机械5

环形焊缝焊接专机的结构设计与分析
摘要

大部分制造业企业都有焊接生产，在焊接工作中环形焊缝占较大比重，主要采用手工焊接的方式进行生产，而手工焊接又存在工艺复杂、成型率低、易产生许多焊接问题，且焊缝一致性差，焊缝的好坏大部分取决于焊缝师傅的经验水平，且环缝零件加工周期长，一旦出现因人为操作失误所导致的质量问题，则严重影响科研生产进度。针对以上问题，本项目提出采用TIG自动化焊接方法，利用PLC对设备进行控制，使用自动化焊接来提高产出率。环形自动焊缝专机整个系统一般适用于环形焊缝产品的焊接，能够提供高质量产品的解决方案。

[关键词]环形焊缝；自动化焊接；高可靠性；
Abstract

In the process ofwelding parts, The annularweld seam accounts for a large proportion, Mainly adopts the manualweldingway to carry on the production, However, there are many problems in manualwelding, such as complicated process, low forming rate and easywelding defects. The stability ofwelding quality isvery poor. The quality ofwelding seam depends heavily on the skill level ofwelding operators and theworking state duringwelding operation. Moreover, the processing cycle of circumferential seam parts is long. Once the quality problems caused by human operation errors occur, the progress of scientific research and productionwill be seriously affected. Inview of the above problems, this project proposes to adopt TIG automaticwelding method, use PLC to control the equipment, and use multi-degree-of-freedom special machine to automaticallyweld the annularweld, so as to improve thewelding process, production efficiency and product quality. The system consists of horizontal circumferential seamwelding machine tool,welding auxiliary system, integrated control system andwelding power supply system, etc. It is suitable for automaticwelding of circumferential seam products and can provide a solutionwith low cost, high precision and high reliability.

Keywords: circumferential seam；automaticwelding；high reliability

目录

摘要 I
Abstract II
引言 1
（一）研究背景及意义 1
1、研究背景 1
2、研究意义 1
（二）研究方法与内容 2
1、研究方法 2
2、研究内容 2
（三）国内外研究状况 3
一、工艺需求及系统需求 4
（一）产品需求 4
（二）工艺需求 4
1、焊缝质量要求 4
2、强度要求 4
3、合格率 4
（三）工艺流程 5
（四）系统组成及分布 5
二、机械结构分析 6
（一）床身 6
（二）三轴系统 8
1、X轴 8
2、Y轴 8
3、Z轴 9
（三）变位机系统 9
（四）中心架 10
（五）龙门架 11
三、操作机 12
（一）系统功能 12
（二）设计要求 12
（三）X轴方向电机和减速机需求 12
1、电机和减速机选型 13
2、电机安装方式 15
（四）Y轴方向电机和减速机需求 16
1、电机和减速机选型 16
2、电机安装方式 19
（五）Z轴方向电机和减速机需求 19
1、伺服电机与减速机选型 20
2、电机安装方式 22
四、弧压控制器 23
（一）系统功能 23
（二）设计要求 23
（三）弧压控制器方案选型 23
五、焊枪摆动器 24
（一）性能需求 24
（二）设计要求 24
（三）焊枪摆动器制造方案 24
1、步进电机及驱动器 24
2、联轴器、焊枪夹持器及保护罩 24
六、焊接变位机 26
（一）焊接变位机功能 26
（二）设计要求 26
（三）焊接变位机理论模型 27
（四）焊接变位机选型 28
1、伺服电机选型方法 28
2、伺服电机选型计算 28
3、伺服电机选型结果 29
4、减速器选型 29
参考文献 31
致谢 32