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1、重庆科技学院毕业设计（论文） 题 目 油缸缸底自动焊装设计 学 院 机械与动力工程学院 专业班级 机电09-01 学生姓名 学号 2009441165 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称 重庆科技学院本科生毕业设计 摘要2013年6月3日摘要随着社会的发展，生产水平不断的提高，机械手在通用机械、汽车行业、金属结构、航天工业及造船业都得到了应用。本次设计题目为油缸缸底自动焊装设计，机械手是三自由度悬挂一个焊枪进行作业。在机械结构方面，每一个方向都是由步进电机带动滚珠丝杆旋转，再有滚珠丝杆带动平台运动，从而实现焊枪直线上的运动。控制方面，PLC控制系统简单且准确有效，本次设计采用PLC控制实现
2、全自动焊接工艺，包括自动起弧、灭弧，检测起弧成功、起弧失败后自动重新起弧，匀速送丝，缸体转台速度控制等。步进电机是一种把电脉信号转换成相应的直线位移或角位移的机电执行元件，脉冲一个一个的输入，转子就一步一步地转动。关键字：焊接机械手 PLC 步进电机 起弧重庆科技学院本科生毕业设计 ABSTRACTABSTRACTWith the development of the society，the production level is the Constantly improving. Manipulator in general machinery, automobile industry, m
3、etal structure in the shipbuilding industry, aerospace industry and has been applied. This design topic for the oil cylinder bottom automatic welding design, three degrees of freedom manipulator is hanging a welding torch for homework. In terms of the mechanical structure, each one direction is by s
4、tepping motor drives the ball screw rotation, another ball screw driven platform movement, so as to realize the movement of welding torch on line. Control, PLC control system is simple and accurate and effective, this design USES the PLC control to realize automatic welding technology, including aut
5、omatic arc starting and arc extinguishing, detection after striking success, arcing failure automatic arc starting afresh, uniform wire, block turntable speed control, etc. Stepper motor is an electrical pulse signal into the corresponding linear displacement or angular displacement of the mechanica
6、l and electrical actuators, pulse input one by one, the rotor is step by step.Key words: Welding manipulator；PLC；Stepper motor重庆科技学院本科生毕业设计 目录目录摘要 ABSTRACT1 绪 论 11.1 国外发展的基本状况21.2 国内发展状况21.3 焊接机械手的意义31.4 CO2气体保护焊介绍 32 设计方案 102.1 总体方案 102.2 机械结构 102.3 电气控制 102.4 焊机的起弧和灭弧 113 计算说明 133.1 X轴传动机构的计算与校核（左
7、右）133.2 Y轴传动机构的计算与校核（前后）193.3 X轴传动机构的计算与校核（上下）244 电气控制（PLC控制）314.1控制要求 314.2控制方案 314.3限位开关的选择 314.4驱动器的选择与接线 314.5 PLC的I/O端口分配324.6 PLC梯形图335 结论 366 参考文献 377 致谢 38重庆科技学院本科生毕业设计 1 绪论1 绪 论焊接技术在现代工业中占据着十分重要的地位，许多行业都离不开焊接，然而焊接生产的工作环境却十分恶劣，焊接过程中产生的红外线（IFR）、氧化物和烟尘等长期危害着工人的身体健康，其次工人的劳动强度也很大。焊接机械手的出现，它改变了现代
8、工业，实现了生产自动化，提高了生产效率和产品的质量。焊接工艺由于加工工艺十分复杂，特别是焊机的起弧、灭弧比较困难，它直接关系到焊接的质量，所以长期以来焊接都是由具有丰富经验的工人来完成的，所以实现全自动焊接工艺是具有一定困难的。焊接机械手的运用使工人避免了高强度的体力劳动，工人的工作环境也得到了较大的改善，焊接质量也有了明显的提高，采用机械手焊接时它的参数（如焊接电流、电压、焊接速度和干伸长量等）对焊接质量起决定性作用，而我们焊接时，焊接每条焊缝的焊接参数基本一致，人为影响不大，对操作工人的技术要求也不高，因此焊接质量比较稳定，而人工手工焊接时，焊接速度、干伸长量等都会随人时刻变化，焊接质量也
9、各不相同，焊接机械手的工作效率也十分的高，若有需要，机械手可以24 小时不间断工作，无需休息，而手工焊接，工人因高强度劳动每焊接一段时间就需要休息。随着焊接技术的不断发展，采用机器人焊接，效率将提高得更加的明显。焊接机械手的运用，产品质量和生产效率都得到了较大的提升, 并且因为机械手是一种能适应产品迅速更新换代的柔性自动化设备, 所以, 它的应用大大缩短了新产品的换产周期, 从而提高了产品在市场上的竞争力。在当代工业技术革命中, 工业生产日趋向柔性自动化方向发展, 工业机器人技术已成为现代工业技术革命中的一个组成部分，许多国家都已将机器人技术列入高技术发展计划。焊接机器人正逐渐成为焊接过程自动
10、化的一个重要部分，是提高关键结构的焊接质量的重要的手段。焊接机器人的应用不仅提高了焊接质量和生产率，而且降低了工人的劳动强度，作业环境也得到改善。因此,设计一种自动化的机器人能够,加快工作效率,节约成本使企业更具竞争力。机器人在如今十分受发达国家重视，在许多领域都得到了广泛的应用。机器人的发展情况，在一定程度上显示了一个国家自动化水平的高低。机器人不仅仅可以代替人类做一些简单的工作，它在一定程度上还具有人不具有的优点的电子机械产品，现在的机器人具有快速的反应能力和适应能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，所以从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重
11、要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。随着社会的不断发展工业制造趋向于机器人的自动化代替人力的枯燥,危险的工作,板-管的人工焊接是相当乏味的,要在一块圆形平板中焊接数十个板管,单一反复的操作会降低工作效率,因此,就有必要设计改造,将其自动化。11.1 国外发展的基本状况机器人技术的发展，可以说是一个科学技术发展的综合性结果。自从世界上第一台工业机器人 UNIMATE 于 1959 年在美国诞生以来，机器人从只会简单的动作，向智能化方向发展，不但具有感知功能，而且具有独自判断、动作、记忆、安全保护等新功能，能适应外部不同工作对象和环境协调地工作，能完成更加复杂、高难度动作。国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：(1)工业机器人的科技技术不断提高，不断向高性能发展如高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修，但是它的价格却不断的下降；(2）机器人的机械不断趋于模块化、重构性强；(3)工业机器人用PLC作为控制系统，逐渐有统一的标准，并网络化；集成度越来越高，并且模块化，大大提高了系统的可靠性、准确性、并且容易操作和容易维护；(4)传感器在机器人中有越来越多的应用，如今传感器技术越来越发达，其作用也显得越来越重要。21.2 国内发展状况我国有组织有计划地发展机器人技术，从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下
