翅片管暖气管板数控焊接专机的研制

发布时间：2017-09-22 01:17

  本文关键词：翅片管暖气管板数控焊接专机的研制

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【摘要】：本课题是为了制作一种翅片管暖气自动焊接专机进行的研究。翅片暖气的焊接包括:水盒-丝头的焊接与管-板焊接两个部分,本课题主要针对机械结构的设计和电气控制系统进行设计。暖气管板数控焊接专机采用了二氧化碳气体保护焊焊接方法,其焊接速度为280-400mm/min。翅片暖气管板数控焊接专机的机械结构设计包括焊接专机整体框架设计、三维轨迹运动系统设计、工装夹具设计等。其设计涉及到十字滑台、管板夹具工装、丝头夹具工装、焊枪夹具工装、气缸、电动机、滚珠螺杆等的设计以及定位。设计中还涉及到了焊枪的安装固定,焊接枪体夹具的设计、安装,使焊枪姿态方便调整,易于实现焊枪与焊缝的对位。同时还给出了工件的定位和工装结构、设备整体框架的设计方案。设计的十字滑台实物与控制系统组成了运动机构,实现了焊枪的三维运动。在电气控制系统的设计中,采用了两种可编程控制器,分别为西门子系列的CPU226H和XL12-30三轴数控控制系统,选取步进电机驱动器、电磁阀、继电器等元件完成对步进电机、气动夹具、焊机等的控制。基于焊接工艺的要求,需要对焊接速度进行控制。在暖气管板数控焊接专机中使用电感式接近开关控制焊枪的行程。焊接启停的控制是通过控制继电器的通断电实现的。在XL12-30三轴数控控制系统中,使用了直线插补、顺圆插补、逆圆插补等方法,编制了管板环焊缝、丝头环焊缝焊接程序。控制系统以Trust CTSC-200系列CPU226H为核心,以TD200为人机界面,形成了焊枪的三轴自动控制系统。CPU226H控制器有四个输出点能够输出高速脉冲,驱动器驱动步进电机,使焊枪实现焊枪三维轨迹运动,实现了自动焊接过程。以CPU226H为基础,完成了示教编程的设计,调试运行表明:该焊接专机控制系统满足了翅片暖气管板焊接的要求,为翅片暖气管板焊接提供了一种新设备。如果更换工装,该专机还可满足更多自动焊接领域的需求。
【关键词】：翅片暖气 焊接专机 焊接工装 示教系统
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 本课题的研究意义10-11
• 1.2 焊接的概述11-12
• 1.3 焊接技术发展概况12-13
• 1.4 焊接机器人的发展现状13-14
• 1.5 焊接专机14-15
• 1.6 课题的难点和设想15-16
• 第2章 焊接专机的总体设计16-18
• 2.1 课题的主要工作内容16
• 2.2 焊接设备及工艺16
• 2.3 XL12-30数控系统介绍16-17
• 2.4 Trust PLC CTSC-200系列CPU266H介绍17-18
• 第3章 焊接专机的机械设计18-34
• 3.1 焊接专机总体设计思想19
• 3.2 三维运动轨迹的机械设计19-26
• 3.2.1 滑台结构设计19-21
• 3.2.2 丝杠的选择与校核21-23
• 3.2.3 联轴器的选择23-24
• 3.2.4 计算转矩24
• 3.2.5 计算与选择步进电机24-25
• 3.2.6 轴承的选择25-26
• 3.3 暖气管板焊接工装设计26-29
• 3.4 暖气片丝头工装设计29-30
• 3.5 焊接专机的其他工装设计30-34
• 3.5.1 焊枪夹具结构设计30-32
• 3.5.2 气动夹具工装32-33
• 3.5.3 限位开关工装设计33-34
• 第4章 焊接专机的控制系统设计34-57
• 4.1 控制系统设计思路及方案34-35
• 4.1.1 工作过程分析34-35
• 4.1.2 控制系统的设计目标35
• 4.2 元件的选择35-36
• 4.2.1 步进电机选择35-36
• 4.2.2 步进电机驱动器的选择36
• 4.3 焊接专机工作原理36
• 4.4 XL12-30数控系统设计36-38
• 4.4.1 系统参数36-37
• 4.4.2 电子齿轮的设定37
• 4.4.3 I/O设置37-38
• 4.5 XL12-30数控系统硬件设计38-41
• 4.5.1 元件布置图39-40
• 4.5.2 焊接专机工作时序40-41
• 4.6 XL12-30程序设计41-45
• 4.6.1 XL12-30程序源代码44-45
• 4.7 Trust PLC CTSC-200系列CPU226H的控制系统设计45-46
• 4.7.1 CPU226H常规特性45
• 4.7.2 I/O特性45-46
• 4.8 CPU226H的控制系统硬件设计46-48
• 4.8.1 元件布置47
• 4.8.2 输入和输出47-48
• 4.9 CPU226H程序设计48-57
• 4.9.1 PLC程序源代码52-57
• 第5章 示教编程设计57-59
• 5.1 示教编程的设计思想57
• 5.2 示教编程程序设计57-59
• 第6章 结论59-60
• 参考文献60-63
• 附录A 图纸63-81
• 附录B 程序源代码81-93
• 在学研究成果93-94
• 致谢94

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1 王凯;翅片管暖气管板数控焊接专机的研制[D];沈阳工业大学;2016年

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