發(fā)布時(shí)間：2020-08-08 03:35

【摘要】：電阻點(diǎn)焊以其良好的工藝性被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,隨著新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn),其應(yīng)用領(lǐng)域也將逐漸擴(kuò)大,因此進(jìn)一步提高電阻點(diǎn)焊質(zhì)量尤為重要。電極壓力作為影響點(diǎn)焊質(zhì)量的重要參數(shù),點(diǎn)焊機(jī)能否實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中壓力的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)可調(diào)性對(duì)于點(diǎn)焊質(zhì)量極為重要。當(dāng)前通用垂直式點(diǎn)焊機(jī)的加壓方式大多采用氣缸加壓,在焊接過(guò)程中存在諸如壓力不穩(wěn)定,波動(dòng)大,壓力不可調(diào)等缺陷,不利于焊點(diǎn)質(zhì)量的提高。此外,氣動(dòng)加壓方式無(wú)法對(duì)電極的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行反饋,定位精度不高。為解決上述問(wèn)題,本文采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,設(shè)計(jì)新的點(diǎn)焊機(jī)結(jié)構(gòu),主要完成如下工作:1.介紹伺服加壓機(jī)構(gòu)的工作原理,并制定點(diǎn)焊機(jī)的性能指標(biāo)。根據(jù)加壓系統(tǒng)響應(yīng)性、穩(wěn)定性、定位精度等性能要求,確定加壓機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承單元、導(dǎo)向裝置、減速裝置的設(shè)計(jì)方案。2.在確定點(diǎn)焊機(jī)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,從點(diǎn)焊機(jī)的最大設(shè)計(jì)壓力和電極的最大運(yùn)動(dòng)速度入手,對(duì)伺服加壓機(jī)構(gòu)的主要零部件--滾珠絲杠副、滾動(dòng)軸承、直線導(dǎo)軌、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器進(jìn)行選型和校核計(jì)算,并對(duì)加壓機(jī)構(gòu)的定位精度和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行驗(yàn)證。然后,采用類比設(shè)計(jì)法,完成點(diǎn)焊機(jī)支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后,在Pro/E中對(duì)伺服加壓機(jī)構(gòu)和各支承大件進(jìn)行虛擬組裝,完成點(diǎn)焊機(jī)的整體裝配。3.利用ANSYS軟件對(duì)采用螺栓連接的電極臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,為保證分析結(jié)果更符合實(shí)際情況,將螺栓預(yù)緊力以及接觸問(wèn)題納入邊界條件的考慮范圍內(nèi),分析結(jié)果表明電極臂以及連接螺栓具有足夠的的強(qiáng)度和剛度,設(shè)計(jì)合理。此外,為了考察螺栓預(yù)緊力對(duì)電極臂結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的影響,對(duì)電極臂進(jìn)行了兩種預(yù)緊力作用下的靜力學(xué)分析比較,確定了預(yù)緊力的大小與電極臂結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度之間的關(guān)系,為電極臂的實(shí)際安裝提供了依據(jù)。4.以STM32微控制器為核心,根據(jù)點(diǎn)焊過(guò)程中需要控制的運(yùn)動(dòng)參數(shù),確定伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式,設(shè)計(jì)了伺服驅(qū)動(dòng)器與控制器之間的接口電路。選定開(kāi)機(jī)找零方案并設(shè)計(jì)編碼器Z相信號(hào)的采集電路。完成控制器最小工作系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括電源電路、啟動(dòng)電路、復(fù)位電路、調(diào)試接口電路,以及與上位機(jī)通信的串口電路。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG438.2
【圖文】：

圖 1-1 氣動(dòng)點(diǎn)焊機(jī)狀，隨著新型電機(jī)永磁材料的出現(xiàn)算法、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速、調(diào)速性能差等技術(shù)難題被相流電機(jī)結(jié)構(gòu)上的缺陷，因此交流選擇。相比于直流伺服驅(qū)動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：低時(shí)仍能平穩(wěn)的運(yùn)行，速度波動(dòng)轉(zhuǎn)區(qū)域具有較好的轉(zhuǎn)矩特性，力的轉(zhuǎn)矩/慣量比，可快速啟動(dòng)和制度的反饋裝置，實(shí)現(xiàn)位置的精確制技術(shù)和大規(guī)模專用集成電路，

碼器將該位置信號(hào)反饋給控制器和驅(qū)動(dòng)器，收到位置信號(hào)后由焊接電源輸出焊接電流開(kāi)始焊接，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器限制電機(jī)的輸出扭矩以控制電極壓力的變化。采用伺服加壓機(jī)構(gòu)的點(diǎn)焊機(jī)組成結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖 2-1 伺服加壓點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖

9圖 2-2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟臺(tái)最大電極壓力為 10kN 的固定式點(diǎn)焊機(jī)，，可實(shí)現(xiàn)不等厚度及不同材料的焊接工藝，案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)的基本要求，為確保機(jī)械系系統(tǒng)各組成部件之間盡可能到達(dá)零間隙、量低，各部件自身具有高的剛度和諧振頻

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2784982