Máy hàn điểm tự động: Một công cụ hàn chính xác cho ngành sản xuất hiện đại

I. Giới thiệu
Trong bối cảnh lớn của ngành sản xuất hiện đại, công nghệ hàn giống như một nền tảng không thể thiếu, hỗ trợ sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp. Từ cấu trúc cơ thể khổng lồ của sản xuất ô tô đến sự kết nối của các bộ phận nhỏ trong thiết bị điện tử, chất lượng và hiệu quả hàn có liên quan trực tiếp đến hiệu suất, độ tin cậy và hiệu quả kinh tế của sản phẩm. Là một ngôi sao sáng trong lĩnh vực công nghệ hàn, máy hàn điểm tự động đang dẫn đầu sự chuyển đổi và đổi mới công nghệ hàn với tự động hóa tuyệt vời, độ chính xác cao và hiệu quả cao, và ảnh hưởng sâu sắc và định hình mô hình của ngành sản xuất hiện đại.
Sự xuất hiện của Máy hàn điểm tự động có thể được coi là một bước nhảy vọt lớn trong lĩnh vực hàn. Nó hoàn toàn tích hợp công nghệ kiểm soát tự động hóa tiên tiến, thiết kế cơ học chính xác và cung cấp năng lượng hàn hiệu quả, thay đổi hoàn toàn sự phụ thuộc cao của các phương pháp hàn truyền thống vào các kỹ năng thủ công và thực hiện kiểm soát chính xác và hoạt động ổn định của quá trình hàn. Trong kịch bản sản xuất quy mô lớn, máy hàn điểm tự động có thể hoàn thành một số lượng lớn các nhiệm vụ hàn điểm với tốc độ và tính nhất quán đáng kinh ngạc, điều này không chỉ cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất, mà còn cải thiện đáng kể sự ổn định của chất lượng sản phẩm và giành được lợi thế chính cho các doanh nghiệp trong cạnh tranh thị trường khốc liệt.
2. Nguyên tắc làm việc
2.1 Nguyên tắc hàn điểm kháng cự
Hàn điểm kháng thuốc là một trong những chế độ làm việc được sử dụng phổ biến nhất của máy hàn điểm tự động. Nguyên tắc của nó dựa trên định luật của Joule, nghĩa là khi hiện tại đi qua một dây dẫn, nhiệt được tạo ra và lượng nhiệt tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện, điện trở của dây dẫn và thời gian bật nguồn. Trong quá trình hàn điểm kháng, điện cực của máy hàn điểm tự động kẹp chặt phôi để dòng điện có thể đi qua điểm tiếp xúc của phôi. Do điện trở tại điểm tiếp xúc của phôi tương đối lớn, một lượng lớn nhiệt sẽ được tạo ra ở đây khi dòng điện đi qua, ngay lập tức làm nóng kim loại tại điểm tiếp xúc đến trạng thái nóng chảy, tạo thành lõi nóng chảy. Dưới áp suất của điện cực, sau khi lõi nóng chảy nguội đi và hóa rắn, hai phôi được kết nối chắc chắn với nhau.
Để hiểu nguyên tắc hàn điểm kháng cự sâu hơn, chúng ta có thể chia quy trình của nó thành các giai đoạn sau: Đầu tiên, có giai đoạn trước, trong đó điện cực giảm nhanh và áp dụng một áp lực nhất định để làm cho phôi tiếp xúc gần để đảm bảo rằng dòng điện có thể vượt qua suôn sẻ. Sau đó bước vào giai đoạn hàn, trong đó một dòng điện mạnh đi qua điểm tiếp xúc của phôi trong một thời gian ngắn, tạo ra nhiệt độ cao để làm tan chảy kim loại và tạo thành lõi nóng chảy. Sau đó đến giai đoạn bảo trì, trong đó điện cực duy trì áp lực để cho phép lõi nóng chảy từ từ làm mát và củng cố dưới áp lực để đảm bảo sức mạnh của mối hàn. Cuối cùng, có giai đoạn nghỉ, khi điện cực tăng lên và quá trình hàn điểm được hoàn thành.
Trong quá trình này, dòng hàn, thời gian hàn và áp suất điện cực là ba thông số chính ảnh hưởng đến chất lượng hàn điểm kháng. Kích thước của dòng hàn trực tiếp xác định lượng nhiệt được tạo ra. Dòng điện quá mức có thể gây ra các vấn đề như hàn và đốt cháy của phôi, trong khi dòng điện quá nhỏ sẽ làm cho mối hàn không đủ sức mạnh. Độ dài của thời gian hàn cũng rất quan trọng. Thời gian hàn quá ngắn không thể làm tan chảy hoàn toàn kim loại để tạo thành một lõi nóng chảy có đủ sức mạnh. Thời gian hàn quá dài có thể khiến mối hàn bị quá nóng và hạt thô, ảnh hưởng đến hiệu suất của mối hàn. Áp suất điện cực đóng một vai trò trong việc đảm bảo tiếp xúc gần gũi giữa phôi, thúc đẩy truyền nhiệt và ngăn chặn sự tăng vọt của mối hàn. Áp lực quá mức hoặc quá nhỏ sẽ có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của mối hàn. Do đó, trong quá trình hàn thực tế, cần phải điều chỉnh chính xác ba tham số này theo các yêu cầu về vật liệu, độ dày và hàn của phôi để có được hiệu ứng hàn tốt nhất.
