【正文】 MAG焊。同時焊機的輸出電抗器和波形控制也可以將飛濺降低至最小程度。由于焊接時間12秒是固定的，為提高生產(chǎn)效率只能降低上下料的時間。在設(shè)計初期，對回轉(zhuǎn)工作臺的二工位還是三工位設(shè)計進(jìn)行了比較，同時對于是否采用全自動上下料機械手進(jìn)行了探討。不過三工位的方案，理論上可以采用電刷機構(gòu)保證回轉(zhuǎn)運動，但是考慮價格以及可維護(hù)性，最終方案定為二工位回轉(zhuǎn)工作臺和手動氣控夾鉗平衡吊。(2)弧焊電源的動特性即當(dāng)負(fù)載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時(如：熔滴的短路過渡、顆粒過渡、射流過渡等)，弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時間的關(guān)系，用來表征對負(fù)載瞬變的反應(yīng)能力。如圖 ，焊接的能源輸出被一個高速的放大器放大。圖 脈沖波形其中，上行斜率決定了從基值電流到峰值電流的增長速度，其在焊絲末端形成熔滴過程中起重要作要，以A/ms為單位，最大可以達(dá)到1000A/ms。峰值電流時間增加，熔滴變小。在實際的焊接中焊絲伸出長度(即干伸長度)越長，焊絲的電阻量越大，由電阻熱消耗的電流越大，焊接電流顯示值越小，實際焊接電流也變小。 焊絲末端固態(tài)金屬熔球直徑越大，熔球與工件相接觸面積越大，電阻值越小，接觸電阻熱也就越小。于是焊絲再短路，再爆斷，如此反復(fù)幾次直至被爆斷的焊絲長度等于或小于維持電弧燃燒長度，電弧建立。提高短路電流增長速度，主要是改善電源的工作狀態(tài)。焊接時保護(hù)氣用于保護(hù)金屬熔滴以及熔池免受外界有害氣體(氫、氧、氮)侵入，防止氣孔的形成，小電流焊接時，氣體流量不能太小，氣體流量太小，焊縫周圍被氧化發(fā)黑的程度越高。雙絲焊接中每一個電極必須有單獨的電源，兩根焊絲的熔滴形成與短路時間要精確控制，如圖 ，前一個電弧電流稍大些讓冷的母材金屬加熱熔化，熔池由緊隨而來的第二個電極電弧填上。因為沒有試驗證實，故對參數(shù)的設(shè)計大多是理論和經(jīng)驗上的估計，參數(shù)的配合還需要在實際生產(chǎn)中不斷調(diào)整，但是雙絲焊接的前景以及優(yōu)勢還是不容置疑的。為保證生產(chǎn)效率，將工作臺設(shè)計成二工位，即在大回轉(zhuǎn)工作臺的上面安置兩個工位小回轉(zhuǎn)工作臺，在焊接的同時進(jìn)行上下料。三菱PLC配合安川伺服系統(tǒng)進(jìn)行自動控制，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。伺服電機水平安放，首先是考慮到伺服電機轉(zhuǎn)速較大，整個系統(tǒng)的減速比在600：1左右，必須采用渦輪蝸桿減速器，其次是因為水平安放能更好的防止雜質(zhì)對電機內(nèi)部的危害，更好的保證電機的運轉(zhuǎn)精度。轉(zhuǎn)軸由軸瓦和圓錐滾子軸承支撐，可以平衡渦輪徑向力對軸徑向的沖擊，使用兩個圓錐滾子軸承是為了更好支撐，采用背對背安裝可以相互平衡軸向力。數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)目前采用的電機一般有步進(jìn)電機，直流伺服電機，交流伺服電機。a)伺服電機容量的初始選擇選擇條件：負(fù)載轉(zhuǎn)矩電機的額定轉(zhuǎn)矩 滿負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量3伺服電機轉(zhuǎn)動慣量對工作臺轉(zhuǎn)速的要求 渦輪蝸桿減速器的傳動比選為 ，伺服電機自帶減速器傳動比為5：1，故系統(tǒng)傳動比. 1)計算負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換到電機軸上的等效值和負(fù)載慣量轉(zhuǎn)換到電機軸上的等效值將負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換到電機轉(zhuǎn)軸上， ()工作臺驅(qū)動方式如圖 ，電機轉(zhuǎn)軸經(jīng)過減速器、聯(lián)軸器、軸承，有效率損失，假設(shè)。表 安川伺服電機型號伺服電機型號伺服電機轉(zhuǎn)動慣量減速比輸出(w)額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定扭矩(N*m)SGMAH04AAJ140030001：52)加速和減速轉(zhuǎn)矩 () ()其中，選擇伺服電機時，加速轉(zhuǎn)矩等于空載時最大轉(zhuǎn)矩減去摩擦轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該考慮負(fù)載慣量與電機慣量匹配，一般交流伺服電機。3)負(fù)載轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)換為電機軸上的等效值)4) 加速及減速所必須的伺服電機轉(zhuǎn)矩， () ()代入公式計算，綜上，SGMAH04AAJ1滿足系統(tǒng)要求，且電機是恒轉(zhuǎn)矩工作，即負(fù)載功率或者轉(zhuǎn)矩低于電機的額定功率額定轉(zhuǎn)矩就可以保證系統(tǒng)運轉(zhuǎn)安全。設(shè)計時應(yīng)滿足下列基本要求：保證軸及軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置，固定可靠；軸上零件的裝拆和調(diào)整方便，軸具有良好的制造工藝性；軸的結(jié)構(gòu)有利于提高軸的強度、減輕應(yīng)力集中等。a)初估軸的直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表取，得b)選擇輸出軸連接方式兩端使用鍵槽分別與回轉(zhuǎn)工作臺及渦輪連接。 