1、1 焊接自动化说明书焊接自动化说明书 船体厚板高效气电立焊船体厚板高效气电立焊 学学 院院 材料科学与工程材料科学与工程 专专 业业 材料成型及控制工程材料成型及控制工程 年年 级级 2010 2013 年年 6 月月 28 日日 2 目目 录录 一一设计背景设计背景3 二二自动化系统综述自动化系统综述3 三三研究思路及分工研究思路及分工3-4 四四机械设计和图形绘制机械设计和图形绘制.4-5 五五电机选择及参数设定电机选择及参数设定.6-7 六六传感器选择与应用传感器选择与应用.8-10 七七PLC 程序控制程序控制 .10-14 八八 焊接工艺， 参数 焊接工艺， 参数.15-19 九九焊
2、机选择焊机选择19-20 参考文献参考文献.20 3 一一 设计背景设计背景 随着我国船舶制造领域步伐的加快，大型分段焊接合拢 工程也随之增加，厚板垂直焊缝采用 EGW（气电焊）技术代替传统 的人工焊接，在质量提高的同时，生产效率提高了十几倍 。在一般 条件下，气电立焊单面焊厚度一般在 25mm 以下，带摆动时可焊接 到 35mm 左右，厚板立缝一次成形是焊接技术的难题。双面焊可焊 接厚板 55mm 以下， 但是焊接效率降低。 针对 NV D36 型 50mm 以上 船板焊接的自动化，我们小组设计了高效气电立焊设备，采用 CO2 气保护药芯焊丝电弧焊， ，以实现 NV D36 级 50mm 厚
3、板立缝的多 层多道焊接成形技术，并提出了相关厚板的焊接工艺试验参数。 二二 自动化系统综述自动化系统综述 三三 研究思路及分工研究思路及分工 根据我们的立题和实际情况，我们把具体工作分为一下几方面展开： 1.设备整体构造分析，机械结构设计:比如，自由度，关节数，各部位 之间的协调，可行性稳定性。绘制三维图。 （邬栋权） 4 2.电机选择及参数设定。 （庞杰） 3.传感器选择与应用。 （滕金虎） 4. PLC 程序控制流程图设计，梯形图（尹金鸽） 5.焊接工艺，参数（要有分析和具体参数） ：焊接方法，过渡形式， 坡口选择，焊接电源，电流电压，送丝速度，送气流量，焊丝选择， 焊接速度。 （王飞翔）
4、 6.焊机选择（张中奇） 四四机械设计和图形绘制机械设计和图形绘制 实现立焊需要考虑的机构一般有机架式和攀升小车式， 在常见的小 车式基础上我又对其做了改进。 主要是将焊枪操纵臂改为了更为方便 的工业机械臂。 5 焊接机械臂由大臂， 连接件， 套筒， 小臂， 焊枪组成。 包含 4 个关节， 4 个自由度。实现焊枪位置的方便调节。而且机械臂本身的刚度和承 载能力足以支撑起焊枪的运动、焊接过程的进行。 而且可以更方便调 节焊接姿势和焊接位置。尺寸大小见立体图。 焊接机臂竖直方向运动通过链接机械臂的车体的运动实现。 车体与导 轨之间通过齿轮齿条啮合运动。然后靠传感器的定位完成焊接过程。 轨道长 2m
5、，对于超高的焊件，可以焊完一道焊接，再将焊机整体通 过磁铁吸附到焊件上继续焊接。 6 五五电机选择及参数设定电机选择及参数设定 在电机驱动方面， 机器人手臂的功能和应用决定了其驱动电路要求体 积小、重量轻、控制功能复杂、精度高、工作可靠耐用。关节电机通 常采用中小功率的电动机，如直流电动机、无刷直流电动机、步进电 动机等。 我们设计的焊接小车的手臂有四个关节， 各关节 （即各轴） 的运动， 最终都归结为相应各轴的驱动电动机的转动， 每个关节需要一个电动 机。 根据相关文献及实际应用实例，在此选择 Maxon 公司的 EC-MAX 系 列大功率直流无刷电动机作为关节驱动，并配有光电编码器。 maxon 无刷电机型号 EC-max30 40Wat/272768 参数： 额定电压 24V 空载转速 9270rpm 空载电流 112mA 额定转速 7210rpm 额定转矩 34.3mNm 额定电流 1.5A 焊机中的送丝电机焊机中的送丝电机 15KG 送丝机-ARR24 7 产品说明： 产品性能 额定电压 额定电流 功率 送丝速度 焊丝直径 送丝槽形 V A W m/min
