自动化点焊控制系统设计论文

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1、自动化点焊控制系统设计毕业论文目录引言11研究综述21.1研究自动化焊接发展意义21.2国内外研究现状、发展动态22自动化点焊技术概述52.1现代点焊自动化技术特点52.2自动化点焊设备种类及结构组成52.3点焊的基本原理与参数选择52.3.1点焊焊接参数62.3.2焊接参数间相互关系及选择83可编程控制器概述103.1PLC定义103.2PLC的产生113.3PLC的结构113.3.1中央处理单元(CPU)123.3.2存储器133.3.3I/O模块133.3.4电源133.3.5PLC系统的其他设备133.4PLC的机构类型143.5PLC的工作原理143.6PLC的基本性能指标154点焊

2、控制系统总体方案设计174.1系统设计要求174.2机械结构的设计174.2.1床身结构设计184.2.2焊抢结构的选择184.3动力装置的选择194.3.1伺服电机194.3.2步进电机194.3.3伺服电机与步进电机系能比较20554.3.4步进电机驱动器214.4传动系统的设计244.4.1丝杆的选择254.5传感器的选择254.6气缸的选用264.7夹具设计294.8焊接电源机箱294.9控制I/O表304.10三维模型简图315点焊控制系统的实现325.1控制系统简图325.2点焊过程流程图325.3焊接控制的实现336制作模型图和控制电路板346.1数模的模拟346.1.1CATI

3、A软件简介346.1.2模拟仿真346.2PCB制作流程346.3硬件系统356.3.1硬件控制系统的准备356.3.2制作板时注意事项356.4触摸屏的制作366.5系统的整体调试376.5.1调试效果377结论38谢辞40参考文献41附录42附录1PLC接线图42附录2逻辑流程图43附录3程序梯形图4555第55页共55页引言自动化焊接技术是先进制造技术的重要组成部分，随着电子技术、计算机技术、数控技术、传感器技术以及机器人技术的高速发展。自动化焊接已向数控化、智能化、专机化、精密化、大型化发展，尤其在汽车、航空航天、石油化工、建筑、船舶工业等领域应用尤为重要。根据自动化程度，自动化焊接设

4、备可分为以下三类：（1）刚性自动化焊接设备可称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中现场信息的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。（2）自适应控制自动化焊接设备自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，可以对运动轨迹进行调整，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成。（3）智能化自动焊接设备它利用各种高级的传感元件，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊

5、接记录文件的功能。焊接自动化具有焊接质量好、安全可靠、效率高、降低人工强度等特点。焊接自动化焊接设备按照功能分可以分为三大类：通用型自动焊接机设备、专用型自动焊接机设备、焊接机器人。按照焊接方式分为气焊机、弧焊机、点焊机。专用型焊接设备是提高焊接生产率、保证产品焊接质量的有效手段、适用于批量上产。目前，我国的焊接自动化技术在以下方面已达到广泛的应用，并不断的继续发展其特点有：（1）机电一体化模块集成技术。（2）基于PLC的整机数控技术。（3）PID算法实时控制技术。（4）全位置自动化焊接技术。现在，我基于三菱PLC设计一台汽车部件自动化点焊机设备。汽车行业中电阻焊应用特别的多，尤其汽车箱体支架

6、等，如果人工焊接将会效率低下而且可能焊接不够好，人身不安全等。自动化点焊机设备采用卧式机床结构，主要焊接汽车部件结合，将两块合金板焊接在一起。机床式结构应用已经非常成熟，各个机械结构已模块化，并有专用夹具，容易实现低成本自动化，和复杂的空间焊接。现在我采用一台三菱Fn-2xPLC控制系统通过程序控制三个坐标轴来实现定位，然后通过气缸对焊接位置点焊。程序通过编程器编好来控制电机，旋转工作台可以转动到要焊接的面，通过X、Z轴的控制来定位到要焊接的焊接处，通过电磁阀推动焊枪点焊。本系统可以实现自动焊接也可以手动控制运动，有自检测功能，为了提高效率可以设计自动夹具，有专用的定位基准。55第55页共55

7、页1研究综述1.1研究自动化焊接发展意义目前，我国已经连续三年成为全球最大的钢材生产和消费国，到现在我钢产量已突破6亿顿，占全球产量的百分之三十多。焊接被誉为是钢铁的“裁缝”，在各个领域中焊接是主要的应用手段。焊接有许多种种类，弧焊、气焊、电阻焊等，现在我所设计的为电阻焊，电阻焊有点焊、缝焊、对焊等。而汽车行业的高速发展带动了焊接技术的发展，点焊在汽车行业应用尤为多，包括汽车车架、箱体盖板、零件结