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1、目 录摘要I 1 绪论1.1焊接技术的介绍 1.1.1焊接技术的发展背景 1.1.2焊接技术的发展前景 1.1.3立式轮焊机的设计目的1.2立式轮焊机的设计方案 1.2.1按键3 1.2.2立式轮焊机的工作过程3 1.2.3立式轮焊机的程序3 1.2.4显示4 1.2.5检测开关42硬件电路介绍52.1 PLC的选型52.289C51的存储器与寄存器72.3A/D转换器72.4传感器102.5显示器113机器设计结构143.1立式轮焊机适用范围143.1.1立式轮焊机工作原理143.1.2立式轮焊机主要技术参数及电流控制器初物试车参考值表3.1.3立式轮焊机的主要结构153.1.4立式轮焊机操
2、作面板153.2人机界面介绍163.2.1人机界面定义及工作原理3.2.2人机界面基本功能及选型3.2.3人机操作面板主画面及各部分功能3.3立式轮焊机操作顺序说明3.4故障分析及处理结论54参考文献56附录 原理图691.1立式轮焊机的介绍轮焊机是一种在汽车制造行业不可缺少的设备,发展非常快,而且立式轮焊机因使用方便更加得到大家的青睐,，立式轮焊机应用十分广泛，汽机车油箱、避震器、排风管、刹车蹄、汽车窗框、机车轮圈，散热片、喷药桶、不锈钢厨具、深水泵浦等等都需要各式各样金属轮焊机。1.1.1焊接技术的发展背景焊接学会三十周年纪念文集选登焊接过程的低成本自动化一背景,现状,问题,强调了设备投资
3、的经济效益问题.认为近十年来我国引进的不少机械化自动化的焊接设备和自行开发的一些行之有效的专用焊接设备,促进了我国焊接生产自动化进程指出了在实现焊接生产的低成本自动化技术改造中存在的一些亟待解决的问题,提出了解决这些问题的措施及建议，但焊接站构的用钢仍不足钢产量的30,这与世界平均数的5相比,差距仍很太.机槭产品中焊接结构比重大,使焊接技术成为直接影响产品声誉和经济效益的重要原因在市场竞争激烈的今天国内外焊接工佧者都在寻找提高焊接质量稳定性及降低生产过程成本的途径.前苏联曾作过调查,发现用电弧焊生产的焊接结构中,焊缝长度在1以下的占届以上，角焊缝约占7,而直线焊缝占7,直线加圆环形等规则形状焊
4、缝占85以上可见,焊接结构的焊缝太多是短而规则的几何形状的角焊缝,这为焊接过程机械化及自动化提供了一个非常好的条件.经验证明,机械化自动化是提高焊接结构产品质量生产效率及经济效益的必由之路.我国组织生产的方式与外国不尽榍同,对机械化自动化的要求亦有所不同外国的中小企业,已逐步转变为根据订单及时安排生产,产品立即交付用户减少库存时阍的方式.这些企业对焊接过程机械化自动化的焊接技术要求比较高,往往需要那些具有一定柔性的自动化焊接装备.我国工厂当前大多仍处亍批量生产的阶段,焊接机械化自动化的目的主要是提高产量,改善质量.对焊接过程的机械化自动化并不过多追求柔性,主要仍以专用焊接装备为主.上述这些具有
5、一定柔性的或专用.的焊接装备大多数都可以纳入低成本机”低成本自动化的含意什么是低成本自动化,目前国内外还没有一种明确而公认的说法或定义.为了促进我国焊接过程低成本自动化的发展,避免相互问的误解,低成本自动化宜有两方面的含意一技术方面及经济方面.从技术方面来看,组成一套能完成某种机械化或自动化焊接操作的设备,即可认为具有低成本自动亿的技术内容.焊接过程机械化和自动化的分界线,根据美国焊接学会9年的最新定义,在于是否需要操作者在焊接过程对设备的控制量进行调节.美国博士对机械化及自动化挥接给予一个更具体的划分.机器人近年来发展很快,智能水平和亵低成本自动化包括的技术内容焊接设备嚣机头鳓装耋小车+轨道
