焊机焊缝跟踪装置的结构设计-控制设计【6张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

目录

摘要1

Abstract2

第一章  绪  论3

第一节  焊缝跟踪装置研究的现实意义3

第二节 国内外研究动态3

第二章 电动机的选择5

第一节 电动机型号的选择5

第二节 步进电机的工作原理5

第三节 步进电机的详细参数6

第三章  焊接小车的结构设计7

第一节 小车的工作原理7

第二节 涡轮蜗杆减速器的设计计算8

第三节 传动齿轮的设计计算13

第四节  小车车厢及其他零件的设计16

第四章 单片机控制系统19

第一节 硬件系统配置装置19

第二节 传感器线路19

第三节 CDD及其驱动电路21

第四节 步进电机驱动电路22

第五章 总结与展望23

第一节 总结23

第二节 展望23

附录1：英文资料24

附录2：英文资料翻译29

焊机焊缝跟踪装置结构及控制系统设计

摘要:长直轨道焊接在工业焊接技术中的十分常见，但是焊接小车在焊接系统中是不可缺少的设备，其启动性能如何和运行速度是不是平稳直接影响到焊接质量。

本文设计的是一台应用于实际焊接场所的基于单片机控制的焊接小车，此设备主要应用于长直轨道的焊接场所中。该焊接系统采用了单片机和外部硬件电路相结合的控制方式，当中单片机是该系统的控制核心，系统首先通过控制电路输出模拟信号，然后经模数转换器将其转换为数字信号，数字信号接到单片机相应的接口，通过编程对整个系统进行控制，电机前安排了驱动电路，作用于驱动步进电机，电机经过减速器把转矩输送到小车的轮轴上。

在焊接自动化系统中，焊接小车速度的控制直接影响着焊件的焊接质量，本系统对焊接速度的控制十分精确，十分精确地解决了这个问题。本文提出的采用单片机控制步进电机的方案，可依据设计需要，通过控制电路的三个相应开关实现对焊接小车的转速、正反转、停止及启动等工作状态进行控制，具有实时性以及交互性的特点，从而提高了焊接生产效率。

关键词：焊接小车，单片机控制系统，步进电动机

Abstract:Long straight track in the welding industry in welding technology are very common, and welding car in the welding system is essential equipment, how to start performance, speed direct impact on whether a smooth welding quality.

   This paper is designed for a welding places based on the actual control of the microcontroller welding car, the device used in the track's long straight welding in place. The welding system uses a single chip and external hardware circuit combination of control, of which SCM is the core of the control system, the system first of all by controlling the circuit output analog signals, then the ADC will convert them to digital signal , The digital signal from the corresponding MCU interface, through the programming of the whole system of control, pre-arranged a motor drive circuit, used to drive stepper motor, motor reducer, as the torque transmitted to the car's axle On.

     Welding Automation System, welding car speed control direct impact on the welding of the welding quality of the welding speed of the system of control is very accurate, very good solution to this problem. The proposed use of SCM stepper motor control programmes, as required, from the three corresponding control circuit switching to achieve the speed of the car welding, positive and stop and start the work, such as state control, with real-time and Interactive features, improved welding productivity.

Key words: Welding car，SCM Control System，Stepper motor

第一章  绪  论

 一、焊缝跟踪装置研究的现实意义

依照国家统计局发布的《2012年国民经济和社会发展统计公报》，我国2012年粗钢产量为7.2 亿吨，按照我国焊接用钢量为30%的比率计算,焊接结构的钢材量接近2.7 亿吨。在工业发达国家，焊接用钢量基本达到其钢材总量59%-69%。专家预测，我国可能在今后的5到10年时间内达到60%的水平，这就形成了对焊接生产效率和劳动力的可观需求。

焊接生产效率的需求急需提高焊接过程的自动化和智能化水平，焊接也是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作，虽然这样，目前我国的焊接加工基本上停留在手工、半自动焊接和有轨道的机械化生产的水平。依照相关资料，按熔敷金属计算，2002年我国焊接机械化、自动化率仅仅才能达到40%，而世界工业发达国家一般都在60%多以上，由此可知我国的焊接生产总体上说自动化和智能化水平比较低，跟欧美、日本等一些发达国家相比存在较大差距。

通过焊接技术的发展来看，焊接自动化、机器人化以及智能化已成为一种趋势。在市场竞争日益激烈的今天，依靠手工焊接不能够满足焊接质量和生产规模的要求，研究和发展焊接过程的自动化方面特别是具有先进技术、低成本的自动化焊接从而获得比手工焊更高质量的焊缝，因此提高生产效率，改善劳动条件是现代焊接技术发展的方向。

 手工焊接场合主要依靠人的眼睛和手的配合来跟踪焊缝，但是自动焊接的场合就需要解决焊接熔池（或电弧）一直对准待焊焊缝的问题。由此可见，随着现代生产焊接的自动化程度越来越高和机器人焊接技术的发展，对焊缝的自动跟踪技术的需求也越来越迫切，这主要表现在三个方面。第一该技术可以提高焊缝质量，第二它可以改善焊接工人工作条件，第三焊缝自动跟踪技术能够提高生产效率。