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1、xx 科技学院毕业设计（论文）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 学生姓名 学号 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称 2013 年 6 月 3 日学生毕业设计（论文）原创性声明学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确
2、的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日xx 科技学院本科生毕业设计 摘要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
3、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xx 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, metal structure in the shipbuilding industry, aerospace industry and h
4、as 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 stepping motor drives the ball screw rotation, another ball screw drive
5、n 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 automatic arc starting and arc extinguishing, detection after striking su
6、ccess, 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 mechanical and electrical actuators, pulse input one by one, the rotor is step
7、by step.Key words: Welding manipulator；PLC；Stepper motorxx 科技学院本科生毕业设计 目录目录目录摘要 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（左右）133.2 Y 轴传动机构的计算与校核（前后）203.3 X 轴传动机构的计算与校核（上下）244 电气控制（PLC 控制）31
8、4.1 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33xx 科技学院本科生毕业设计 目录5 结论 376 参考文献 387 致谢 391 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
9、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
10、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化的一个重要部分，是提高关键结构xx 科技学院本科生毕业设计 1 绪论1的焊接质量的重要的手段。焊接机器人的
11、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
12、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xx 科技学院本科生毕业设计 1 绪论2我国有组织有计划地发展机器人技术，从
