为了提高水过滤器滤网的焊接效率,降低焊接成本,实现滤网的自动化焊接,本文运用数字化设计技术,设计开发了一款滤网焊接机。主要研究工作如下:(1)阐述了自动焊接机、焊接方法及数字化设计技术的研究现状;介绍了滤网及其焊接要求,确定了采用激光焊将卷绕成形的不锈钢丝连续矩形圈焊接在中心钢管上,采用微束等离子焊在已焊好的不锈钢丝连续矩形圈的最大外圆周上的中点焊接一圈螺旋外绕不锈钢丝;设计了焊接工艺路线,说明了滤网焊接机的工作原理。(2)根据水过滤器滤网的结构特点、滤网的焊接方法及焊接工艺流程的要求,提出了一种由激光焊接系统、微束等离子焊接系统、控制系统和焊接机底座组成的滤网焊接机结构,并对其进行了三维建模;对激光焊接系统和微束等离子焊接系统的关键零部件进行了选型计算;对焊接机底座框架进行了结构设计和有限元分析。(3)基于机构学和齐次坐标变换的方法建立了滤网焊接机的运动学模型;运用SolidWorks和ADAMS软件对滤网焊接机的激光焊接系统和微束等离子焊接系统分别进行了运动学仿真分析,验证了滤网焊接机运动轨迹的正确性;通过对滤网焊接机的位置误差进行计算分析,验证了滤网焊接机的位置精度满足焊接要求;计算了滤网焊接机的焊接效率,焊接一根水过滤器滤网的时间约为33.7min。(4)概述了布谷鸟搜索算法理论;对板结构支撑座和框架结构支撑座进行了受力载荷类型及约束条件的分析,建立了板结构和框架结构支撑座的数学模型;采用布谷鸟搜索算法对两种结构的支撑座进行了优化,利用ABAQUS对两种模型进行了力学分析验证,在满足强度和刚度要求下,选取了质量更轻的框架结构支撑座。综上所述,本文基于数字化设计方法设计开发了滤网焊接机,运用运动学仿真验证了焊接运动的准确性,利用布谷鸟搜索算法优化得到了质量更轻的框架结构支撑座。期望该滤网焊接机的设计将对相类似焊接机的开发具有重要的借鉴意义和指导作用。