2.2 Nguyên tắc hàn điểm laser

Là một công nghệ hàn mới nổi, hàn điểm laser cũng đã được sử dụng rộng rãi trong các máy hàn điểm tự động. Nguyên tắc là sử dụng chùm tia laser mật độ năng lượng cao để chiếu xạ bề mặt của phôi, do đó vật liệu được chiếu xạ nhanh chóng hấp thụ năng lượng laser và chuyển đổi nó thành năng lượng nhiệt, do đó nhiệt độ bề mặt của vật liệu tăng mạnh, đến điểm nóng chảy hoặc thậm chí là điểm sôi, và vật liệu tan chảy hoặc làm bốc hơi. Sau khi chùm tia laser ngừng chiếu xạ, vật liệu nóng chảy nhanh chóng làm mát và củng cố, do đó nhận ra sự hàn của phôi.
Quá trình hàn điểm laser là cao chính xác và có thể kiểm soát được. Do năng lượng của chùm tia laser tập trung cao, nó có thể tạo ra nhiệt độ cao trong một khu vực rất nhỏ, do đó nó có thể đạt được sự hàn chính xác cao của các bộ phận nhỏ, và tác động nhiệt đến các vật liệu xung quanh là tối thiểu. Tốc độ hàn điểm laser rất nhanh và một số lượng lớn các tác vụ hàn điểm có thể được hoàn thành trong một thời gian ngắn, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất.
So với hàn điểm kháng, hàn điểm laser có một số lợi thế độc đáo. Đầu tiên, hàn điểm laser có thể hàn các loại vật liệu khác nhau, bao gồm một số kim loại chịu lửa và vật liệu không giống nhau, trong khi hàn điểm kháng có thể gặp khó khăn khi hàn một số vật liệu. Thứ hai, chất lượng mối hàn của hàn điểm laser cao hơn, bề mặt của mối hàn mịn và không có biến dạng và khuyết tật rõ ràng, có thể đáp ứng một số kịch bản ứng dụng với yêu cầu cực kỳ cao về chất lượng hàn, như hàn các chip điện tử và sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ. Tuy nhiên, hàn điểm laser cũng có một số hạn chế, chẳng hạn như chi phí thiết bị cao và các yêu cầu nghiêm ngặt hơn cho môi trường làm việc.
2.3 Mô tả ngắn gọn về các phương pháp làm việc khác
Ngoài hàn hàn và hàn điểm laser, máy hàn điểm tự động có một số phương pháp làm việc khác, chẳng hạn như hàn điểm lưu trữ năng lượng tụ điện, hàn chiếu, v.v., cũng đóng một vai trò quan trọng trong các kịch bản ứng dụng khác nhau.
Hàn điện lưu trữ năng lượng tụ điện sử dụng năng lượng điện được lưu trữ trong tụ điện để giải phóng nó ngay lập tức để hàn phôi. Phương pháp hàn này được đặc trưng bởi thời gian hàn cực ngắn, thường hoàn thành quá trình hàn trong vài mili giây hoặc thậm chí ngắn hơn, có thể làm giảm hiệu quả vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt và phù hợp với các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, chẳng hạn như các thành phần điện tử. Trong quy trình hàn điểm lưu trữ năng lượng tụ điện, tụ điện đầu tiên được sạc cho một điện áp nhất định thông qua mạch sạc để lưu trữ đủ năng lượng điện. Khi hàn, mạch điều khiển sẽ kích hoạt công tắc xả, do đó năng lượng điện trong tụ điện được giải phóng ngay lập tức cho phôi thông qua điện cực, tạo ra nhiệt độ cao để đạt được hàn. Do thời gian hàn ngắn, hàn lưu trữ năng lượng tụ điện có thể giảm thiểu tác động nhiệt đối với các vật liệu xung quanh trong khi đảm bảo chất lượng hàn. Nó đặc biệt phù hợp để hàn một số vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ, chẳng hạn như các thành phần bán dẫn, bảng mạch điện tử chính xác, v.v.
Hàn chiếu là để xử lý trước một điểm lồi trên phôi, sau đó xếp hai phôi với nhau, áp dụng áp suất và dòng điện qua điện cực, do đó kim loại ở điểm lồi tan chảy và kết nối với nhau. Hàn chiếu chủ yếu được sử dụng để hàn một số vật liệu tấm mỏng, có thể cải thiện hiệu quả hàn và chất lượng hàn, giảm số lượng mối hàn và giảm chi phí hàn. Trong quá trình hàn chiếu, các yếu tố như hình dạng, kích thước và vị trí phân phối của điểm lồi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hàn. Thiết kế hợp lý của các tham số của điểm lồi có thể tập trung dòng điện tại điểm lồi và cải thiện độ tin cậy và tính nhất quán của hàn. Hàn trình chiếu thường được sử dụng để hàn tấm mỏng trong sản xuất ô tô, chẳng hạn như hàn các tấm cơ thể và hàn khung ghế ô tô, có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất.
Các chế độ làm việc khác nhau này có đặc điểm và phạm vi ứng dụng riêng của chúng. Trong các ứng dụng thực tế, cần phải chọn chế độ làm việc máy hàn tự động thích hợp theo các yếu tố như vật liệu, hình dạng, kích thước và yêu cầu hàn của phôi để đảm bảo chất lượng hàn và hiệu quả sản xuất.
3. Cấu trúc và thành phần cốt lõi
3.1 Hệ thống cung cấp năng lượng hàn
Là "trái tim" của máy hàn điểm tự động, hệ thống cung cấp năng lượng hàn thực hiện nhiệm vụ quan trọng là cung cấp năng lượng ổn định và đáng tin cậy cho quá trình hàn. Chất lượng hiệu suất của nó trực tiếp xác định chất lượng hàn và độ ổn định vận hành tổng thể của thiết bị. Theo các nguyên tắc làm việc và yêu cầu ứng dụng khác nhau, các hệ thống cung cấp năng lượng hàn chủ yếu được chia thành cung cấp năng lượng AC tần số công nghiệp, cung cấp năng lượng biến tần tần số trung bình và cung cấp năng lượng năng lượng tụ điện.
