一种振动摩擦焊接机的伺服驱动系统技术方案

一种振动摩擦焊接机的伺服驱动系统，所述伺服驱动系统包括伺服电机、减速箱、传动轴，所述伺服电机安装在所述减速箱上并通过所述减速箱驱动所述传动轴运动，所述传动轴的一端或两端设有传送装置，所述传送装置连接并驱动所述振动摩擦焊接机的升降台沿着所述振动摩擦焊接机的机架上下运动；所述伺服驱动系统还包括连接并控制所述伺服电机的转速和/或力矩的控制装置。本实用新型专利技术解决了现有技术中台面的升降速度低及定位精度低的问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种驱动系统，特别涉及一种用于摩擦焊接机的伺服驱动系统。 
技术介绍
振动摩擦焊接机是一种实现摩擦焊接功能的机器，其间被焊接的制件在压力下相互摩擦直到生成的摩擦和剪切热量使接触面达到充分熔融状态。当达到设定焊接深度时，相对运动停止，进入保压阶段焊缝冷却并固化。其适用于几乎所有的热可塑性材料的焊接。例如，将两个塑料工件被压紧在一起，其中一件固定不动，另一件作直线往复运动，在一定的可调的位移振动幅度和可调的频率下，从而产生摩擦热，使两件塑料件的焊接线熔化、固接。 振动摩擦焊接机一般包括安装在机架上的振动头和升降台。焊接时，一个焊接工件装于振动头下面的驱动夹具上，另一件工件装于升降台的夹具上，升降台的上下升降由一个气缸或液压系统提供动力，当焊接时升降台把两焊接工件紧紧压在一起、振动头开始振动，经过几秒到10秒时间，就能将两工件焊接起来。 目前，摩擦焊接机的驱动系统一般可分为液压驱动和气动驱动。液压驱动一般要设有液压油箱，液压缸、泵、阀以及控制阀关断的电路等部件，在具体应用中，液压驱动存在有诸多的缺陷，如下： a、台面的升降速度低。液压台面实际的最大平均速度约为200mm／s。台面升降速度的高低直接影响生产周期时间的长短。 b、定位精度低。液压系统的定位精度约在±1.0mm左右，无法满足高定位精度要求的应用要求。 c、环境污染风险大。液压驱动系统存在漏油风险，漏出的液压油对环境存在较大污染。 而气压驱动要设有气阀、气缸以及控制气阀的电流源，在具体的应用中，气动驱动系统也同样存在诸多缺陷： a、台面的升降速度低。一般气动台面实际的最大平均运行速度仅约为150mm／s。 b、定位精度低。气压驱动台面系统的定位精度约在±3.0mm左右。 
技术实现思路
本技术提供了一种区别于现有液压驱动系统和气压驱动系统的应用在振动摩擦焊接机的伺服驱动系统。 本技术实施例提供的振动摩擦焊接机的伺服驱动系统，包括伺服电机、减速箱、传动轴，所述伺服电机安装在所述减速箱上并通过所述减速箱驱动所述传动轴运动，所述传动轴的一端或两端设有传送装置，所述传送装置连接并驱动所述振动摩擦焊接机的升降台沿着所述振动摩擦焊接机的机架上下运动；所述系统还包括连接并控制所述伺服电机的转速和／或力矩的控制装置。 上述控制装置包括：用户可设定需求的人机操作界面，第一处理单元，伺服控制器；所述第一处理单元接收来自所述人机操作界面的信息，向伺服控制器发送指令，并接收来自伺服控制器的反馈信号；所述伺服控制器接收所述第一处理单元发来的指令，并向其发送反馈信号；根据收到的指令调整所述伺服电机的转速和／或力矩输出，和／或控制所述升降台的台面行走位置，并发送输出信息给所述伺服电机。 上述减速箱上设有输出轴，所述输出轴与所述传动轴连接。 上述输出轴上安装有扭矩检测装置，用于检测所述减速箱的力矩输出，并将此力矩输出发送给所述控制装置。 上述控制装置还包括第二处理单元，接收来自所述扭矩检测装置的力矩输出， 通过内设的PID闭环控制程序调整所述伺服电机的转速和／或力矩，生成力矩指令和／或转速指令，并将所述力矩指令和／或转速指令发送给伺服控制器；以及所述伺服控制器接收所述第一处理单元和／或第二处理单元发来的指令，并向其发送反馈信号；根据收到的指令调整所述伺服电机的转速和／或力矩输出，和／或控制所述升降台的台面行走位置，并发送输出信息给所述伺服电机。 上述第一处理单元、所述第二处理单元为一个CPU单元或者两个CPU单元。 上述伺服控制器包含位置闭环控制模式、力矩闭环控制模式、速度闭环控制模式的一种或多种。 上述传送装置包括链轮以及链条，所述传动轴通过所述链轮与所述链条连接并驱动所述升降台。 上述伺服驱动系统还包括可检测所述升降台的当前台面位置信息的位移传感器，所述位移传感器将所述位置信息发送给所述控制装置。 上述伺服驱动系统还包括第三处理单元，接收来自所述位移传感器的位置信息，根据所述位置信息计算调整所述伺服电机的转速并生成力矩指令和／或转速指令，将所述力矩指令和／或转速指令发送给伺服控制器。 上述第一处理单元、所述第二处理单元和所述第三处理单元为一个CPU单元或者两个CPU单元或者三个独立的CPU单元。 