智能化深孔焊接系统的设计与研究

发布时间：2023-05-07 01:08

　　智能化焊接技术是智能制造业的重要组成部分,其技术水平的提高能极大地促进焊接工业的发展。国内外研发的智能化焊接系统普遍存在适应范围小,造价昂贵的特点,无法适应深孔自动化焊接过程的需要,目前已采用的悬臂式焊接方式,又容易造成焊枪支撑头倾斜,触碰管道内壁造成歪焊、断焊等问题,极大地影响了焊接管道件的焊接质量和修复效率。针对以上情况,本文提出了一种智能化深孔焊接系统,通过对该系统机械和电控部分的联合设计,来解决上述难题,本文主要研究内容如下:(1)对本系统中的机械部分三脚架支撑机构、丝杠传动机构、旋转机构和焊接输送机构进行了合理的计算,完成了整体结构的设计;(2)对极限缸径下的三脚架支撑机构进行了 ANSYS Workbench静力学分析,验证了力学结构的可靠性,对焊接过程中深孔管道件的温度场、应力场进行了瞬态热力学仿真分析,确定了最佳的焊接时机和焊丝与深孔焊接件融合及冷却的规律,对焊接过程提供指导依据;(3)对本系统中的电控部分进行整体的控制方案和运行流程的分析,完成了电控驱动软元件的选型,PLC控制系统设计和MCGS界面设计,完成了硬件线路的连接和优化设计;(4)完成了物理样机的搭建与试验...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外智能化焊接机构研究现状
        1.2.2 国内智能化焊接机构研究现状
    1.3 研究内容及研究意义
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究意义
    1.4 本章小结
2 智能化深孔焊接系统的结构设计
    2.1 深孔焊接机构设计要求与原理
        2.1.1 深孔焊接机构设计要求
        2.1.2 深孔焊接系统机构原理
    2.2 深孔焊接系统整体机构设计
    2.3 深孔焊接系统主体结构设计
        2.3.1 三脚架支撑机构的设计
        2.3.2 丝杠传动机构设计
        2.3.3 旋转机构设计
        2.3.4 焊接输送机构设计
    2.4 本章小结
3 基于ANSYS Workbench的深孔焊接系统分析与优化
    3.1 ANSYS Workbench简介
    3.2 基于ANSYS Workbench的三脚架支撑机构静力学分析
        3.2.1 三脚架支撑机构的静力学分析
        3.2.2 模拟参数设置
        3.2.3 静力学过程分析
        3.2.4 静力学仿真结果与分析
    3.3 基于ANSYS Workbench的深孔焊接系统焊接温度场分析
        3.3.1 深孔焊接件的温度场分析
        3.3.2 温度场模型的建立与简化
        3.3.3 温度场过程分析
        3.3.4 温度场仿真结果与分析
    3.4 基于ANSYS Workbench的深孔焊接系统焊接应力场分析
        3.4.1 深孔焊接管道件的应力场分析
        3.4.2 材料属性设置
        3.4.3 应力场仿真结果与分析
    3.5 本章小结
4 智能化深孔焊接系统的电控设计与分析
    4.1 深孔焊接控制系统功能要求
    4.2 深孔焊接主体控制方案
    4.3 深孔焊接系统驱动软元件的选型
        4.3.1 MCGS与PLC的选择
        4.3.2 光敏电阻传感器的选择
        4.3.3 步进电机的选择
    4.4 深孔焊接系统PLC控制系统设计
        4.4.1 PLC的简介
        4.4.2 深孔焊接系统PLC编程设计
    4.5 深孔焊接系统MCGS主屏监控界面设计
        4.5.1 MCGS的简介
        4.5.2 深孔焊接系统MCGS界面设计
    4.6 本章小结
5 样机搭建与试验
    5.1 深孔焊接系统模型搭建
    5.2 深孔焊接系统试验过程
    5.3 深孔焊接系统试验结论
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3809949