Cung cấp năng lượng AC tần số công nghiệp là nguồn cung cấp năng lượng hàn truyền thống hơn. Nó trực tiếp giảm điện áp của nguồn điện (thường là 50Hz hoặc 60Hz AC) thông qua một máy biến áp, sau đó xuất ra dòng điện và điện áp phù hợp để hàn. Cấu trúc cung cấp năng lượng này tương đối đơn giản và chi phí thấp, nhưng vì dạng sóng dòng đầu ra của nó là sóng hình sin, nó sẽ tạo ra các biến động dòng điện lớn trong quá trình hàn, dẫn đến chất lượng hàn không ổn định và tác động lớn hơn đến lưới điện.
Cung cấp năng lượng biến tần trung bình là một nguồn cung cấp hàn tiên tiến đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Trước tiên, nó trực tiếp trực tiếp và chuyển đổi nó thành nguồn DC, sau đó sử dụng mạch biến tần để đảo ngược nguồn DC thành công suất AC với tần số cao hơn (thường là 1-20kHz) và cuối cùng làm giảm điện áp của máy biến áp để đầu ra dòng điện và điện áp cần thiết để hàn. Do tần số hoạt động cao của nguồn biến tần tần số trung bình, nó có thể làm cho dòng hàn ổn định hơn và điều khiển đầu vào nhiệt chính xác hơn, do đó cải thiện đáng kể chất lượng hàn. Đồng thời, hệ số công suất của nó cao, ô nhiễm vào lưới điện là nhỏ và hiệu ứng tiết kiệm năng lượng là đáng kể. Trong một số lĩnh vực có yêu cầu cao về chất lượng hàn, chẳng hạn như sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, v.v., nguồn điện biến tần trung bình đã dần trở thành lựa chọn cung cấp năng lượng hàn chính thống.
Bất kể loại hệ thống cung cấp năng lượng hàn được sử dụng, các chỉ số kỹ thuật quan trọng của nó bao gồm độ ổn định dòng điện đầu ra, phạm vi điều chỉnh hiện tại, tốc độ phản hồi động, v.v ... Độ ổn định của dòng đầu ra là chìa khóa để đảm bảo tính nhất quán của chất lượng hàn. Dòng điện ổn định có thể đảm bảo rằng nhiệt được tạo ra trong mỗi lần hàn đều đồng đều, do đó tạo thành một mối hàn với chất lượng ổn định. Phạm vi điều chỉnh hiện tại xác định rằng nguồn cung cấp có thể thích ứng với nhu cầu hàn của phôi của các vật liệu và độ dày khác nhau. Phạm vi điều chỉnh càng rộng, tính linh hoạt của thiết bị càng mạnh. Tốc độ phản hồi động phản ánh khả năng của nguồn điện để nhanh chóng điều chỉnh các thay đổi hiện tại trong quá trình hàn. Trong quá trình hàn, khi vật liệu phôi không đồng đều và điện trở tiếp xúc thay đổi, phản ứng động nhanh có thể điều chỉnh dòng điện kịp thời để đảm bảo tiến trình trơn tru của quá trình hàn.
3.2 Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển giống như "não" của máy hàn điểm tự động, chịu trách nhiệm kiểm soát chính xác và giám sát toàn bộ quá trình hàn. Nó tích hợp công nghệ cảm biến nâng cao, Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) và thuật toán điều khiển thông minh để đạt được cài đặt chính xác các tham số hàn, điều chỉnh thời gian thực và hoạt động tự động của quá trình hàn.
Trong hệ thống điều khiển của máy hàn điểm tự động, các cảm biến đóng một vai trò quan trọng. Ví dụ, cảm biến hiện tại được sử dụng để theo dõi kích thước của dòng hàn trong thời gian thực, chuyển đổi tín hiệu hiện tại thành tín hiệu điện và đưa nó trở lại hệ thống điều khiển để hệ thống điều khiển có thể điều chỉnh dòng điện theo các tham số hàn. Cảm biến điện áp được sử dụng để theo dõi điện áp đầu ra của nguồn điện hàn để đảm bảo rằng điện áp ổn định trong phạm vi thích hợp. Cảm biến áp suất được lắp đặt trên điện cực để đo áp suất được áp dụng bởi điện cực cho phôi để đảm bảo rằng áp suất đáp ứng các yêu cầu của quá trình hàn. Ngoài ra, có các cảm biến nhiệt độ, cảm biến dịch chuyển, v.v., theo dõi các đại lượng vật lý khác nhau trong quá trình hàn từ các góc khác nhau trong thời gian thực và cung cấp hỗ trợ dữ liệu toàn diện và chính xác cho hệ thống điều khiển.
Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) là đơn vị điều khiển và hoạt động cốt lõi của hệ thống điều khiển. Nó kiểm soát chính xác hệ thống cung cấp năng lượng hàn, hệ thống truyền động điện cực, v.v. theo chương trình hàn đặt trước và dữ liệu được cung cấp lại bởi cảm biến. Có thể thực hiện các chương trình PLC khác nhau, các yêu cầu quy trình hàn phức tạp khác nhau có thể được thực hiện, chẳng hạn như kiểm soát dòng điện hàn nhiều giai đoạn, cài đặt chính xác thời gian hàn, điều chỉnh động của áp suất điện cực, v.v.
