打浆机刀轴自动焊接控制系统的研制

发布时间：2017-09-19 00:44

  本文关键词：打浆机刀轴自动焊接控制系统的研制

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【摘要】：近年来，自动控制系统越来越成熟，被广泛的运用到了农机具的生产活动中。焊接工艺是农机制造过程中应用广泛但最重要的生产工艺之一，焊件质量的好坏对最终产品品质及性能具有非常重要甚至是决定性的影响。传统人工焊接效率低下、焊接质量不稳定，经常返工及焊接外观不好需增加打磨修补工序等问题，严重影响了整机生产效率和品质。打浆机刀轴是打浆机最核心的工作部件之一，在作业过程中承受复杂的交变重载，刀座在刀轴上呈复杂双线螺旋分布，故对焊接工艺及焊后质量要求极高，传统人工焊接在焊件质量与效率均较难满足打浆机刀轴的焊接要求。因此通过自动控制系统的改进，针对打浆机刀轴的特点，设计打浆机刀轴自动焊接控制系统，对于提高打浆机刀轴生产效率及提高焊件质量具有重要的现实意义。 本课题研究的打浆刀轴自动焊接装置是针对长春格瑞特农业装备科技有限公司在生产水田耙浆平地机（以下称为打浆机）过程中打浆机刀轴刀座的人工焊接工艺难以满足产品品质需求的现状而专门设计开发的一款可编程的机电气一体化的自动焊接装置。自动焊机克服了人工焊接效率低、焊接变形较大以及焊缝美观度差等问题，，提高了打浆刀轴生产效率和产品品质。 本自动焊接装置自动控制系统采用CNC（数控机床）及PLC（可编程控制器）控制系统控制，以南京大地公司的两轴计算机控制机床的控制系统为主电气系统设计的自动控制系统；采用PLC程序控制加上电磁阀等气动元件、直线导轨、传感器、行程开关等制成刀座的压紧和卸料装置；利用伺服电机、伺服行星减速机、同步带来驱动打浆刀轴旋转实现刀座径向的精确定位；利用伺服电机、伺服行星减速机、精密滚珠丝杠、直线导轨构成的Y轴驱动系统进行刀座轴向位置的自动精确定位。通过运行焊接程序，CNC控制伺服系统两轴联动实现刀座的双线螺旋分布的定位和满焊，并且优化了焊接程序，减少刀轴的焊接变形。自动焊接装备经加工、组装、调试后，目前已经投入正常生产，达到了预期的设计参数指标要求。
【关键词】：打浆机刀轴 自动焊接 自动控制系统 伺服系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究的背景和意义11-12
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究的目的及意义12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.2.3 焊接自动化技术发展趋势14-15
• 1.4 课题来源15
• 1.5 研究的主要内容15-17
• 第二章 自动焊接工艺的研究与分析17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 自动控制方式的选型17-18
• 2.3 打浆机刀轴刀座的焊接工艺18-23
• 2.3.1 焊件原材料选择及校核18-21
• 2.3.2 焊接材料及焊接处理方法21-23
• 2.4 人工焊接工艺优缺点分析23-25
• 2.5 刀轴自动焊接设计目标25-27
• 2.6 刀座自动焊总体方案确定27-31
• 第三章 传动系统设计31-55
• 3.1 引言31
• 3.2 传动系统的设计方案31-34
• 3.2.1 传动方式的确定31-33
• 3.2.2 机架的结构选型33
• 3.2.3 机架尺寸确定33-34
• 3.3 滚珠丝杠的选型设计34-35
• 3.3.1 滚珠丝杠的概述34
• 3.3.2 滚珠丝杠的选型34-35
• 3.4 减速电机选型35-43
• 3.4.1 减速电机概述35
• 3.4.2 减速电机选型计算35-43
• 3.5 同步带传动的设计43-53
• 3.6 气动送料系统的设计53-54
• 3.6.1 气动系统设计53-54
• 3.6.2 气动元件的选型54
• 3.7 本章小结54-55
• 第四章 控制系统设计55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 机电系统设计55-61
• 4.2.1 概要55-56
• 4.2.2 PLC 的选型设计56-58
• 4.2.3 接触器的选择58-59
• 4.2.4 电磁继电器的选择59-60
• 4.2.5 热继电器的选择60
• 4.2.6 断路器的选择60-61
• 4.2.7 其它电器元件的选择61
• 4.3 数控系统接线连接61-65
• 4.4 刀轴自动焊程序65-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第五章 自动控制系统的调试69-73
• 5.1 引言69
• 5.2 伺服系统的调试69-71
• 5.2.1 调试内容69-70
• 5.2.2 调试方法70
• 5.2.3 调试结果70-71
• 5.3 焊接程序调试71-72
• 5.3.1 调试目的71
• 5.3.2 调试方法71
• 5.3.3 调试时出现的问题71-72
• 5.4 调试结果72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 主要工作内容73
• 6.2 研究展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士学位期间发表论文、参加科研和获奖情况81-83
• 导师及作者简介83

【参考文献】

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本文编号：878532