专利名称：用于接触电阻测量的压力控制电气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及接触电阻测量的压力控制技术，更具体地说，涉及一种用于接触电阻 测量的压力控制电气装置，属于自动控制领域。
背景技术：
电阻点焊广泛应用于航空航天、钣金、电气制造等行业，特别是大量使用金属薄板 的汽车工业。接触电阻是影响电阻点焊熔合形状、电极烧损和飞溅的主要因素之一，是最终 影响电阻点焊质量的关键因素。因此，进行接触电阻的测量非常必要。针对电阻点焊的接 触电阻测量需要考虑压力因素对接触电阻的影响，需要在压力可控制的情况下，对接触电 阻进行测量，而现有接触电阻测量设备没有压力控制装置，接触电阻测量过程中无法对压 力进行实时闭环控制。
发明内容
本发明的目的是要提供一种用于测量接触电阻时能对压力进行实时闭环控制的 压力控制电气装置。本发明实现上述目的的技术方案是，一种用于接触电阻测量的压力控制电气装 置，其创新点在于包括加压装置、交流伺服电机、交流伺服驱动控制器、数据采集卡和工业 控制计算机，所述加压装置包括夹持装置和压力传感器，所述工业控制计算机通过数据采 集卡发出控制信号来控制交流伺服驱动控制器，交流伺服驱动控制器控制交流伺服电机， 所述交流伺服电机控制加压装置，所述压力传感器将夹持装置受到的压力转化为电信号传 送给数据采集卡，数据采集卡对接收到的电信号进行A/D转化后再送至工业控制计算机。所述交流伺服驱动控制器还连接有限位开关CR2-1、CR3-1。所述交流伺服驱动控制器的Ll L3引脚连接220V三相电源输入，LlC L2C引 脚连接控制电源输入。所述交流伺服驱动控制器的U、V、W引脚连接交流伺服电机。本发明的工业控制计算机根据设定的压力，通过数据采集卡向交流伺服电机的交 流伺服驱动控制器发出控制信号，控制加压装置的夹持装置运动，在夹持装置和样品之间 产生一定的接触压力，压力传感器将该压力转换成电信号送给数据采集卡，经过A/D转换 后输入到工业控制计算机内，工业控制计算机对该信号进行滤波等处理并与压力设定值进 行比较后产生控制信号，能对压力进行实时闭环控制，其压力控制精度好且稳定性高。
图1为本发明的控制框图；图2为本发明的交流伺服驱动控制器3的接线示意图；图3为本发明的加压装置1的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明做进一步详细描述。如图1所示，一种用于接触电阻测量的压力控制电气装置，包括加压装置1、交流 伺服电机2、交流伺服驱动控制器3、数据采集卡5和工业控制计算机6，所述加压装置1包 括夹持装置和压力传感器4，所述工业控制计算机6通过数据采集卡5发出控制信号来控 制交流伺服驱动控制器3，交流伺服驱动控制器3控制交流伺服电机2，所述交流伺服电机 2控制加压装置1，所述压力传感器4将夹持装置受到的压力转化为电信号传送给数据采集 卡5，数据采集卡5对接收到的电信号进行A/D转化后再送至工业控制计算机6。如图2所示，所述交流伺服驱动控制器3还连接有限位开关CR2-1、CR3-1。所述交流伺服驱动控制器3的Ll L3引脚连接三相电源输入，LlC L2C引脚 连接控制电源输入。本发明提供了对测量接触电阻的加压装置的电气控制，为提高加压装 置工作的可靠性，交流伺服电机驱动控制器3和其它设备采用相互隔离的电源，防止电源 间相互串扰。所述交流伺服驱动控制器3的U、V、W引脚连接交流伺服电机2的A、B、C引脚。