Việc áp dụng các thuật toán điều khiển thông minh giúp cải thiện hơn nữa hiệu suất của hệ thống điều khiển máy hàn điểm tự động. Ví dụ, việc sử dụng các thuật toán điều khiển mờ, thuật toán kiểm soát mạng thần kinh, v.v., có thể cho phép hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh các tham số hàn theo tình huống thời gian thực trong quy trình hàn để đạt được điều khiển thích ứng. Trong quy trình hàn thực tế, do vật liệu, độ dày, trạng thái bề mặt và các yếu tố khác của phôi, có thể có một số khác biệt nhất định và phương pháp kiểm soát tham số cố định truyền thống rất khó để đảm bảo tính nhất quán của chất lượng hàn. Thuật toán điều khiển thông minh có thể phân tích trạng thái của quá trình hàn trong thời gian thực theo dữ liệu được cung cấp lại bởi cảm biến và tự động điều chỉnh dòng hàn, thời gian, áp suất và các thông số khác, do đó quy trình hàn luôn ở trạng thái tốt nhất, do đó cải thiện đáng kể tính ổn định và độ tin cậy của chất lượng hàn.
3.3 Hệ thống điện cực và áp suất
Hệ thống điện cực và áp suất là các thành phần điều hành chính của máy hàn điểm tự động trực tiếp hoạt động trên phôi để nhận ra quá trình hàn. Khi môi trường tiến hành của dòng hàn và chất mang của áp suất ứng dụng, hiệu suất và chất lượng của điện cực có tác động sống còn đến hiệu ứng hàn.
Các điện cực thường được làm bằng các vật liệu có độ dẫn điện cao, độ dẫn nhiệt cao và điện trở hao mòn tốt, như hợp kim đồng, hợp kim đồng vonfram, vv Các quy trình hàn khác nhau và vật liệu phôi có các yêu cầu khác nhau về hình dạng, kích thước và vật liệu của điện cực. Ví dụ, trong hàn điểm điện trở, các hình dạng điện cực thường được sử dụng bao gồm loại đầu phẳng hình trụ, loại hình nón, loại hình cầu, vv Các điện cực loại đầu phẳng hình trụ phù hợp cho hàn tấm mỏng nói chung, có thể cung cấp một khu vực tiếp xúc lớn hơn và đảm bảo phân bố dòng hàn đồng đều; Các điện cực loại hình nón phù hợp để hàn phôi dày hơn, có thể làm cho dòng điện tập trung hơn và cải thiện hiệu quả hàn; Các điện cực loại hình cầu thường được sử dụng để hàn một số phôi có yêu cầu cao về chất lượng bề mặt của mối hàn, chẳng hạn như hàn các thành phần điện tử, có thể làm giảm vết lõm trên bề mặt của mối hàn.
Hệ thống áp suất điện cực chịu trách nhiệm cung cấp áp suất ổn định và có thể điều chỉnh cho điện cực, do đó phôi có thể tiếp xúc gần gũi trong quá trình hàn, đảm bảo dòng hàn trơn tru của dòng hàn và thúc đẩy sự hình thành các mối hàn. Hệ thống áp suất thường bao gồm một thiết bị truyền động như xi lanh, xi lanh thủy lực hoặc thanh đẩy điện và thiết bị điều chỉnh áp suất. Hệ thống áp suất được điều khiển bởi xi lanh có cấu trúc đơn giản, tốc độ phản ứng nhanh và chi phí thấp, và phù hợp cho các dịp hàn chung; Hệ thống áp suất được điều khiển bởi xi lanh thủy lực có thể cung cấp một áp suất lớn và phạm vi điều chỉnh áp suất rộng, phù hợp để hàn các phôi dày hơn hoặc các dịp có yêu cầu chính xác áp suất cao; Hệ thống áp suất được điều khiển bởi thanh đẩy điện có những ưu điểm của độ chính xác điều khiển cao và điều khiển vị trí chính xác, và được sử dụng rộng rãi trong một số máy hàn điểm tự động với mức độ tự động hóa cao.
Thiết bị điều chỉnh áp lực là một phần quan trọng của hệ thống áp suất. Nó có thể điều chỉnh chính xác áp suất được áp dụng bởi điện cực cho phôi theo các yêu cầu của quá trình hàn. Phương pháp điều chỉnh áp lực phổ biến bao gồm điều chỉnh áp suất cơ học, điều chỉnh áp suất khí nén và điều chỉnh áp suất thủy lực. Quy định áp suất cơ học thay đổi sự nén của lò xo bằng cách điều chỉnh vị trí của vít để đạt được điều hòa áp suất. Phương pháp này có cấu trúc đơn giản, nhưng độ chính xác của quy định là tương đối thấp; Điều chỉnh áp suất khí nén và điều chỉnh áp suất thủy lực Điều chỉnh áp suất điện cực bằng cách điều chỉnh áp suất của khí hoặc chất lỏng. Độ chính xác của quy định cao, tốc độ phản hồi nhanh và điều khiển từ xa và quy định tự động có thể đạt được thông qua hệ thống điều khiển.
Trong quá trình hàn thực tế, hao mòn điện cực là một vấn đề không thể tránh khỏi. Với sự gia tăng số lượng thời gian hàn, bề mặt điện cực sẽ dần mòn, dẫn đến những thay đổi về hình dạng và kích thước của điện cực, ảnh hưởng đến chất lượng hàn. Do đó, cần phải thường xuyên kiểm tra và duy trì các điện cực và thay thế các điện cực bị mòn nghiêm trọng theo thời gian. Đồng thời, một số máy hàn điểm tự động tiên tiến cũng được trang bị hệ thống giám sát hao mòn điện cực, có thể theo dõi độ mòn của các điện cực theo thời gian thực và tự động điều chỉnh các thông số hàn theo mức độ hao mòn để đảm bảo sự ổn định của chất lượng hàn.
3.4 Cơ chế vận chuyển và định vị tự động
Trong bối cảnh sản xuất tự động hiện đại, cơ chế định vị và định vị tự động của máy hàn điểm tự động đã trở thành một yếu tố chính trong việc cải thiện hiệu quả sản xuất và độ chính xác hàn. Các cơ chế này giống như "người khuân vác" chính xác và "thiết bị định vị" có thể vận chuyển chính xác phôi đến vị trí hàn và đảm bảo rằng phôi luôn duy trì tư thế ổn định trong quá trình hàn.
