旋耕机刀轴自动焊接设备的研发

发布时间：2017-07-27 03:11

  本文关键词：旋耕机刀轴自动焊接设备的研发

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【摘要】：旋耕机是现代农业机械的主要装备之一,刀轴是旋耕机上的关键部件。刀轴由轴管和若干个焊接在轴管上成正反两条螺旋线排列的刀座组成。目前刀座的焊接多数采用人工手动的方式,该方式劳动强度大,焊接位置偏差大,刀轴质量得不到保证。焊接机器人可以很好地解决上述问题,但是昂贵的价格又制约了其普及发展。因此,研发一套专用于旋耕机刀轴焊接的自动化设备具有十分重要的意义。通过对刀轴结构和焊缝技术要求的分析,首先确定了焊接轨迹方案。每个刀座在轴管上有四条焊缝,两条短直焊缝和两条弧形焊缝。采用两把焊枪同时对两条短直焊缝焊接,焊接时轴管不动靠焊枪的移动来完成,然后对两个弧形焊缝顺序进行焊接,焊接时焊枪不动靠轴管的一个往复转动来完成。一个刀座焊接完成后,刀座自动上料装置供给一个待焊刀座到下一个待焊接位置,重复上述单个刀座的焊接过程,直至完成整个刀轴的焊接。本文设计的旋耕机刀轴自动焊接设备由主机架、工件装夹装置、附机架移动装置、焊枪夹持和移动装置以及刀座自动上料装置组成。工件装夹装置由主传动箱和尾座组成,前者固定在主机架的一端,用于夹紧工件,提供焊接过程的回转运动;后者安装在主机架另一端,通过气动滑台驱动顶紧工件。附机架移动装置由驱动装置和承载台组成,驱动装置驱动附机架在主机架上纵向移动,为实现所有刀座的焊接提供运动。焊枪夹持和移动装置由焊枪夹持器和十字滑台组成,前者用于夹持焊枪并可以对焊枪位置调整;后者为焊枪提供所需运动轨迹。刀座自动上料装置由刀座库和刀座输送装置组成,刀座库用于储放刀座;后者将刀座输送到待焊接位置。该焊接设备使用了PLC为核心的控制系统,采用梯形图进行了程序的编写,并完成了软件的实验室调试工作。通过控制系统的参数设置和控制开关位置的调整,该设备可以满足不同规格旋耕机刀轴的焊接要求。
【关键词】：旋耕机 刀轴 刀座 自动焊接 焊接设备
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 自动化焊接设备发展现状10-11
• 1.2.1 国外自动化焊接设备发展现状10
• 1.2.2 国内自动化焊接设备发展现状10-11
• 1.3 本课题主要研究内容11-13
• 第2章 旋耕机刀轴自动焊接设备总体方案的设计13-19
• 2.1 焊接轨迹方案的确定13-14
• 2.2 焊接工艺方案的分析确定14-15
• 2.3 焊接设备的设计原则15-16
• 2.4 机械系统的总体方案设计16-18
• 2.5 控制系统的总体方案设计18
• 2.6 本章小结18-19
• 第3章 旋耕机刀轴自动焊接设备机械结构的设计19-49
• 3.1 主机架的设计19-20
• 3.2 工件装夹装置的设计20-26
• 3.2.1 主传动箱的设计20-23
• 3.2.2 尾座的设计23-26
• 3.3 附机架移动装置的设计26-31
• 3.4 焊枪夹持和移动装置的设计31-32
• 3.5 刀座自动上料装置的设计32-41
• 3.5.1 支撑架的设计33-34
• 3.5.2 刀座库的设计34-40
• 3.5.3 刀座输送装置的设计40-41
• 3.6 焊接设备关键零部件的校核计算41-47
• 3.6.1 ANSYS软件简介41-42
• 3.6.2 主机架的静力学分析42-44
• 3.6.3 支撑架的静力学分析44-47
• 3.7 本章小结47-49
• 第4章 旋耕机刀轴自动焊接设备控制系统的设计49-59
• 4.1 PLC概述49-51
• 4.1.1 PLC的组成49-50
• 4.1.2 PLC的工作原理50
• 4.1.3 PLC的表达方式50-51
• 4.2 PLC控制系统方案设计51-58
• 4.2.1 PLC控制系统要求分析51
• 4.2.2 焊接设备控制流程51
• 4.2.3 PLC控制系统硬件设计51-55
• 4.2.4 PLC控制系统软件设计55-58
• 4.3 软件的实验室调试58
• 4.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间所发表的论文65-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：579546