如图3所示，所述加压装置1的夹持装置包括机架1-1和同步带1-4，交流伺服电 机2的输出轴2-1与同步带1-4传动连接，还包括左丝杆1-5、右丝杆1-6、压杆1_7、顶杆 1-8、移动横梁1-11和压力传感器4，所述机架1-1包括左导杆1-9、右导杆1-10、上横梁 1-1-1和下横梁1-1-2，左导杆1-9和右导杆1-10的上端固定连接在上横梁1-1-1上，下端 固定连接在下横梁1-1-2上，所述左丝杆1-5和右丝杆1-6与同步带1-4传动连接，且分别 位于机架1-1的两侧，左丝杆1-5和右丝杆1-6的上端与上横梁1-1-1转动连接，下端与下 横梁1-1-2转动连接，所述移动横梁1-11的两端分别与左丝杆1-5和右丝杆1-6螺纹连接， 且移动横梁1-11两端分别与相应的左导杆1-9和右导杆1-10滑动连接，所述压杆1-7固 定在移动横梁1-11上，所述顶杆1-8固定在机架1-1的下横梁1-1-2上，压杆1-7下移时， 压杆1-7能与顶杆1-8相抵，所述压力传感器4装在移动横梁1-11上且与压杆1-7接触。 设有的上、下限位开关CR2-1、CR3-1用来限制移动横梁1-11的上、下运动范围，限位信号实 时传送给交流伺服驱动控制器3，以做出及时处理。如图3所示，为了使压力传感器4能正确感应压杆1-7的压力，所述压力传感器4 与压杆1-7的上端接触，且通过端盖1-13固定连接在移动横梁1-11上。为了使同步带1-4 带动左丝杆1-5和右丝杆1-6做同步运动，所述左丝杆1-5和右丝杆1-6的下端分别装有 输入轮1-5-1、1-6-1，同步带1-4通过输入轮1-5-1、1-6-1与左丝杆1_5和右丝杆1-6传动 连接。为了使得旋转运动转化为直线运动，所述移动横梁1-11两端均固定连接有螺纹 套1-14，左丝杆1-5和右丝杆1-6与相应的螺纹套1-14螺纹连接。为了使左丝杆1-5和右丝杆1-6与相应的上横梁1-1-1和下横梁1_1_2转动连接， 所述上横梁1-1-1及下横梁1-1-2上均装有轴承1-16，左丝杆1-5和右丝杆1_6的上端和 下端均通过轴承1-16与相应的上横梁1-1-1及下横梁1-1-2转动连接。为了使移动横梁 1-11在移动过程中平稳准确，所述压杆1-7固定连接在移动横梁1-11的中部，顶杆1-8固 定连接在机架1-1的下横梁1-1-2的中部，且压杆1-7和顶杆1-8在同一轴线上。所述压杆1-7和顶杆1-8的端部均装有检测电极1-17。所述同步带1_4上具有张紧装置1-3。 如图1、2所示，本发明的交流伺服驱动控制器3和交流伺服电机2选用日本安 川的交流伺服系统，型号为SGMGH，数据采集卡5选用研华PCI-818LD，限位开关CR2-1和 CR3-1可选用型号为AZ8104的限位开关，数据采集卡5将速度指令信号输入交流伺服驱动 控制器3的CN1-5、CN1-6的引脚，数据采集卡5将扭矩指令信号输入交流伺服驱动控制器 3的CN1-9、CN1-10的引脚，CN1-47引脚为顺序信号的控制电源输入引脚，P_0T CN1-72和 N-OT CN1-43引脚为过限位禁止，由限位开关CR2-1、CR3-1控制，同时将信号输送至数据采 集卡5，数据采集卡5将servo ON信号输入CN1-40引脚，将报警重置信号输入CN1-44引脚， 所述交流伺服驱动控制器3的CN2-l、CN2-2、CN2-5、CN2-6引脚分别连接交流伺服电机2的 C、D、H、G引脚，所述交流伺服驱动控制器3的B2、B3引脚相连，ALM+CN1-31与ALM+CN1-32 引脚连接且为伺服报警信号的输出引脚，并将此信号输送至数据采集卡5，/TG0N+(CNl-30) 引脚将测量交流伺服电机机2的转速的结果值输出至数据采集卡5，工业控制计算机6根据 设定的压力，通过数据采集卡5向交流伺服电机2的交流伺服驱动控制器3发出控制信号， 控制加压装置1的夹持装置运动，将样品8置于机架1-1的下横梁1-1-2的顶杆1-8上，启 动交流伺服电机2，交流伺服电机2的输出轴2-1将动力传递给同步带1-4，同步带1-4通过 输入轮1-5-1、1-6-1带动左丝杆1-5和右丝杆1-6同步转动，移动横梁1_11在左丝杆1_5 和右丝杆1-6的作用下向下移动，左导杆1-9和右导杆1-10保证了移动横梁1-11的移动 稳定性，再带动固定在移动横梁1-11上的压杆1-7压住置于顶杆1-8上的样品8，在检测电 极1-17和样品8之间产生一定的接触压力，压力传感器4能感应压杆1-7的压力，压力传 感器4将该压力转换成电信号送给数据采集卡5，数据采集卡5对接收到的电信号进行A/ D转化后再送至工业控制计算机6，工业控制计算机6对该信号进行滤波等处理并与压力设 定值进行比较后产生控制信号，实现力的闭环控制，以保证样品8所需压力的大小和精度， 便于测量接触电阻的过程中变换压力大小，检测样品8的电阻完成后再使移动横梁1-11上 升，继续换另一个样品8进行检测，重复以上步骤。交流伺服电机速度的控制可以控制压力 加载的速度，减少检测电极1-17对样品8的冲击，通过控制转矩的方式实现压力的实时控 制，提高压力控制的精度和稳定性。