Cơ chế truyền tải tự động thường bao gồm các bộ phận truyền dẫn như băng chuyền, chuỗi, con lăn và các thiết bị truyền động như động cơ và bộ giảm tốc. Băng tải là một trong những phương pháp truyền tải phổ biến nhất. Nó có những lợi thế của việc truyền tải trơn tru, khả năng chịu tải mạnh và tốc độ vận chuyển có thể điều chỉnh. Theo các kịch bản ứng dụng khác nhau và các đặc điểm phôi, vật liệu của băng chuyền có thể là cao su, nhựa, kim loại, v.v. Ví dụ, trong ngành công nghiệp điện tử và điện, vì phôi thường nhẹ và có yêu cầu cao đối với chất lượng bề mặt, dây băng tải cao su chống tĩnh thường được sử dụng để ngăn chặn các thành phần điện tử bị tổn thương; Trong khi trong các ngành công nghiệp như sản xuất ô tô, do phôi nặng, băng tải kim loại hoặc phương pháp truyền tải chuỗi có thể được sử dụng để đảm bảo rằng chúng có thể chịu được tải trọng lớn.
Là nguồn năng lượng của cơ chế truyền đạt tự động, động cơ chuyển đổi vòng quay tốc độ cao của động cơ thành đầu ra tốc độ thấp và mô hình cao phù hợp với tốc độ truyền qua bộ giảm tốc để điều khiển các bộ phận truyền như băng chuyền hoặc chuỗi để chạy. Để đạt được điều khiển truyền đạt chính xác, động cơ thường sử dụng động cơ điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi hoặc động cơ servo. Động cơ điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi có thể thay đổi tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh tần số cung cấp năng lượng, do đó nhận ra sự điều chỉnh bước của tốc độ vận chuyển; Động cơ servo có độ chính xác và tốc độ phản hồi điều khiển cao hơn, và có thể nhận ra kiểm soát vị trí chính xác và điều khiển tốc độ. Trong một số trường hợp với các yêu cầu chính xác cực kỳ cao, chẳng hạn như hàn các chip bán dẫn, cơ chế vận chuyển được điều khiển bởi động cơ servo đã được sử dụng rộng rãi.
Chức năng của cơ chế định vị là định vị chính xác phôi dưới điện cực hàn sau khi nó được chuyển đến vị trí hàn để đảm bảo độ chính xác của vị trí hàn. Các phương pháp định vị phổ biến bao gồm định vị cơ học, định vị khí nén và định vị trực quan. Định vị cơ học sử dụng các cấu trúc cơ học như chân định vị và khối định vị để định vị phôi. Phương pháp này có cấu trúc đơn giản và độ chính xác định vị cao, nhưng nó có các yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác hình dạng và kích thước của phôi và thiết bị định vị cần được điều chỉnh lại khi thay thế phôi của các thông số kỹ thuật khác nhau. Định vị khí nén sử dụng xi lanh để điều khiển các yếu tố định vị để định vị phôi. Nó có những ưu điểm của tốc độ định vị nhanh và điều chỉnh dễ dàng, và phù hợp cho một số trường hợp với yêu cầu tốc độ định vị cao. Định vị trực quan là một công nghệ định vị tiên tiến đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Nó thu thập thông tin hình ảnh của phôi thông qua máy ảnh, sử dụng các thuật toán xử lý hình ảnh để xác định và phân tích vị trí và tư thế của phôi, sau đó điều khiển cơ chế định vị thông qua hệ thống điều khiển để điều chỉnh chính xác phôi. Định vị trực quan có những lợi thế của độ chính xác định vị cao và khả năng thích ứng mạnh mẽ. Nó có thể định vị nhanh chóng và chính xác các phôi của các hình dạng và kích cỡ khác nhau. Nó đặc biệt phù hợp cho một số phôi có hình dạng phức tạp hoặc các dịp hàn với các yêu cầu chính xác định vị cực cao.
Để đảm bảo hoạt động hiệu quả của cơ chế vận chuyển và định vị tự động, cũng cần phải kiểm soát và giám sát chính xác nó. Hệ thống điều khiển hoạt động cùng với hệ thống cung cấp năng lượng hàn, hệ thống áp suất điện cực, v.v. để đạt được sự kiểm soát tự động toàn bộ quá trình hàn. Ví dụ, sau khi phôi được vận chuyển đến vị trí hàn, hệ thống điều khiển sẽ kích hoạt cơ chế định vị để định vị phôi. Sau khi hoàn thành việc định vị, hệ thống điều khiển điều khiển điện cực xuống và áp dụng áp suất, và bắt đầu cung cấp năng lượng hàn để hàn. Sau khi hàn hoàn thành, hệ thống điều khiển điều khiển điện cực tăng lên, và sau đó điều khiển cơ chế truyền tải tự động để vận chuyển phôi hàn ra, và vận chuyển phôi tiếp theo để được hàn đến vị trí hàn, v.v. để đạt được sản xuất hàn tự động hiệu quả.
Iv. Lợi thế hiệu suất
4.1 Hàn độ chính xác cao
Trong ngành sản xuất, đối với nhiều sản phẩm, độ chính xác hàn có liên quan trực tiếp đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm. Với công nghệ tiên tiến và cấu trúc chính xác, máy hàn điểm tự động đã thể hiện hiệu suất tuyệt vời trong hàn chính xác cao.
