曲面仿形自动焊机进给装置设计 摘要 目前，我国在上述重型压力容器的生产制造中，其主环缝和筒体内壁堆焊已实现自动焊接，而对于接口管的马鞍形焊接，尚无现成的自动焊设备可以采用,主环缝的焊接自动化与智能化水平还较低。所以对曲面仿形自动焊机的研究显得尤为重要。 国内大多数厂家还在采用手工焊接，个别厂家虽然采用了焊接专机，但自动化程度不高，而且一旦发生焊接缺陷，由于大厚度截面而非常难以修复。一台设备中需要焊接上几十个甚至上百个接管，焊缝为空间马鞍形（包括标准马鞍形与非标准马鞍形），且根据不同的坡口形式，需要多层多道连续焊接。这些焊缝往往成为整个产品制造质量的关键与瓶颈。因此，要实现此类焊缝的自动化焊接，具有一定的技术难度。 本文主要利用计算机仿真UG技术，以及运用机械知识进行计算，对径向进给装置和回转进给装置的机械结构进行三维参数化建模、虚拟装配和运动仿真。 关键词：自动焊机；曲面仿形；进给装置；UG Surface Profili
ng automatic weldi
ng machi
nes to the device i
nto the desig
n Abstract I
n moder
n times, Chi
na's heavy pressure i
n the co
ntai
ner ma
nufacturi
ng, the mai
n ri
ng a
nd cyli
nder wall joi
nts have bee
n surfaci
ng for automatic weldi
ng a
nd the i
nterface of the saddle-shaped weldi
ng, there is
no ready-made automatic weldi
ng equipme
nt ca
n be used, the mai
n ri
ng The weldi
ng seam a
nd i
ntellige
nt automatio
n level is still relatively low. Therefore, the surface profili
ng of automatic weldi
ng machi
nes it is particularly importa
nt. Most domestic ma
nufacturers are still usi
ng ha
nd-weldi
ng, although i
ndividual ma
nufacturers used weldi
ng pla
ne, but the degree of automatio
n is
not high, but the eve
nt of a weldi
ng defect, as a cross-sectio
n a
nd the thick
ness is very difficult to repair. O
ne i
n
need of weldi
ng equipme
nt o
n doze
ns or eve
n hu
ndreds of receivership, Weld for the saddle-shaped space (i
ncludi
ng sta
ndard a
nd
no
n-sta
ndard saddle-shaped saddle-shaped), a
nd accordi
ng to differe
nt forms of groove, the
need for multi-cha
n
nel multi-weldi
ng. These are ofte
n the weld ma
nufacturi
ng quality products with the key bottle
necks. Therefore, i
n order to achieve such automated weldi
ng seam, has a tech
nical difficulty. I
n this paper, usi
ng UG computer simulatio
n tech
nology, k
nowledge a
nd use of precisio
n machi
nery, the radial feed i
nto the device a
nd rotary mecha
nical devices to the three-dime
nsio
nal structure of Parametric modeli
ng, simulatio
n a
nd virtual assembly. Key words: Automatic weldi
ng machi
ne; Surface profili
ng; Feed machi
