焊接自动化课程设计--船体厚板高效气电立焊

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1、焊接自动化说明书《船体厚板高效气电立焊》学院材料科学与工程专业材料成型及控制工程年级2010姓名邬栋权庞杰王飞翔滕金虎尹金鸽张中奇2013年6月28日20目录一．设计背景………………………………………………………………………3二．自动化系统综述……………………………………………………………..3三．研究思路及分工…………………………………………………………..3-4四．机械设计和图形绘制…………………………………………………….4-5五．电机选择及参数设定…………………………………………………….6-7六．传感器选择与应用………

2、……………………………………………….8-10七．PLC程序控制………………………………………………………………………………….10-14八．焊接工艺，参数…………………………………………………………………………………….15-19九．焊机选择………………………………………………………………………………………………..19-20参考文献………………………………………………………………………….2020一．设计背景随着我国船舶制造领域步伐的加快，大型分段焊接合拢工程也随之增加，厚板垂直焊缝采用EGW（气电焊）技术代替传统的人工焊接

3、，在质量提高的同时，生产效率提高了十几倍。在一般条件下，气电立焊单面焊厚度一般在25mm以下，带摆动时可焊接到35mm左右，厚板立缝一次成形是焊接技术的难题。双面焊可焊接厚板55mm以下，但是焊接效率降低。针对NVD36型50mm以上船板焊接的自动化，我们小组设计了高效气电立焊设备，采用CO2气保护药芯焊丝电弧焊，，以实现NVD36级50mm厚板立缝的多层多道焊接成形技术，并提出了相关厚板的焊接工艺试验参数。二．自动化系统综述三．研究思路及分工根据我们的立题和实际情况，我们把具体工作分为一下几方面展开：1.设备整体构造分析，机械

4、结构设计:比如，自由度，关节数，各部位20之间的协调，可行性稳定性。绘制三维图。（邬栋权）2.电机选择及参数设定。（庞杰）3.传感器选择与应用。（滕金虎）4.PLC程序控制流程图设计，梯形图（尹金鸽）5.焊接工艺，参数（要有分析和具体参数）：焊接方法，过渡形式，坡口选择，焊接电源，电流电压，送丝速度，送气流量，焊丝选择，焊接速度。（王飞翔）6.焊机选择（张中奇）四．机械设计和图形绘制实现立焊需要考虑的机构一般有机架式和攀升小车式，在常见的小车式基础上我又对其做了改进。主要是将焊枪操纵臂改为了更为方便的工业机械臂。20焊接机械臂由

5、大臂，连接件，套筒，小臂，焊枪组成。包含4个关节，4个自由度。实现焊枪位置的方便调节。而且机械臂本身的刚度和承载能力足以支撑起焊枪的运动、焊接过程的进行。而且可以更方便调节焊接姿势和焊接位置。尺寸大小见立体图。焊接机臂竖直方向运动通过链接机械臂的车体的运动实现。车体与导轨之间通过齿轮齿条啮合运动。然后靠传感器的定位完成焊接过程。轨道长2m，对于超高的焊件，可以焊完一道焊接，再将焊机整体通过磁铁吸附到焊件上继续焊接。20五．电机选择及参数设定在电机驱动方面，机器人手臂的功能和应用决定了其驱动电路要求体积小、重量轻、控制功能复杂、精

6、度高、工作可靠耐用。关节电机通常采用中小功率的电动机，如直流电动机、无刷直流电动机、步进电动机等。我们设计的焊接小车的手臂有四个关节，各关节（即各轴）的运动，最终都归结为相应各轴的驱动电动机的转动，每个关节需要一个电动机。根据相关文献及实际应用实例，在此选择Maxon公司的EC-MAX系列大功率直流无刷电动机作为关节驱动，并配有光电编码器。maxon无刷电机型号EC-max3040Wat/参数：额定电压24V空载转速9270rpm空载电流112mA额定转速7210rpm额定转矩34.3mNm额定电流1.5A焊机中的送丝电机15K

7、G送丝机-ARR2420产品说明：产品性能额定电压额定电流功率送丝速度焊丝直径送丝槽形VAWm/minmmV243.5702-180.8-1.2送丝电动机调速系统：小车由控制电路发出信号控制直流伺服电机，直流伺服电机调速方便，反应速度快。可实现无级变速，能保证小车精确位置移动。事实上，我们选用了林肯二氧化碳焊机POWERPLUS650HD而送丝电动机和驱动小车上下移动的直流伺服电机都已配套。20六．传感器选择与应用船体厚板立焊传感器的使用:1、增量编码器的使用2、红外光电开关传感器的使用3、电弧接近传感器的使用增量编码器为实现焊

8、接小车的速度控制以及焊接小车的自动停止，采用增量编码器进行控制。选用增量编码器型号：上海齐屹机电设备有限公司1024PPR小型增量编码器ROTARYENCODER基本尺寸：25/28/30mm外径。采用连轴器与齿轮轴相连，与齿轮轴一起转动。该系列编码器每转动一周