Độ chính xác cao của nó là đầu tiên do hệ thống điều khiển chính xác. Máy hàn điểm tự động được trang bị các cảm biến nâng cao có thể theo dõi các thông số chính như dòng điện, điện áp, áp suất và nhiệt độ trong quá trình hàn trong thời gian thực. Các cảm biến này nhanh chóng cung cấp lại dữ liệu được thu thập vào hệ thống điều khiển và hệ thống điều khiển điều chỉnh chính xác quá trình hàn thông qua các thuật toán điều khiển thông minh theo các tham số quy trình hàn đặt trước. Ví dụ, trong quá trình hàn, nếu cảm biến hiện tại phát hiện sự dao động nhẹ trong dòng điện, hệ thống điều khiển sẽ ngay lập tức điều chỉnh đầu ra của nguồn điện hàn để khôi phục dòng điện thành giá trị đã đặt, do đó đảm bảo tính ổn định và tính nhất quán của quá trình hàn và đảm bảo độ chính xác chất lượng và kích thước của hàn.
Thiết kế chính xác của hệ thống điện cực và áp suất cũng cung cấp một sự đảm bảo mạnh mẽ cho hàn chính xác cao. Điện cực được làm bằng các vật liệu chất lượng cao và công nghệ chế biến chính xác, và độ chính xác hình dạng và chiều của nó có thể đáp ứng các yêu cầu của hàn chính xác cao. Đồng thời, hệ thống áp suất có thể kiểm soát chính xác áp suất được áp dụng bởi điện cực cho phôi, và độ ổn định và độ chính xác của áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sự hình thành mối hàn. Khi hàn một số bộ phận nhỏ với các yêu cầu chính xác cực cao, chẳng hạn như hàn pin trong chip điện tử, máy hàn điểm tự động có thể kiểm soát chính xác áp suất điện cực để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa pin và chất nền trong quá trình hàn, do đó hình thành các mối hàn chất lượng cao và tránh các vấn đề như hàn lạnh và mạch ngắn.
Khả năng định vị độ chính xác cao của cơ chế định vị và tự động là một trong những yếu tố chính để đạt được hàn chính xác cao. Các cơ chế này có thể truyền đạt chính xác phôi đến vị trí hàn và duy trì tư thế ổn định của phôi trong quá trình hàn. Ví dụ, trong việc sản xuất các bộ phận ô tô, để hàn một số bộ phận có hình phức tạp, cơ chế định vị và vận chuyển tự động có thể định vị chính xác các bộ phận trong điện cực hàn theo chương trình đặt trước, và độ chính xác định vị có thể đạt đến mức độ chính xác.
4.2 Sản xuất hiệu quả cao
​
Các đặc tính sản xuất hiệu quả cao của máy hàn điểm tự động là một lý do quan trọng cho ứng dụng rộng rãi của nó trong sản xuất hiện đại. Hàn điểm thủ công truyền thống phụ thuộc vào kinh nghiệm và trình độ của thợ hàn, chậm và dễ bị mệt mỏi, dẫn đến hiệu quả sản xuất không ổn định. Máy hàn điểm tự động có thể cải thiện đáng kể tốc độ hàn và hiệu quả sản xuất thông qua thiết kế quy trình tự động và cơ chế phản ứng nhanh. ​
Từ góc độ của chu kỳ hàn, quá trình hàn của máy hàn điểm tự động có thể được tự động hóa cao và nhanh chóng. Lấy ví dụ về hàn điểm chung của các cơ thể ô tô, máy hàn điểm tự động có thể hoàn thành một hoạt động hàn tại chỗ chỉ trong vài giây và có thể hoạt động liên tục. Ngược lại, hàn điểm thủ công không chỉ mất nhiều thời gian cho một điểm hàn duy nhất, mà còn yêu cầu thợ hàn di chuyển thường xuyên giữa các điểm hàn khác nhau, giúp giảm đáng kể hiệu quả sản xuất. Máy hàn điểm tự động có thể nhanh chóng vận chuyển phôi đến vị trí hàn thông qua cơ chế định vị và vận chuyển tự động. Sau khi hàn hoàn thành, sản phẩm hoàn chỉnh có thể được loại bỏ nhanh chóng và gửi đến phôi tiếp theo để được hàn. Toàn bộ quá trình được thực hiện trong một lần, hầu như không có thời gian tạm dừng, điều này rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất. ​
Máy hàn điểm tự động có thể nhận ra sự hàn đồng thời của nhiều trạm, cải thiện hơn nữa hiệu quả sản xuất. Một số dây chuyền sản xuất hàn điểm tự động quy mô lớn được trang bị nhiều trạm hàn, mỗi trạm có thể hàn các phần khác nhau của phôi cùng một lúc. Phương pháp hoạt động song song này có thể hoàn thành thêm các tác vụ hàn trong cùng một lúc. Trong việc sản xuất các mô-đun pin, máy hàn điểm tự động đa trạm có thể phát hiện ra nhiều điểm kết nối của pin pin cùng một lúc. So với phương pháp hàn một điểm hàn duy nhất theo trình tự, hiệu quả sản xuất có thể tăng nhiều lần. ​
Máy hàn điểm tự động cũng có thể kết nối liền mạch với các thiết bị và dây chuyền sản xuất tự động khác để đạt được tự động hóa hoàn toàn quy trình sản xuất. Ví dụ, trong việc sản xuất các sản phẩm điện tử, máy hàn điểm tự động có thể tạo thành một dây chuyền sản xuất tự động hoàn toàn với các bộ cấp nguồn tự động, thiết bị thử nghiệm, thiết bị đóng gói, v.v. Từ việc vận chuyển nguyên liệu thô, xử lý hàn để thử nghiệm và đóng gói các sản phẩm hoàn chỉnh, toàn bộ quá trình không cần phải có sự can thiệp của con người. ​
4.3 Chất lượng hàn ổn định
