下支架自动焊接机械设计(附件)
本课题来源于某生产小型搅拌机的企业，该企业原先是通过人工操作来完成焊接，为了稳定和提高焊接质量；提高劳动生产率；改善工人劳动强度，该企业希望用自动焊接流水线来完成产品的焊接，本课题要求设计其中的1个零件——下支架的自动焊接设备。根据下支架焊接部位的不同，其工作台采用两个夹具台，然后针对不同工作平台设计相应的自动焊接机械装置。完成设计后的自动焊接设备刚度高、能实现自动焊接。整体拆装维修方便，能够满足该企业的要求。关键词 下支架，自动焊接，夹具目 录
1 引言.................................1
1.1 课题研究背景和意义..1
1.2 自动焊接设备的国内发展现状..1
1.3 自动焊接设备的研究成果..2
1.4 本课题研究内容..4
1.5 解决的主要问题..4
1.6 研究手段..5
2 焊接工装设计.5
2.1 下支架的结构..6
2.2 焊接工艺..7
2.3 焊接工件的定位原理及定位器设计..8
2.4 气动装置.....11
3 自动焊接装置的设计....12
3.1 自动焊接工作原理.....12
3.2自动焊接的方案设计......12
3.3通用装置的选用......12
3.3.1 电动机的选型...12
3.3.2 导轨的选型......14
3.3.3 丝杠滑台的选型......15
3.3.4 电动旋转台的选型......15
3.4 执行机构结构设计图.....16
4 焊枪及焊枪夹持器的结构设计....18
5 自动焊接设备组合设计....18
结论....23
致谢....24
1 引言
1.1 课题研究背景和意义
近几十年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
18
5 自动焊接设备组合设计....18
结论....23
致谢....24
1 引言
1.1 课题研究背景和意义
近几十年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。过去的焊接技术长期停留在人工手动的焊锡机上，使用的热源温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接。并且由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。虽然工程机械焊接结构形式复杂，焊缝形式多样，对焊接工艺的要求相对较高，但在科技日益发达的今天，自动焊接机械在各个行业得到广泛发展。因此，自动焊接设备成为工程机械制造行业的必要装备，具有很强的应用优势，主要有以下优点：
提高和稳定焊接质量；
（2）改善工人劳动强度，可在有害环境工作；
（3）提高劳动生产率；
（4）降低了对工人操作的技术要求；
（5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应设备投资。
1.2 自动焊接设备的国内发展现状
近些年来，我国焊接装备的制造行业有了长足的进步。焊接装备的成套性，自动化程度，整体质量和制造精度明显提高，其应用范围正逐步扩大，尤其是我国制定了拉动内需的政策以后，为焊接设备制造业的发展加速了进程。尽管在我国，焊接设备的年总产值不足5亿元，但对我国焊接结构行业的技术，其进步却起着举足轻重的作用。可以预计，今后10年内，随着世界制造业中心逐步向中国转移，我国的传统制造业必将按照现代化的标准加快技术的改造。大量采用高度自动化的加工设备和焊接设备是工业现代化的必然趋势，并将促使我国焊接装备制造业发生根本性的变革。[1]
机械焊接的自动化符合我国机械焊接行业的发展需求，主要体现在下列几个方面：
（1）焊接工艺特别是弧焊在我国制造加工的行业也被认为是对工作者们有害的工种。由于在手工完成焊接工作时，弧焊作业产生的高温辐射和弧光会对人体造成影 响，同时焊接工作劳动强度高，容易使工作者感受到疲劳，无法长时间的进行高强度的连续工作。
（2）从成本的层面上来说，自动化焊接装备有着更佳的使用效率，在人力资源成本逐步高涨的今天，能够有效地缓解并减轻生产企业在人力资源成本投入上的压力。[2]
（3）随着通过用焊接技术加工制造后的产品向重型化、精密化的方向发展，机械生产中对焊接工艺的焊接质量和技术含量的要求也更为严格，传统的手工焊接操作逐步无法满足现实的生产需求。[3]此外，手工操作效率不高，并且焊接质量的稳定性欠佳，也经常出现无法按期完成定期的生产任务或是无法保障产品应有的质量的情况。
（4）随着机械加工和制造行业全球化趋势的到来，焊接装备和焊接工艺的好坏也直接决定了企业核心竞争力的强弱。
1.3 自动焊接设备的研究成果
焊接自动化设备随着产品种类的增多及对产品质量要求的不断提高，对焊接工艺要求起来越高，所以许多原来有人工焊接的产品对焊接自动化设备的需求及要求也越来越多。
自动焊接设备分为专用自动焊接设备和焊接机器人。
图1 自动焊接设备
(1) 自动化焊接设备的构成(见图1)
1） 焊接电源，其输出功率和焊接特性应与拟用的焊接工艺方法相匹配，并装有 与主控制器相连接的接口。
2） 送丝机及其控制与调速系统，对于送丝速度控制精度要求较高送丝机，其控制电路应加测速反馈。
3） 焊件移动或变位机构，如焊接滚轮架，头尾架翻转机，回转平台和变位机等，精密型的移动变位机构应配伺服电动机驱动。
4） 焊接机头用其移动机构，其由焊接机头，焊接机头支承架，悬挂式拖板等组成，地于精密型焊头机构，其驱动系统应采用装有编码器的伺服电动机。 [4]
5） 焊件夹紧机构。
6） 主控制器，亦称系统控制器，主要用于各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定，调整和显示。必要时可扩展故障诊断和人机对话等控制功能。[5]