6、兜门架,回转台工件移动装置霎蓉警蒗轮架,启,停控制(继电器)控制装置程序控制()参数稳定,氨适应控铆(机械化系统攒机)跟踪传惑技术传感装置参数肯惑技术坡口形状尺寸传感渔涮技术机槭手具有三十以下可编程轴机器人具有四个以上可编程轴(示敢再现型)自动化系统弧焊过程的低成本机槭化,角动化焊接1993(1)寰2焊接蛙程机械化,自劝化分类衰方式基丰操作程序控制操作,焊枪相对焊接参数运动参数参数稳定自适应内容进丝动作工件移动程序控制程序控制控制拄制.自降机通焊接第一第二代第三代半自动械用化型编程焊接/运动编程(机器人).低成本自动化的经济方面含意是很难用具体的金额数字来表示.这就提出一个投资的效益问题工厂对
7、投资的效益并没有一个台理的计算方法,往往只是粗略地把生产过程降低物耗和工耗作为计算效益的傲据,这是不够的,还应考虑如下几方面的因素提高产品质量带来的效益(如声誉及销售量等)减少返修量的效益,增加产量在新增利润中的份额减少工伤,降低劳动强度,改善劳动环境的长远效益选用低技术级别操作工取代高级别熟练焊工的效益.提高投资的经济效益,最重要的是安排好生产计划,组织好生产流程,提高设备的利用率.设备只有在使用中才能回收其成本.对低成本自动化设备其有效工作时间与总劳动时间之比应在5以上.3我国的发展情况为了遣应国民经济发展的需要,从国外进的焊接设备数量激增,仅1985,1986年两年就高达1.2亿美元.其
8、中,关系到焊接过程机械化自动化的设备占72.近十年来,在焊接技术改造方面的总投资约15亿人民币.现在我们简单回顾近十年我国引进和自行设计制造的机械化自动化焊接装备的情况.我国电站锅炉厂在六五及七五期间,进行了广泛的焊接技术改造,引进了多种专用焊接设备.例如,水冷壁的光管+扁钢的焊接设备有龙门式4头埋弧焊机(德国)及12头上下双面脉冲焊机.但就其技术内容看,他们基本属于机械化焊接专机的范畴,因为只具有焊接系统及工件或焊头的移动机构,而没有跟踪或参数变化程序控制系统等.在自动化焊接设备方面,许多造船厂引进用于船体大台拢缝焊接的气电立焊设备,这种设备具有一维自动跟踪功能.一些化工机械厂及锅炉厂引进管
9、一管板全位置焊接装备和管子对接垒位置焊接装备,这些设备大多不能实现弧长自动调节,但具有焊接参数预置和按程序逐步改变参数以保证最佳焊接效果的功能.目前,焊接设备自动化水平最高的应数汽车厂和自行车厂引进的弧焊机器人系统,但这些机器人没有自动跟踪焊缝1.1.2焊接技机的发展前景随着市场竞争的日益加剧，适者生存，优胜劣汰将成为电焊机行业结构调整的必然趋势。有些电焊机企业在竞争中发展壮大，甚至发展成大集团；有些企业将面临破产，或被兼并、收购，从而退出电焊机行业。但无论是从目前电焊机产量构成比的发展趋势，还是从电焊机的技术发展方向上看，我国电焊机今后将向高效、节能、机电一体化和成套方面发展。1. 弧焊设备
10、弧焊设备是量大面广的焊接设备。弧焊设备从焊机自动化程度上分，有手工焊机、半自动焊机、自动化焊机、机器人焊机、智能化焊机；从电源性质上分，有交流焊机、直流焊机、交直流两用弧焊机；从控制方式上分，有晶闸管焊机、IGBT逆变焊机、数字式焊机、微机（单片）控制弧焊机；从使用方式上分，有焊条电弧焊机、气体保护焊机、埋弧焊机。a. 目前，在我国弧焊设备正在逐渐赶上和接近国际水平，我国弧焊设备生产品种多，产品齐全。电流从10多安到1250安、从书包大小到大型埋弧焊机、从手工操作到智能化焊接机器人都有生产；IGBT逆变和单片机控制技术在弧焊设备中普遍应用，并制成较为通用的控制器，但晶闸管焊机仍然具有稳定的市场
11、；CO2焊机、MIG焊机更多的采用一脉一滴的精确控制技术，使焊接飞溅更少，焊缝成形更加美观，焊接质量得到提高；数字式焊机的研制受到很多科研院所、大型企业的重视，并得到更多生产厂家的认知和欢迎；专家系统、智能化焊机、焊接质量监控与跟踪系统（如弧长跟踪，焊缝摆动装置，机械、光学、电子式焊缝跟踪等）的研究更加深入，应用越来越普遍；弧焊机器人在自动化生产、困难及有危害性生产环境中扮演着更加重要的角色；在弧焊设备的研制过程中，环保意识逐渐加强，软开关技术、焊接设备的电磁兼容性、无铅化生产、高频防护、防触电装置受到许多研究者、厂商、使用者的重视；绝大部分焊接生产厂家通过了ISO9000质量体系及3C强制性