nes; UG 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1科技的背景…………………………………………………………………………...1 1.2国内外研究现状及发展趋势………………………………………………………...2 1.2.1国内研究现状2 1.2.2国外发展概况及趋势3 1.2.3自动焊机的类型4 1.3本课题研究的主要内容……………………………………………………………...5 第2章总体设计6 2.1设计原理……………………………………………………………………………...6 2.1.1基本要求6 2.1.2布置形式及选择7 2.1.3总体的工作原理7 2.1.4进给装置的传动系统图8 第3章曲面仿形自动焊机进给装置设计10 3.1回转进给装置设计………………………………………………………………….10 3.2径向进给装置设计………………………………………………………………….10 3.3回转进给装置的系统运动与动力计算分析……………………………………….11 3.4径向进给装置系统运动与动力计算分析………………………………………….13 3.5进给装置主要零部件的选择与计算……………………………………………….15 3.5.1电机的选择15 3.5.2减速器的选择15 3.5.3回转进给装置的齿轮的计算15 3.5.4径向进给装置的齿轮17 3.5.5滚动导轨及导轨副的选择17 第4章UG的应用20 4.1引言………………………………………………………………………………….20 4.2 U
nigraphics软件简介……………………………………………………………….20 4.3 UG环境下对进给装置零件的三维造型…………………………………………..21 4.3.1三维造型的意义21 4.3.2 UG三维造型的功能21 4.3.3横导轨的三维造型21 4.4进给装置的虚拟装配……………………………………………………………….24 4.4.1虚拟装配概述24 4.4.2装配的方法25 4.4.3各个部件的虚拟装配25 4.4.4进给装置的整机装配26 4.5运动仿真…………………………………………………………..………………...27 4.5.1运动仿真的基本思想27 4.5.2运动仿真的过程28 结论30 参考文献31 附录32 致谢38 曲面仿形自动焊机进给装置设计 第1章绪论 1.1科技的背景 重大技术装备国产化作为提升装备制造业的重点是党中央国务院的战略决策，是国家中长期科学与技术发展规划纲要的重点领域。在国家发改委提出的“十一五”国家重大技术装备中明确提出“百万千瓦级核电机组与超临界火力发电机组成套设备”、“大型煤制气成套设备”、“百万吨级大型乙烯成套设备”等重大技术装备的国产化。在这些重大技术装备的关键零部件制造中均涉及三维规则或复杂焊缝的自动化焊接[1]。目前，我国在上述重型压力容器的生产制造中，其主环缝和筒体内壁堆焊已实现自动焊接，而对于接口管的马鞍形焊接，尚无现成的自动焊设备可以采用,主环缝的焊接自动化与智能化水平还较低。本课题利用CAD制图与计算机仿真UG技术，以及运用机械知识的精密计算，并应用于生产实际，提高我国重型压力容器自动化焊接水平和制造水平[2]。 重型装备制造业的制造水平,标志着一个国家综合国力的技术水平。在国家发改委提出的“十一五”国家重大技术装备中明确提出“百万千瓦级核电机组与超临界火力发电机组成套设备”、“大型煤制气成套设备”、“百万吨级大型乙烯成套设备”，其中百万千瓦级核电机组在未来十几年中要以每年制造并投运2-3台套的速度快速发展。在这些大、重型装备中，大型火力发电的锅炉汽包，核电设备中的压力壳、大型煤制气成套设备中煤液（汽）化反应器、大型乙烯设备中的加氢反应器等，在这些产品中，焊接是主要制造技术手段。提高焊接自动化水平是保证产品质量与提高生产效率，进而提升企业国际市场竞争力的根本所在[3]。 在大型锅炉汽包、核电压力壳以及石化装备中的各种高温、高压反应器中，一台设备中需要焊接上几十个甚至上百个接管，焊缝为空间马鞍形（包括标准马鞍形与非标准马鞍形），且根据不同的坡口形式，需要多层多道连续焊接。这些焊缝往往成为整个产品制造质量的关键与瓶颈。因此，要实现此类焊缝的自动化焊接，具有一定的技术难度。目前，国内大多数厂家还在采用手工焊接，个别厂家虽然采用了焊接专机，但自动化程度不高，焊接过程中需要人工调节，且焊枪沿马鞍形运动轨迹靠机械方式调节，效率低，焊接质量难以保证，而且一旦发生焊接缺陷，由于大厚度截面而非常难以修复[4]。因此，尽快研究在各类大型容器制造中广泛涉及的三维焊缝自动化焊接技术并研制开发新一代马鞍形自动焊接专机焊设备势在必行。它对满足我国锅炉、核电及石化设备制造的需求，提高其自动焊接水平，具有重要的现实意义。 1.2国内外研究现状及发展趋势 1.2.1国内研究现状 近10年来在世界范围内,焊接技术的发展日新月异,焊接新方法、新设备、新材料和新工艺层出不穷。焊接技术不仅广泛应用于造