且在使用過程中容易磨損，成為精度下降的主要原因和主要故障源。
　　為了簡化凸輪裝置、無級變速機和萬向聯軸器等複雜的機械結構，采用由PLC與yu交jiao流liu伺si服fu係xi統tong組zu成cheng的de位wei置zhi伺si服fu同tong步bu跟gen蹤zong控kong製zhi係xi統tong
，用yong電dian氣qi柔rou性xing同tong步bu傳chuan動dong代dai替ti機ji械xie的de剛gang性xing同tong步bu傳chuan動dong，簡jian化hua係xi統tong的de傳chuan動dong結jie構gou，提ti高gao係xi統tong的de可ke靠kao性xing，從cong而er提ti高gao整zheng機ji的de工gong作zuo性xing能neng。[2]
2 控製係統的組成
　　通過PLC與BWS交流伺服係統組成的位置伺服同步跟蹤控製係統控製電阻焊機的原理圖如圖2所示，所有的伺服電機都選用帶減速機的伺服電機。M1是驅動送罐係統輸送鏈的伺服電機，利用輸送鏈條上的陶製鉤爪將垂吊於過渡溝槽的簡體準確地送至打罐位置，實現送罐功能。M1作為係統的主運動
，其運動速度主要由焊接速度決定，並由PLC通過422總線提供運行速度的設定值，M1運行在速度控製模式。

　　M2是驅動吸推鐵係統的BWS伺服電機，由M2驅動曲柄滑塊機構進行吸、推鐵送料運動
，M2每(mei)轉(zhuan)一(yi)周(zhou)，係(xi)統(tong)完(wan)成(cheng)一(yi)次(ci)吸(xi)鐵(tie)及(ji)推(tui)鐵(tie)的(de)送(song)料(liao)運(yun)動(dong)，其(qi)作(zuo)用(yong)是(shi)將(jiang)按(an)節(jie)拍(pai)一(yi)張(zhang)一(yi)張(zhang)準(zhun)確(que)地(di)送(song)到(dao)規(gui)定(ding)的(de)位(wei)置(zhi)上(shang)，由(you)成(cheng)圓(yuan)機(ji)構(gou)將(jiang)薄(bo)板(ban)卷(juan)曲(qu)成(cheng)圓(yuan)罐(guan)體(ti)。
　　M3是驅動打罐擺臂運動的伺服電機，M3帶動平麵7杆機構作打罐運動，實現打罐功能，機構每運轉一周
，即完成一次打罐動作。
　　由於M2、M3必須準確配合協調M1運行
，也即M2必須根據M1的運行狀態，準時將薄板送出至成圓機構，卷曲後以圓罐體形式送到準確的位置；同樣M3必須根據M1的運行狀態，準時把罐體打進焊接位置。因此M2、M3運行在位置控製模式，由M 1伺服電機的脈衝編碼器輸出的脈衝信號作為M2、M3的位置指令輸入脈衝信號，這樣隻要調整好M2、M3位置環的增益
，M2、M3便能跟蹤M1運行，從而達到同步跟蹤的目的。
　　S1、S2
、S3分別是吸、推鐵、輸送鏈條、打罐擺臂的零點位置檢測傳感器

，分別聯接到PLC的中斷輸入端口，用於校正各機構的零點位置。係統每次啟動時都在PLC的控製下先進行一次零點位置校正，並在係統運行過程中不斷對Sl、S2
、S3的位置進行檢測，並對M2、M3的增益進行同步調整，從而達到控製係統同步的目的。[31M4是銅線驅動伺服電機，運行在速度控製模式，其運行速度由製罐節拍、罐體高度決定，由於采用伺服電機作為銅線的驅動電機，因此銅線運行較為平穩
，基本不需調節。
　　M5
、M6分別是放線及收線變頻調速電機，由於銅線經過壓扁、焊接發熱之後會有一定的伸縮，因此需要控製電機的轉速，達到控製銅線張緊的目的
，本係統中選擇帶內置PID調節功能的變頻調速器
，變頻器的速度給定信號由PLC通過總線形式給定，銅線的張緊程度由傳感器反饋給變頻器，由變頻器內置的PID調節功能進行調節控製，因此隻要在係統中設定好變頻器的有關參數便可達到控製銅線張力的目的。由於使用了內置PID調節功能的變頻器進行調節控製，從而減少了PLC的A／D及D／A模塊
，同時也減少了PLC進行調節運算的負擔
，提高了調節速度。
3 控製係統主要工作流程
　　相應控製係統主要工作流程如圖3所示：係統每次啟動時都先自動進行一次零位校正，所有的機構均從零位開始工作。然後PLC根據設定的製罐速度，控製送罐伺服電機M1運轉。伺服電機M1的脈衝編碼器的輸出脈衝信號分2路分別送到工作於位置控製模式的伺服電機M2、M3位置脈衝信號的輸入端，使M2
、M3跟蹤M1的運行。在運轉過程中PLC根據零位反饋的誤差信息，來調節控製M2、M3跟蹤M1運轉。從而控製吸、推鐵
、送罐及打罐的動作協調關係。

　　同時
，PLC根據製罐速度及罐體的高度計算出銅線的運行速度
，並控製BWS伺服電機M4驅動多槽輪帶動銅線按給定速度作均速運行。根據銅線的運行速度由PLC計算出放線及收線變頻調速電機的運行速度，PLC同樣通過422總線給變頻器提供一個速度給定信號，由於變頻調速器是采用RS485總線的形式的，因此在變頻器的總線上需加裝一隻422轉485的總線轉換器。變頻器根據PLC的給定速度及銅線張緊傳感器的反饋值
，利用自帶的PID調節功能進行P1D調節運算，從而保證銅線能自動快速張緊。由於采用變頻調速器自帶的PID調節功能
，因此運行穩定可靠，而且調整方便

，隻要設定好有關參數即可。
　　利用BWS伺服電機的轉矩限製功能，根據M1、M2、M3三台電機的工作性質不同分別對伺服電機進行不同的轉矩限製，轉矩限製值同樣通過總線形式直接進行設定

， 同時把各電機的轉矩達到信號接到PLC的輸入端口作為安全報警信號，取代原來機械剛性傳動時的安全離合器功能。

4 小結
　　由you於yu采cai用yong總zong線xian形xing式shi，因yin此ci控kong製zhi係xi統tong結jie構gou比bi較jiao簡jian單dan
，而er且qie為wei上shang位wei機ji監jian控kong及ji遠yuan程cheng監jian控kong提ti供gong了le有you利li條tiao件jian。由you於yu係xi統tong在zai跟gen蹤zong過guo程cheng中zhong直zhi接jie對dui位wei置zhi進jin行xing跟gen蹤zong補bu償chang，因yin此ci比bi單dan純chun采cai用yong速su度du跟gen蹤zong的de方fang式shi更geng為wei迅xun速su而er且qie準zhun確que，使shi係xi統tong能neng夠gou可ke靠kao穩wen定ding工gong作zuo。同tong時shi
，由you於yu利li用yong交jiao流liu伺si服fu驅qu動dong器qi內nei置zhi的dePID進行調控製，因此使係統更加簡單
，而且減少了PLC的運算壓力。