本技术提供了一种区别于现有液压驱动系统和气压驱动系统的应用在振动摩擦焊接机的伺服驱动系统，通过利用控制装置控制设置在减速箱上的伺服电机通过减速箱驱动传动轴运动，传动轴与被驱动装置之间通过传送装置连接，实现了对被驱动装置的驱动。相比于现有液压驱动系统和气压驱动系统，本技术的伺服电机通过电力驱动，非常环保，整个系统运行更加稳定和准确，处理速度更快。同时，本技术的控制装置上设有用户可设定需求的人机操作界面，处理单元，和伺服控制器，用来调节伺服电机的转速和／或力矩输出，和／或控制所述升降台的台面行走位置，可以实现速度可调，运行速度快，以及定位精度高的技术优点。尤其是进一步的在减速箱的输出轴上设有扭矩检 测装置，可以进一步检测减速箱的力矩输出，并将此力矩输出发送给所述控制装置，进一步实现了输出扭矩与夹紧力的精确控制。同时由于伺服控制器可以实现同时或分别对接收的数据进行分析运行，在节约内存和同时实现多任务处理方面实现自由和可调整的优点。 具体的，本技术提供的使用了该伺服驱动系统的振动摩擦焊接机具有以下优点： 1.本技术提供的焊接机性能更加稳定，升降台的位置可以按照设计速度运行，且平稳无冲击。 2.本技术提供的焊接机升降台台面运行速度很快，最大平均运行速度可以达到500mm／s。工件生产周期缩短。 3.台面行走及定位精度高，定位精度可以达到±0.1mm。 4.夹紧力精确稳定。输出端的扭矩检测装置与伺服系统形成的扭矩闭环能够提供精确稳定的夹紧力。 5.无环境污染风险。 附图说明参考附图本技术的实施例将被描述如下： 图1是本技术实施例提供的伺服驱动振动摩擦焊接机机械结构示意图之一； 图2是本技术实施例提供的伺服驱动振动摩擦焊接机机械结构示意图之二； 图3是本技术实施例提供的控制装置示意图。 图号说明：1-机架，2-升降台，3-振动头，4-伺服电机，5-减速箱，6-传动轴，7-链轮与链条，8-扭矩检测装置，9-伺服控制器，10-通讯模块，11-PLC／IPC，12-本地I／O模块，13-远程I／O模块，14-其它执行器，15-其它传感器，16-其它元件。 具体实施方式以下结合附图以及具体实施例对本技术的技术方案做进一步说明。 本技术主要是提供了一种使用在振动摩擦焊接机领域，区别于现有液压驱动和气压驱动的伺服驱动系统。该伺服驱动系统包括伺服电机、减速箱、传动轴。所述伺服电机可安装在所述减速箱上并通过所述减速箱驱动所述传动轴运动，所述传动轴的一端或两端可设有传送装置连接并驱动被驱动装置。采用伺服电机的优势是伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动摩擦焊接机的伺服驱动系统，其特征在于，包括 伺服电机、减速箱、传动轴，所述伺服电机安装在所述减速箱上并通过所述减速箱驱动所述传动轴运动，所述传动轴的一端或两端设有传送装置，所述传送装置连接并驱动所述振动摩擦焊接机的升降台沿着所述振动摩擦焊接机的机架上下运动； 所述伺服驱动系统还包括连接并控制所述伺服电机的转速和／或力矩的控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种振动摩擦焊接机的伺服驱动系统，其特征在于，包括 
伺服电机、减速箱、传动轴，所述伺服电机安装在所述减速箱上并通过所述减速箱驱动所述传动轴运动，所述传动轴的一端或两端设有传送装置，所述传送装置连接并驱动所述振动摩擦焊接机的升降台沿着所述振动摩擦焊接机的机架上下运动； 
所述伺服驱动系统还包括连接并控制所述伺服电机的转速和／或力矩的控制装置。 
2.根据权利要求1所述的伺服驱动系统，其特征在于，所述控制装置包括： 
用户可设定需求的人机操作界面，第一处理单元，伺服控制器； 
所述第一处理单元接收来自所述人机操作界面的信息，向伺服控制器发送指令，并接收来自伺服控制器的反馈信号； 
所述伺服控制器接收所述第一处理单元发来的指令，并向其发送反馈信号；根据收到的指令调整所述伺服电机的转速和／或力矩输出，和／或控制所述升降台的台面行走位置，并发送输出信息给所述伺服电机。 
3.根据权利要求2所述的伺服驱动系统，其特征在于，所述减速箱上设有输出轴，所述输出轴与所述传动轴连接。 
4.根据权利要求3所述的伺服驱动系统，其特征在于，所述输出轴上安装有扭矩检测装置，用于检测所述减速箱的力矩输出，并将此力矩输出发送给所述控制装置。 
5.根据权利要求4所述的伺服驱动系统，其特征在于，所述控制装置还包括第二处理单元，接收来自所述扭矩检测装置的力矩输出，通过内设的PID闭环控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿轶，曹奎，
申请(专利权)人：必能信超声上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31