小型数控焊接机结构设计【字数：13008】
随着改革开放发展至今，机械自动化在世界范围内被各行各业所需要着，普通的焊接工艺也因为太依靠熟练焊工的手艺也变的越来越不稳定，加上焊接工作的危险性致使年轻人也不愿意从事这个行业，所以我设计出一种小型数控焊接装置来对传统的焊接工艺进行部分替代。小型数控焊接机是采用X-Y轴联动的结构来完成焊接平台的平面运动，包括直线插补，圆弧插补等，其机械机构方面我采用了滚珠丝杠，直线导轨和步进电机。控制方面采用运动控制器加上PLC的控制方式，同时数控运动控制器还有示教功能，能够完成一些非标准的零件的焊接，每一次示教都是焊接机自我升级的一次机会，这样就能使用一台焊接机同时对标准和非标准或已加工过的零件进行加工。为控制X-Y轴联动机构加上Z轴的协调运动来完成完整的焊接工作，重点是对三个轴电机的控制，我使用了数控系统中的运动控制器作为主体控制系统实现三轴的联动，并且基于运动控制器本身所具有的的直线插补和圆弧插补功能再加上示教功能，可以完成市面上绝大多数的焊接轨迹。
目录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2国内外焊接机床的发展状况 2
第二章 总体方案设计 6
2.1总体方案设计 6
2.2工作台的基本设计 9
2.3对工作台的所承受的重量进行分析 10
2.4滚珠导轨副的选型和计算 10
2.5滚珠丝杠的设计和尺寸计算 14
2.6步进电机的选用 19
2.7联轴器的选择 21
第三章 结构介绍 23
3.1课题的部分结构介绍 23
第四章 工控部分 27
4.1控制要求 27
4.2数控系统的选择 27
4.3 PLC的选择 28
4.4 后期的改进和期望 29
结论 30
参考文献 31
致谢 32
小型数控焊接机的结构设计
Structure Design of Small NC Welding Machine
Abstract
With the development of reform and opening *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
up, mechanical automation is needed by all walks of life in the world. The common welding technology is becoming more and more unstable because it relies too much on skilled welders, and the danger of welding makes young people unwilling to engage in this industry. So I design a small numerical control welding device to carry out the traditional welding technology. Substitutes.
The small NC welding machine uses XY axis linkage structure to complete the plane motion of the welding platform, including linear interpolation, arc interpolation, etc. In its mechanical aspect, I use ball screw, linear guide rail and stepping motor. In the aspect of control, motion controller plus PLC control mode is adopted. At the same time, NC motion controller has teaching function. It can complete the welding of some nonstandard parts. Each teaching is an opportunity for selfupgrading of the welding machine, so that a welding machine can be used to process both standard and nonstandard or processed parts.
In order to control XY axis linkage mechanism and Z axis coordinated motion to complete the complete welding work, the emphasis is on the control of three axis motors. I use the motion controller in the CNC system as the main control system to realize the three axis linkage, and based on the linear interpolation and arc interpolation functions of the motion controller itself, together with the teaching function, can complete the enormous market. Most welding trajectories.
Key words: Numerical control device Welding torch clamping Mechanism Design of XY Workbench
绪论
1.1课题的目的和意义
随着中国改革开发的脚步不断前进，中国从一个落后的农业国也一步步的迈向强劲的工业大国，随着天眼望远镜，北斗卫星，神州飞船，一个又一个响亮的名字响彻世界之窗，中国标榜着什么叫中国创造，但这些傲人的成绩背后都是中国工人的汗水铸就而成，其中由潘际銮院士开创的中国焊接事业更是不可或缺的一环，就目前的制造方法中焊接也是尤为重要的，他大大便利的现在的生产制造业，大到天眼北斗，小到汽车都需要用到焊接，他是最实惠，最有效的连接金属的方法，可以说的上是和我们的生活息息相关，但是传统的焊接工业也面临着种种的问题，它虽然实惠有效，但也是十分危险的，焊接有可能会引发爆炸，火灾，触电，急性中毒，就更不提焊工尘肺，电光眼等令人闻风丧胆的职业病，这就导致现在年轻人越来越不愿意去从事焊接工作，同时，面对日益严重的扩张的工业化，机械自动化的要求，如果焊接质量能过得以提升那么对中国目前的现代化建设是十分重要的，如果单单只是依靠人去改变焊缝的位置是不太现实的，更不要提其效率是有多么的低下了，还有就是现在日益增长的人工费用和对焊接的要求原来越高，在这个科技爆炸的时代，日益增长的全面机械化，自动化需要，促使着人们不断的变革创新。如果我们可以使用使用数控机床来代替人手来完成焊接工作，那么不但能给生产带来极大的方便，而且也可以解决很多焊接中存在的因为经验不足而存在的问题，例如无法将焊缝转动到最佳的位置，这样一来就是变相的在提高焊接工艺的生产效率和生产质量，在成本方面，面对现在日益增长的人工费用，和专业的焊接机器人手臂的流水线的高昂价格来说，数控焊接机显的经济又实惠，实现真正的人机交互，解放了生产力，降低了劳动强度，同时也降低了对熟练工的依赖程度，也更加的安全，有利于工厂的直接管理。【1】
