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船体装配主要由大量的角焊缝组成,角焊小车作为一种焊接自动化装备因其具有便携性、操作便利性成为了目前船厂焊接长直焊缝重要的焊接装备。但因其自身具有一定长度,所以,存在焊接盲区特别是在始末两端有隔档时,需要进行人工补焊,降低了效率。本课题设计了一种无盲区角焊小车,并提出一种可实现大焊脚的焊接工艺,从而提高角焊的焊接效率。 本文对手工焊、常规角焊小车、无盲区角焊小车在实际生产中进行对比,可以发现本设计可以提高生产效率。根据无盲区角焊小车的工作要求以及性能指标,通过运用功能矩阵技术,明确了整个设计的技术方案。在设计机械系统时,通过选型计算,对于本设计的机械组成部分进行了设计,其中磁力吸附单元采用烧结钕铁硼磁铁,动力系统使用42步进电机,以及减速比为1:30的减速器,采用齿轮搭配链条进行传动。并且针对导向机构、盲区焊接机构进行了设计。在完成机械系统后,利用D-H参数法提出了无盲区角焊小车的运动学方程。 在设计控制系统时,将其分为硬件系统以及软件系统。选用STM32F103ZET6为整个系统的控制核心,针对使用需求设计了电源模块、程序下载接口电路、步进电机驱动器控制电路、ADC键盘电路、OLED显示电路等。使用MDK软件对整个无盲区角焊小车的软件程序进行了编写,包括OLED显示程序,ADC键盘控制程序、电机运动控制程序等。 本文提出了大焊脚实现方案,并进行了可行性试验。在可行性试验中研究了各个焊接参数对于焊缝成形的影响。通过理论分析,本文提出寻找新的参数规范区进行大焊脚焊接,并设计了一种电弧控制器,可以对给定焊接电压以及送丝速度进行了精确的控制。 设计寻找新规范点试验方案,在对试验结果分析后,发现了适用于大焊脚CO2焊新规范点。通过正交试验对焊缝下垂进行了研究,经过对数据的处理发现发现了最优参数组合。通过高速摄像发现对于大焊脚焊接工艺药芯焊丝具有比实芯焊丝更好的适用性。使用最优组合与常规角焊工艺进行对比,发现在不降低焊接质量的同时增大了焊脚。