Chất lượng hàn ổn định là một trong những lợi thế cốt lõi của máy hàn điểm tự động và đảm bảo quan trọng để theo đuổi tính nhất quán và độ tin cậy của sản phẩm trong ngành sản xuất. Trong quá trình hàn thủ công, chất lượng hàn dễ dàng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố của con người như tâm trạng hàn, trình độ kỹ năng và tình trạng làm việc, dẫn đến chất lượng hàn không đồng đều. Máy hàn điểm tự động có thể đảm bảo chất lượng phù hợp cao của từng hàn thông qua kiểm soát tham số chính xác và hiệu suất làm việc ổn định. ​
Hệ thống cung cấp năng lượng hàn của máy hàn điểm tự động có thể cung cấp đầu ra hiện tại ổn định, đây là cơ sở để đảm bảo chất lượng hàn ổn định. Cho dù đó là nguồn cung cấp năng lượng AC tần số công nghiệp, nguồn điện biến tần trong tần số trung bình hoặc cung cấp năng lượng năng lượng tụ điện, chúng đã được thiết kế cẩn thận và tối ưu hóa để duy trì sự ổn định hiện tại trong các điều kiện hàn khác nhau. Dòng điện ổn định có nghĩa là nhiệt được tạo ra trong mỗi lần hàn về cơ bản là giống nhau, do đó kích thước và hình dạng của nugget hàn vẫn nhất quán, đảm bảo độ bền và độ tin cậy của mối hàn. ​
Hệ thống điều khiển đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng hàn ổn định. Nó có thể theo dõi và điều chỉnh các tham số khác nhau trong quy trình hàn trong thời gian thực và tự động sửa chúng ngay lập tức khi các tham số lệch khỏi các giá trị đặt trước. Ví dụ, khi phát hiện ra trạng thái bề mặt của phôi thay đổi và điện trở tiếp xúc tăng, hệ thống điều khiển sẽ tự động tăng dòng hàn hoặc mở rộng thời gian hàn để đảm bảo tiến trình thông thường của quá trình hàn và chất lượng của hàn.
Sự ổn định của hệ thống điện cực và áp suất cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng hàn. Điện trở hao mòn và độ dẫn điện và nhiệt tốt của điện cực có thể duy trì hiệu suất ổn định trong quá trình hàn lâu dài và giảm sự suy giảm chất lượng hàn do hao mòn điện cực. Hệ thống áp suất có thể kiểm soát chính xác áp suất của điện cực trên phôi để đảm bảo rằng độ kín tiếp xúc giữa các phôi phù hợp trong mỗi lần hàn, do đó đảm bảo chất lượng của mối hàn. Bảo trì thường xuyên và thay thế các điện cực, cũng như hiệu chuẩn và gỡ lỗi hệ thống áp suất, có thể cải thiện hơn nữa sự ổn định và độ tin cậy của chất lượng hàn.
4.4 Giảm cường độ lao động và chi phí lao động
Trong các hoạt động hàn thủ công truyền thống, các thợ hàn cần duy trì một tư thế cố định trong một thời gian dài và giữ súng hàn cho các hoạt động lặp đi lặp lại, điều này cực kỳ tốn nhiều công sức. Công việc lâu dài có thể dễ dàng dẫn đến sự mệt mỏi của thợ hàn và tăng nguy cơ tai nạn công nghiệp. Sự xuất hiện của máy hàn điểm tự động đã cải thiện rất nhiều tình huống này. Quá trình vận hành tự động của máy hàn điểm tự động cho phép người lao động giám sát thiết bị, đặt tham số và tải và dỡ vật liệu mà không cần trực tiếp tham gia vào quá trình hàn, giúp giảm đáng kể cường độ lao động. Công nhân có thể được giải phóng khỏi lao động thể chất nặng nề và dành nhiều năng lượng hơn cho công việc kỹ thuật hơn như bảo trì thiết bị và kiểm tra chất lượng. ​
Từ quan điểm của chi phí lao động, máy hàn điểm tự động có thể làm giảm đáng kể chi phí lao động của các doanh nghiệp. Một dây chuyền sản xuất được trang bị máy hàn điểm tự động đòi hỏi các nhà khai thác ít hơn nhiều so với các dây chuyền sản xuất hàn thủ công truyền thống. Lấy ví dụ sản xuất ô tô, sau khi áp dụng dây chuyền sản xuất hàn điểm tự động, các nhiệm vụ hàn ban đầu yêu cầu hàng chục thợ hàn phải hoàn thành bây giờ chỉ yêu cầu một vài công nhân lành nghề quản lý và giám sát thiết bị. Hơn nữa, hoạt động của máy hàn điểm tự động tương đối đơn giản và yêu cầu kỹ năng cho công nhân là tương đối thấp. Các doanh nghiệp không cần phải dành nhiều thời gian và tiền bạc cho đào tạo chuyên nghiệp dài hạn cho người lao động, điều này làm giảm thêm chi phí lao động. Ngoài ra, năng lực sản xuất hiệu quả của máy hàn điểm tự động cho phép các doanh nghiệp hoàn thành nhiều nhiệm vụ sản xuất hơn cùng một lúc, cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí lao động được phân bổ cho một sản phẩm duy nhất, từ đó cải thiện lợi ích kinh tế và khả năng cạnh tranh thị trường của doanh nghiệp. ​
V. Trường ứng dụng
5.1 Công nghiệp sản xuất ô tô
Ngành công nghiệp sản xuất ô tô là một trong những lĩnh vực hàn điểm tự động được áp dụng rộng rãi và sâu sắc nhất. Cơ thể ô tô được làm từ một số lượng lớn các tấm kim loại được kết nối bằng cách hàn, với một số lượng lớn các điểm hàn, và các yêu cầu về chất lượng hàn và hiệu quả sản xuất là cực kỳ cao. Máy hàn điểm tự động đã trở thành một thiết bị quan trọng để sản xuất thân xe với chất lượng hàn độ chính xác cao, hiệu quả cao và ổn định. ​