目录
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2国内外焊接机床的发展状况 2
第二章 总体方案设计 6
2.1总体方案设计 6
2.2工作台的基本设计 9
2.3对工作台的所承受的重量进行分析 10
2.4滚珠导轨副的选型和计算 10
2.5滚珠丝杠的设计和尺寸计算 14
2.6步进电机的选用 19
2.7联轴器的选择 21
第三章 结构介绍 23
3.1课题的部分结构介绍 23
第四章 工控部分 27
4.1控制要求 27
4.2数控系统的选择 27
4.3 PLC的选择 28
4.4 后期的改进和期望 29
结论 30
参考文献 31
致谢 32
小型数控焊接机的结构设计
Structure Design of Small NC Welding Machine
Abstract
With the development of reform and opening *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
up, mechanical automation is needed by all walks of life in the world. The common welding technology is becoming more and more unstable because it relies too much on skilled welders, and the danger of welding makes young people unwilling to engage in this industry. So I design a small numerical control welding device to carry out the traditional welding technology. Substitutes.
The small NC welding machine uses XY axis linkage structure to complete the plane motion of the welding platform, including linear interpolation, arc interpolation, etc. In its mechanical aspect, I use ball screw, linear guide rail and stepping motor. In the aspect of control, motion controller plus PLC control mode is adopted. At the same time, NC motion controller has teaching function. It can complete the welding of some nonstandard parts. Each teaching is an opportunity for selfupgrading of the welding machine, so that a welding machine can be used to process both standard and nonstandard or processed parts.
In order to control XY axis linkage mechanism and Z axis coordinated motion to complete the complete welding work, the emphasis is on the control of three axis motors. I use the motion controller in the CNC system as the main control system to realize the three axis linkage, and based on the linear interpolation and arc interpolation functions of the motion controller itself, together with the teaching function, can complete the enormous market. Most welding trajectories.
Key words: Numerical control device Welding torch clamping Mechanism Design of XY Workbench
绪论
1.1课题的目的和意义
随着中国改革开发的脚步不断前进，中国从一个落后的农业国也一步步的迈向强劲的工业大国，随着天眼望远镜，北斗卫星，神州飞船，一个又一个响亮的名字响彻世界之窗，中国标榜着什么叫中国创造，但这些傲人的成绩背后都是中国工人的汗水铸就而成，其中由潘际銮院士开创的中国焊接事业更是不可或缺的一环，就目前的制造方法中焊接也是尤为重要的，他大大便利的现在的生产制造业，大到天眼北斗，小到汽车都需要用到焊接，他是最实惠，最有效的连接金属的方法，可以说的上是和我们的生活息息相关，但是传统的焊接工业也面临着种种的问题，它虽然实惠有效，但也是十分危险的，焊接有可能会引发爆炸，火灾，触电，急性中毒，就更不提焊工尘肺，电光眼等令人闻风丧胆的职业病，这就导致现在年轻人越来越不愿意去从事焊接工作，同时，面对日益严重的扩张的工业化，机械自动化的要求，如果焊接质量能过得以提升那么对中国目前的现代化建设是十分重要的，如果单单只是依靠人去改变焊缝的位置是不太现实的，更不要提其效率是有多么的低下了，还有就是现在日益增长的人工费用和对焊接的要求原来越高，在这个科技爆炸的时代，日益增长的全面机械化，自动化需要，促使着人们不断的变革创新。如果我们可以使用使用数控机床来代替人手来完成焊接工作，那么不但能给生产带来极大的方便，而且也可以解决很多焊接中存在的因为经验不足而存在的问题，例如无法将焊缝转动到最佳的位置，这样一来就是变相的在提高焊接工艺的生产效率和生产质量，在成本方面，面对现在日益增长的人工费用，和专业的焊接机器人手臂的流水线的高昂价格来说，数控焊接机显的经济又实惠，实现真正的人机交互，解放了生产力，降低了劳动强度，同时也降低了对熟练工的依赖程度，也更加的安全，有利于工厂的直接管理。【1】
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