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我国是世界上煤炭开采和消费第一大国,煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位,以煤为主的能源结构,在未来相当长的时间内较难改变。刮板运输机是煤机行业综采设备的主要产品之一,其产品的结构件比重超过70%,采用合适的自动化焊接,不仅可以提高焊接质量,还可以提高焊接效率。 中部槽是刮板运输机的关键组成部件,其焊接质量直接决定了刮板运输机的过煤量。为了弥补市场上中部槽自动化焊接设备的不足,解决中部槽零部件的制造误差和装配误差导致的自动化焊接问题,本文设计了基于PLC的自动控制系统和伺服驱动的多轴运动平台。 本文设计了两种自动化焊接的机械结构形式,包括双悬臂机械结构和龙门结构。分析了两种方案的优缺点,并最终选择了龙门结构。然后根据技术要求选择传动方式,并介绍了主要零部件(包括传动部件与电机)的计算与选型的具体步骤, 根据实际焊接条件和生产要求,使打底、填充、盖面的参数分别调整,并由触摸屏设置。控制部分由可编程控制器PLC完成;设计了焊接电流电压调整盒,使打底,填充,盖面三个焊接工序对应三组焊接电流电压,这样可以便于调整工艺;由于触摸屏安装在控制柜上,示教等操作不是十分灵活,设计了远程操作盒。 设备的软件部分设计了设备的自动化焊接流程和人机界面;并采用示教的办法获取焊缝的起弧点和收弧点,利用直线插补算法补偿中部槽制造及安装误差。 最后分析了中部槽的材料的焊接性,分析了中部槽常见的焊接缺陷,主要包括焊接冷裂纹和焊接变形,并提出用工艺的方法减小缺陷的发生。通过实验,得到较好的焊接规范。实验证明,所设计的焊接设备实现了自动化高效焊接,提高了工作效率。