7） 计算机软件，焊接设备中常用的计算机软件有：编程软件，功能软件，工艺方法软件和专家系统等。
8） 焊头导向或跟踪机构，弧压自动控制器，焊枪横摆器和监控系统。
9） 辅助装置，如送丝系统，循环水冷系统、焊剂回收
1 引言.................................1
1.1 课题研究背景和意义..1
1.2 自动焊接设备的国内发展现状..1
1.3 自动焊接设备的研究成果..2
1.4 本课题研究内容..4
1.5 解决的主要问题..4
1.6 研究手段..5
2 焊接工装设计.5
2.1 下支架的结构..6
2.2 焊接工艺..7
2.3 焊接工件的定位原理及定位器设计..8
2.4 气动装置.....11
3 自动焊接装置的设计....12
3.1 自动焊接工作原理.....12
3.2自动焊接的方案设计......12
3.3通用装置的选用......12
3.3.1 电动机的选型...12
3.3.2 导轨的选型......14
3.3.3 丝杠滑台的选型......15
3.3.4 电动旋转台的选型......15
3.4 执行机构结构设计图.....16
4 焊枪及焊枪夹持器的结构设计....18
5 自动焊接设备组合设计....18
结论....23
致谢....24
1 引言
1.1 课题研究背景和意义
近几十年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
18
5 自动焊接设备组合设计....18
结论....23
致谢....24
1 引言
1.1 课题研究背景和意义
近几十年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。过去的焊接技术长期停留在人工手动的焊锡机上，使用的热源温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接。并且由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。虽然工程机械焊接结构形式复杂，焊缝形式多样，对焊接工艺的要求相对较高，但在科技日益发达的今天，自动焊接机械在各个行业得到广泛发展。因此，自动焊接设备成为工程机械制造行业的必要装备，具有很强的应用优势，主要有以下优点：
提高和稳定焊接质量；
（2）改善工人劳动强度，可在有害环境工作；
（3）提高劳动生产率；
（4）降低了对工人操作的技术要求；
（5）缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应设备投资。
1.2 自动焊接设备的国内发展现状
近些年来，我国焊接装备的制造行业有了长足的进步。焊接装备的成套性，自动化程度，整体质量和制造精度明显提高，其应用范围正逐步扩大，尤其是我国制定了拉动内需的政策以后，为焊接设备制造业的发展加速了进程。尽管在我国，焊接设备的年总产值不足5亿元，但对我国焊接结构行业的技术，其进步却起着举足轻重的作用。可以预计，今后10年内，随着世界制造业中心逐步向中国转移，我国的传统制造业必将按照现代化的标准加快技术的改造。大量采用高度自动化的加工设备和焊接设备是工业现代化的必然趋势，并将促使我国焊接装备制造业发生根本性的变革。[1]
机械焊接的自动化符合我国机械焊接行业的发展需求，主要体现在下列几个方面：
（1）焊接工艺特别是弧焊在我国制造加工的行业也被认为是对工作者们有害的工种。由于在手工完成焊接工作时，弧焊作业产生的高温辐射和弧光会对人体造成影 响，同时焊接工作劳动强度高，容易使工作者感受到疲劳，无法长时间的进行高强度的连续工作。
（2）从成本的层面上来说，自动化焊接装备有着更佳的使用效率，在人力资源成本逐步高涨的今天，能够有效地缓解并减轻生产企业在人力资源成本投入上的压力。[2]
（3）随着通过用焊接技术加工制造后的产品向重型化、精密化的方向发展，机械生产中对焊接工艺的焊接质量和技术含量的要求也更为严格，传统的手工焊接操作逐步无法满足现实的生产需求。[3]此外，手工操作效率不高，并且焊接质量的稳定性欠佳，也经常出现无法按期完成定期的生产任务或是无法保障产品应有的质量的情况。
（4）随着机械加工和制造行业全球化趋势的到来，焊接装备和焊接工艺的好坏也直接决定了企业核心竞争力的强弱。
1.3 自动焊接设备的研究成果
焊接自动化设备随着产品种类的增多及对产品质量要求的不断提高，对焊接工艺要求起来越高，所以许多原来有人工焊接的产品对焊接自动化设备的需求及要求也越来越多。
自动焊接设备分为专用自动焊接设备和焊接机器人。
图1 自动焊接设备
(1) 自动化焊接设备的构成(见图1)
1） 焊接电源，其输出功率和焊接特性应与拟用的焊接工艺方法相匹配，并装有 与主控制器相连接的接口。
2） 送丝机及其控制与调速系统，对于送丝速度控制精度要求较高送丝机，其控制电路应加测速反馈。
3） 焊件移动或变位机构，如焊接滚轮架，头尾架翻转机，回转平台和变位机等，精密型的移动变位机构应配伺服电动机驱动。
4） 焊接机头用其移动机构，其由焊接机头，焊接机头支承架，悬挂式拖板等组成，地于精密型焊头机构，其驱动系统应采用装有编码器的伺服电动机。 [4]
5） 焊件夹紧机构。
6） 主控制器，亦称系统控制器，主要用于各组成部分的联动控制，焊接程序的控制，主要焊接参数的设定，调整和显示。必要时可扩展故障诊断和人机对话等控制功能。[5]
7） 计算机软件，焊接设备中常用的计算机软件有：编程软件，功能软件，工艺方法软件和专家系统等。
8） 焊头导向或跟踪机构，弧压自动控制器，焊枪横摆器和监控系统。
9） 辅助装置，如送丝系统，循环水冷系统、焊剂回收
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