Trong quá trình đóng dấu hàn thân xe ô tô, máy hàn điểm tự động có thể hàn nhanh và hàn chính xác các bộ phận của các hình dạng và kích thước khác nhau để tạo thành cấu trúc bộ xương của cơ thể. Ví dụ, trong việc hàn cửa xe, mái nhà, tấm sàn và các bộ phận khác, máy hàn điểm tự động có thể đặt chính xác các bộ phận dập ở vị trí hàn thông qua cơ chế định vị và vận chuyển tự động, sau đó sử dụng công nghệ hàn đồng thời đa trạm để hoàn thành việc hàn một số lượng lớn hàn trong một thời gian ngắn, cải thiện, cải thiện nhiều. Hơn nữa, máy hàn điểm tự động có thể kiểm soát chính xác các thông số hàn để đảm bảo tính nhất quán của chất lượng của mỗi mối hàn, đảm bảo sức mạnh và sự an toàn của cấu trúc cơ thể. ​
Trong việc hàn khung gầm ô tô, máy hàn điểm tự động cũng đóng một vai trò quan trọng. Các thành phần khung gầm thường chịu tải trọng lớn và có yêu cầu nghiêm ngặt hơn về chất lượng hàn. Máy hàn điểm tự động có thể cung cấp đầu ra hiện tại cao ổn định và đạt được sự hàn chất lượng cao của các tấm dày hơn bằng cách áp dụng các hệ thống cung cấp năng lượng hàn tiên tiến như cung cấp năng lượng biến tần tần số trung bình hoặc cung cấp năng lượng điện. Đồng thời, hệ thống điện cực và áp suất chính xác cao của nó có thể đảm bảo rằng kích thước và hình dạng của nugget mối hàn của mối hàn đáp ứng các yêu cầu thiết kế, đảm bảo cường độ kết nối và độ tin cậy của các thành phần khung gầm. ​
Với sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện năng lượng mới, các máy hàn điểm tự động cũng đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất pin điện. Mô -đun pin năng lượng bao gồm nhiều pin pin được kết nối bằng cách hàn, đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy hàn cực cao. Máy hàn tại chỗ tự động có thể sử dụng các công nghệ hàn tiên tiến như hàn điểm laser để đạt được hàn các tab pin pin có độ chính xác cao, tránh các mạch ngắn pin và khả năng tiếp xúc quá mức do hàn kém, và đảm bảo hiệu suất và an toàn của pin điện. ​
5.2 Ngành công nghiệp điện và điện tử
Các sản phẩm của ngành công nghiệp điện tử và điện được đặc trưng bởi kích thước nhỏ, độ chính xác cao và tích hợp cao, và các yêu cầu về độ chính xác và độ tin cậy của quá trình hàn là vô cùng đòi hỏi. Với những lợi thế độc đáo của nó, các máy hàn điểm tự động chiếm một vị trí quan trọng trong sản xuất hàn của ngành công nghiệp điện tử và điện. ​
Trong hàn các thành phần điện tử, chẳng hạn như điện trở, tụ điện, chip, v.v. và bảng mạch, máy hàn điểm tự động có thể sử dụng hàn điểm laser hoặc công nghệ hàn điểm chính xác. Hàn điểm laser có những ưu điểm của năng lượng cô đặc và vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt nhỏ, và có thể đạt được sự hàn chính xác cao của các mối hàn nhỏ mà không làm hỏng các thành phần xung quanh. Ví dụ, trong quá trình hàn của chip điện thoại di động, hàn điểm laser có thể kết nối chính xác các chân chip với các miếng đệm trên bảng mạch và đường kính khớp hàn có thể được kiểm soát đến hàng chục micron hoặc thậm chí nhỏ hơn, đảm bảo hoạt động bình thường của chip và độ ổn định của truyền tín hiệu. Hàn điểm chính xác là phù hợp để hàn một số thành phần điện tử đòi hỏi cường độ hàn cao. Bằng cách kiểm soát chính xác dòng hàn, thời gian và áp suất điện cực, các khớp hàn chất lượng cao có thể được hình thành để đảm bảo kết nối đáng tin cậy giữa các thành phần và bảng mạch. ​
Trong lắp ráp hàn các sản phẩm điện, chẳng hạn như hàn vỏ ngoài của tủ lạnh, máy điều hòa không khí, máy giặt, v.v., máy hàn điểm tự động có thể nhận ra sản xuất hàng loạt tự động. Thông qua cơ chế định vị và vận chuyển tự động, các thành phần khác nhau của vỏ điện có thể được chuyển chính xác đến vị trí hàn, và sau đó máy hàn điểm tự động có thể được sử dụng để hàn nhanh. Khả năng sản xuất hiệu quả cao của máy hàn điểm tự động có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất các sản phẩm điện quy mô lớn và chất lượng hàn ổn định cũng đảm bảo sự xuất hiện và sức mạnh cấu trúc của sản phẩm. ​
Ngoài ra, trong một số nhu cầu hàn đặc biệt trong ngành điện tử và điện, chẳng hạn như hàn các vật liệu không giống nhau và hàn các bảng mạch linh hoạt, máy hàn điểm tự động cũng có thể đạt được hàn chất lượng cao bằng cách áp dụng các quy trình hàn và cấu hình thiết bị đặc biệt, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho thiết kế và sản xuất các sản phẩm điện tử. ​
5.3 Lĩnh vực hàng không vũ trụ
Lĩnh vực hàng không vũ trụ đã đạt được các yêu cầu cực đoan về chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm. Là một trong những quy trình chính trong việc sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ, các địa điểm hàn các yêu cầu cực kỳ cao về hiệu suất và độ chính xác của thiết bị hàn. Các máy hàn điểm tự động đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng không vũ trụ do độ chính xác cao, chất lượng cao và độ tin cậy cao của chúng.