2)由圖 ，此處軸主要受扭矩作用，且各處均等于額定轉(zhuǎn)矩,在輸入處由于是渦輪蝸桿減速器必然還受渦輪徑向力的影響，但此減速器是標(biāo)準(zhǔn)件，可以明確的是，在輸入出受到的彎扭合力最大，故對此處進(jìn)行校核。3)軸上零件的周向定位Ⅰ段查手冊選用平鍵，鍵槽長33mm，轉(zhuǎn)盤與軸的配合為H7/n6；Ⅴ段渦輪與軸的聯(lián)接，用平鍵，鍵槽長80mm, 配合為H7/n6。 如圖 ，上定位組件主要由左右移動氣缸，導(dǎo)軌，上下移動氣缸，上下移動導(dǎo)向軸等組成，上定位組件是保證工件正常焊接的關(guān)鍵部位，上定位頭下行到位使fitting定位但卻不壓壞fitting是設(shè)計中必須注意的環(huán)節(jié)。而且，氣缸行程的調(diào)節(jié)精度也達(dá)不到要求，每次調(diào)節(jié)氣缸的行程都會很麻煩。設(shè)計時，我用由下到頂?shù)脑O(shè)計方法，首先銷子不能直接和導(dǎo)向軸通過過盈配合連接，因為要換型。圖 保護(hù)套外形同時，對于定位頭，原則上應(yīng)該能夠自由轉(zhuǎn)動，微調(diào)的時候尤其有用處，而直接將銷裝配到氣缸連接軸上顯然達(dá)不到要求。因此，為統(tǒng)一備件，從設(shè)計角度和經(jīng)濟(jì)角度考慮，采用普通拉桿式氣缸。下定位模具是采用典型的V型塊加面定位原理，如圖 。對于長度不同的工件，左端面設(shè)計時以較大的工件尺寸為依據(jù)，對于換小型號時可以調(diào)整左定位端面的墊塊。現(xiàn)在的方案還是在外部通氣管，因為回轉(zhuǎn)工作臺可以間隔正反轉(zhuǎn)，只要將氣管稍微加長即可。本機械手的功能就是將壓縮機殼體翻轉(zhuǎn)，且吸氣管與fitting的角度是，夾取時必須正對fitting。采用雙頭氣缸，控制夾子夾緊松開，對于不同外徑的壓縮機在夾具內(nèi)側(cè)加墊塊，方便換型。而當(dāng)需要拔出銷的時候也能很方便的動作。PLC控制系統(tǒng)的工程設(shè)計一般可以分為系統(tǒng)規(guī)劃(總體設(shè)計)，硬件設(shè)計，軟件設(shè)計等。表 FX1N PLC 部分性能參數(shù)項目性能指令處理速度~輸入輸出點數(shù)最大輸入/輸出點數(shù)：128點編程語言指令表，梯形圖，步進(jìn)梯形圖輔助繼電器一般用M0M383，共384點保持型M384M1535，共1152點特殊型M8000M8255，共256點數(shù)據(jù)寄存器16位通用D0D127，共128點16位保持D128D7999，共7872點文件寄存器D1000D7999區(qū)域參數(shù)設(shè)定，最大7000點FX1N系列PLC在FX系列中屬于性能中等，可以適用于大多數(shù)簡單機械控制的小型PLC系列產(chǎn)品。I./O點數(shù)分配如表 。這是目前應(yīng)用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成[17]。的兩路脈沖信號，脈沖信號與反饋信號比較就可以反映當(dāng)前的位置。焊接完成后機器會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直到原點位置，為下次焊接做好準(zhǔn)備。在焊接工藝上，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外的最新研究成果，分析雙絲焊接的可行性，同時對產(chǎn)生飛濺的主要原因進(jìn)行分析，使用逆變焊接電源控制瞬時電流波形，對引弧過程的熔滴過渡進(jìn)行控制，優(yōu)化引弧過程。(2)上下料的機械夾具采用手控氣動夾鉗，操作員勞動強度較大，最優(yōu)的結(jié)果是能設(shè)計成自動上下料機械手，并配合整個生產(chǎn)設(shè)備，用PLC控制實現(xiàn)聯(lián)動。參考文獻(xiàn)[1] 龔仲華，史建成，[M].北京：人民郵電出版社，2006[2] 王華坤，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001 [3] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000[4] 張春林，曲繼方，張美麟. 機械創(chuàng)新設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2001[5] 王元良，屈金山，胡久富. 高效節(jié)能的細(xì)絲自動焊接研究[J].焊接技術(shù)，2000[6] [J]. 甘肅：甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999[7] 李鶴岐，田坤，王睿. 波形控制二氧化碳弧焊電源設(shè)計[D]. 甘肅：蘭州理工大學(xué)，2004[8] [J]. 上海：現(xiàn)代焊接，2007[9] 張建民. 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2001[10] 魯遠(yuǎn)棟. PLC機電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006[11] 朱熹林. 機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2004 [12] 袁建國，陳愚，[J].電焊機，2000[13] 杜君文，[M].天津：天津大學(xué)出版社，2002.[14] 王潤孝,[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,1997致謝在畢業(yè)設(shè)計過程中，始終得到倪老師的悉心指導(dǎo)，老師淵博的知識，高尚的品格以及熱情的工作態(tài)度，使我受益終身。