权利要求
一种用于接触电阻测量的压力控制电气装置，其特征在于包括加压装置(1)、交流伺服电机(2)、交流伺服驱动控制器(3)、数据采集卡(5)和工业控制计算机(6)，所述加压装置(1)包括夹持装置和压力传感器(4)，所述工业控制计算机(6)通过数据采集卡(5)发出控制信号来控制交流伺服驱动控制器(3)，交流伺服驱动控制器(3)控制交流伺服电机(2)，所述交流伺服电机(2)控制加压装置(1)，所述压力传感器(4)将夹持装置受到的压力转化为电信号传送给数据采集卡(5)，数据采集卡(5)对接收到的电信号进行A/D转化后再送至工业控制计算机(6)。
2.根据权利要求1所述的用于接触电阻测量的压力控制电气装置，其特征在于所述 交流伺服驱动控制器(3)还连接有限位开关CR2-1、CR3-1。
3.根据权利要求1所述的用于接触电阻测量的压力控制电气装置，其特征在于所述 交流伺服驱动控制器(3)的Ll L3引脚连接三相电源输入，LlC L2C引脚连接控制电 源输入。
4.根据权利要求1所述的用于接触电阻测量的压力控制电气装置，其特征在于所述 交流伺服驱动控制器(3)的U、V、W引脚连接交流伺服电机(2)。
5.根据权利要求1所述的用于接触电阻测量的压力控制电气装置，其特征在于所 述加压装置(1)的夹持装置包括机架(1-1)和同步带(1-4)，交流伺服电机(2)的输出 轴(2-1)与同步带(1-4)传动连接，还包括左丝杆(1-5)、右丝杆(1-6)、压杆(1-7)、顶 杆(1-8)、移动横梁(1-11)和压力传感器(4)，所述机架(1-1)包括左导杆(1-9)、右导杆 (1-10)、上横梁(1-1-1)和下横梁(1-1-2)，左导杆(1-9)和右导杆(1-10)的上端固定连 接在上横梁(1-1-1)上，下端固定连接在下横梁(1-1-2)上，所述左丝杆(1-5)和右丝杆 (1-6)与同步带(1-4)传动连接，且分别位于机架(1-1)的两侧，左丝杆(1-5)和右丝杆 (1-6)的上端与上横梁(1-1-1)转动连接，下端与下横梁(1-1-2)转动连接，所述移动横梁 (1-11)的两端分别与左丝杆(1-5)和右丝杆(1-6)螺纹连接，且移动横梁(1-11)两端分别 与相应的左导杆(1-9)和右导杆(1-10)滑动连接，所述压杆(1-7)固定在移动横梁(1-11) 上，所述顶杆(1-8)固定在机架(1-1)的下横梁(1-1-2)上，压杆(1-7)下移时，压杆(1-7) 能与顶杆(1-8)相抵，所述压力传感器(4)装在移动横梁(1-11)上且与压杆(1-7)接触。
全文摘要
本发明公开了一种用于接触电阻测量的压力控制电气装置，包括加压装置、交流伺服电机、交流伺服驱动控制器、数据采集卡和工业控制计算机，所述加压装置包括夹持装置和压力传感器，所述工业控制计算机通过数据采集卡发出控制信号来控制交流伺服驱动控制器，交流伺服驱动控制器控制交流伺服电机，所述交流伺服电机控制加压装置，所述压力传感器将夹持装置受到的压力转化为电信号传送给数据采集卡，数据采集卡对接收到的电信号进行A/D转化后再送至工业控制计算机。本发明用于测量接触电阻时能对压力进行实时闭环控制，其压力控制精度好且稳定性高。
文档编号B23K11/36GK101885105SQ20101018599
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者包晔峰, 蒋永锋, 郁中太 申请人:河海大学常州校区