非圆转体自动焊接机总体及滚轮架设计开题报告

 2022-10-27 11:35:42

1. 研究目的与意义

自动焊接技术是在工业及制造领域均得到广泛的应用和提高,焊接技术的发展越来越受到工业生产及制造领域的关注。自动焊接是集电、焊、机等技术共同集合而成,其涉及的技术领域较为广泛,因此,要求的水平也相对较高,为了更好地满足社会及行业的不同需求,更好地提高焊接技术水平,提高企业的生产效率及产品质量,对自动焊接的发展进行研究具有十分重要的意义。

本课题主要研究水泥车的自动焊接问题,包括车体传动部分、主机移位装置、焊枪架传动部分。该车体上有弧焊环形焊缝,由于车体尺寸大,筒形车体的回转误差也较大(约13mm),焊口表面的焊接尺寸误差是本课题较难解决的问题。按零件要求的焊口宽度为101mm,焊口高度为40.5。本课题主要设计总体与滚轮架装置。

自动焊接技术是指利用自动化的控制系统、焊接夹具、装卡定位系统及优质的焊接材料、先进的设备工艺等技术进行有机结合,以便实现焊接的较高品质及效率的生产,实现较低的成本与批量化生产,以保证产品的高质、高效。

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2. 课题关键问题和重难点

本课题主要研究灌装车体自动焊接问题,包括滚轮架部分、焊枪架传动部分及控制系统。该罐体上有电弧焊环形焊缝,其中两条为偏心筒体外缝,进行自动焊接机移位架设计。解决此偏心筒体外缝的焊接控制是本次课题的技术难题。由于车体尺寸大,筒形车体的回转误差也较大(约13mm),焊口表面的焊接尺寸误差是本课题较难解决的问题。按零件要求的焊口宽度为101mm,焊口高度为40.5。

滚轮架是自动焊接中重要的辅助装置,滚轮架的设计在自动焊接中占有重要的地位。而采用条式移动滚轮可以使用一定宽度的罐装车焊接。

在非圆转动焊接中实现焊缝的均匀美观,并不是一件容易的事。应根据焊缝的深度和大小,焊枪的焊接速度应与其相适应,焊丝也能供给焊枪的需求。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

焊接包括一套控制系统和焊接系统(焊接电源、焊枪及水冷系统、焊接软件系统等),起始点寻找、焊缝跟踪等。为了完成一项弧焊机器人的工程,除需要弧焊机器人以外,还需要实用的周边设备。弧焊机器人与周边设备组成的系统,称弧焊机器人系统。

周边设备的设计依据是上机焊接的工作,由于焊件的差异很大,需要的周边设备的差异也就很大,繁简不易。从焊件的焊接要求分析,周边设备的用途大致分为三种类型。其一,简易型,周边设备仅用来支持机器人本体和装夹焊接,如:C型架、平台及夹具等。其二,工位变换型,该型除具有上述功能外,还有工位变换功能。其周边设备除具有上述装置外,还具有包括单、双回转和倾覆回转式变位机等。其三,协调焊接型,该型除具有上述功能外,还具有协调焊接功能。其周边设备除具有上述的设备外,还可能包括一个或多个做成外部轴的变位机、龙门架及滑板、地轨等。

从结构设计方面考虑,焊接机器应是标准、批量生产的,尽量减低企业的生产成本,提高产品的质量。从技术方面考虑,自动焊接机器不能脱离企业的生产现状。采用机器焊接的前道工序,下料精度,组对精度都有严格要求。如达不到要求,就会导致焊接的失败。焊接机器应用不良的原因有很多,首先在工艺的选择上对设备没有深入研究,以为机器人是万能的。选择的焊件,焊缝分布复杂,机器很难适应。一个焊件,几十道甚至上百道焊道,即使机器人具有起始点寻找和跟踪功能,由于待焊焊道的偏差,焊枪就可能偏离轨道。其次焊胚制造精度低。焊接的前序,存在两个问题:一是下料精度低,达不到要求,二是组对(焊胚的拼装、点焊)设备精度低。由于切割下料的热变形,焊件的板胚误差较大。下道工序又在低精度的搭焊模上组对、制胚。

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4. 研究方案

初步设想此自动焊接设备主要由三个部分组成:滚轮架,移动车架,浮动装置。要完成环形焊缝的焊接,焊接筒形必须能够转动,这主要有滚轮架的驱动。而完成一条环形焊缝的焊接后移到另一条焊缝,这一部要由移动架完成。而每条焊缝都有一定的偏心,焊枪要根据焊缝的移动而移动,浮动装置能实现这个功能。

5. 工作计划

第1周(2022年3月2日至2022年3月6日)

完成英文翻译,提交英语翻译给指导老师批阅。

第2周(2022年3月9日至2022年3月13日)

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