12、产品认证，加强内部管理、提高产品质量、树立品牌意识、提高市场竞争力已成为广大焊接设备生产厂家的自觉行动。b. 由于我国电焊机生产企业多，尤其是弧焊机生产厂家更是大大小小，遍布各地，焊机技术和质量水平不整齐，一些技术水平低、适应性较差、质量不稳定、参数波动范围较宽的弧焊机仍有一定市场，这就需要生产厂家、用户、质量检测与监督部门共同努力，提高我国弧焊机生产的整体水平。同时，应加强高质量、轻型灵巧的自动化双丝焊接设备研制，特别是双丝气保护焊机推广应用，这种设备虽已有企业在生产，但数量仍很缺乏，很有推广价值，特别是应用在堆焊方面会有更好发展前景。c. 内燃动力电焊机用于野外无电区施焊。国内如重庆运达机
13、电设备制造有限公司、重庆凯达电焊设备厂、成都皮克电源有限公司、成都熊谷电器工业有限公司等研发的此类焊机，已形成野外焊接工作站、自驱动弧焊机、自驱动多功能弧焊机及稀土永磁发电机组等系列产品，主要用于砼电线杆接头、铁轨、辙岔、油管、气管的焊接，并外销售、转销到到美国和欧洲各国焊机能满足下向焊工艺要求，采用IGBT变频技术，实现平、降两种外特性。功能的选择输出，能在全电压或全电流的调节区内得到满意的动特性，实现药芯焊丝半自动焊和纤维素焊条下向焊。四轮驱动已在焊机上得到应用，既可车载，也能在短距离工位移动时，通过遥控，焊机近距离平稳自动行走，适合公路、山道、旱田、沙地等路面条件。2. 激光焊近年来，我
14、国在大功率激光的研制方面取得了巨大的成果，所研制的激光器功率已达到并超过了万瓦级，形成了激光焊接、切割、打孔、表面处理、合金化、熔覆、快速成型制造、直接成型、光刻等十几种应用工艺，在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁道、船舶等工业领域广泛应用。一些著名高校、院所激光焊接及切割设备及工艺研究力量不断加强，如，北京工业大学激光工程研究院、上海交通大学闵行新校区激光制造实验楼、华中科技大学激光技术国家重点实验室、武汉楚天激光集团等。由于我国对激光光束质量的研究不够深入，在实际应用方面与国际先进水平相比存在很大差距。大功率激光焊接切割设备、激光电弧复合焊设备的研究和应用基本停留在实验室阶段，使得目前
15、用于激光制造的大功率激光器只能依赖进口。未来5年，我国应加强激光焊机研究。大功率CO2 、YAG激光焊接切割设备、激光电弧复合焊设备的研究是重要的发展方向，这些先进技术设备是我国生产实际中急需的设备。扩大其在军事、航空航天、汽车制造、舰船等领域的应用，部分替代进口产品和传统焊接工艺（电阻点/缝焊、弧焊）。未来15年，在嫁接引进国外激光焊接切割关键技术及设备的基础上实现跨越式的发展，能够有我们自己研制的大功率激光焊接切割用于生产线中，更多焊接设备生产厂家研发成熟的激光电弧复合焊设备，此技术和设备已被更多的生产厂认可和采用，并盼望其成本更低，应用更广泛。1.1.3立式轮焊机的设计目的目前轮焊机机市
16、场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗轮焊机的要求也越来越高，目前的轮焊机机主要对焊接的效率和焊接的工艺有较高的要求，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更高效、功能更全面、更人性化的轮焊机。大多轮焊机的厂家都注重各自品牌的轮焊机的特长，突出一两个与别的轮焊机不同的个性化的功能，轮焊机的各项功能是由PLC控制实现的，PLC稳定好，控制功能灵活，因此，设计出基于PLC的轮焊机的自动化设备控制电路系统具有很强的实用性。1.2立式轮焊机的设计方案本系统实现了对立式轮焊机整个工作过程的控制，包括用户参数输入、焊接电流、焊
