毕业设计（论文）伸缩臂式埋弧焊机自动化程度的研究.doc

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1、伸缩臂式埋弧焊机自动化程度的研究摘 要随着数字化技术日益成熟，代表自动化焊接技术的数字焊机、数字化控制技术业已面世并已稳步地进人市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程，有力地促进了先进焊接工艺特别是焊接自动化技术的发展与进步。可以预计在未来的10年，国内自动化焊接技术将以前所未有的速度发展。伸缩臂式埋弧焊机优点更加显著,是已被广泛应用的一种焊接设备,尤其是采用先进的自动化设计得到更为广泛的应用,故对确保焊接生产的质量、提高生产的自动化程度是十分有意义的。本文论述了伸缩臂式埋弧焊机现状及发展方向，另外本论文还介绍了一些关于提高伸缩臂式埋弧焊机自动化程度的方法。关键词：

2、伸缩臂式，自动化程度，焊缝自动跟踪，埋弧焊TELESCOPIC JIB TYPE SUBMERGED ARC WELDING MACHINE AUTOMATIONDEGREE OF RESEARCHABSTRACTWith digital technology matures, representatives of automatic welding technology digital welder, digital control technology has already steadily appeared and into the market. The three gorges p

3、roject, west-east gas transmission project, aerospace engineering, Marine engineering and other countries large infrastructure, promoted the advanced welding process especially welding automation technology development and progress. Can be expected in the next 10 years, domestic automation welding t

4、echnology will develop at unprecedented speed.Telescopic jib type submerged arc welding machine has advantages more remarkable, is widely used a welding equipment, especially advanced automation design get more extensive application, so to ensure the quality of welding production, improve the produc

5、tion automation degree is very meaningful.This paper discusses the telescopic jib type submerged arc welding machine status and development direction, besides, the paper introduces some about raising telescopic jib type submerged arc welding machine automation degree of method.KEY WORDS: telescopic

6、jib type, automation degree, weld automatic tracking, submerged arc welding目 录前 言1第1章 埋弧焊简介21.1 埋弧焊发展史21.2 埋弧焊原理21.2.1 理弧焊成型原理21.2.2 埋弧焊的工作原理41.3 埋弧焊特点41.3.1 埋弧焊的优点41.3.2 埋弧焊的缺点5第2章 伸缩臂式操作机62.1 伸缩臂式操作机特点62.1.1 操作机机头的功能62.1.2 伸缩臂其他机构72.2 伸缩臂式操作机作用8第3章 焊缝跟踪技术93.1 焊缝跟踪技术及特点93.1.1 常用的焊缝跟踪技术103.1.2 焊缝跟踪技

7、术的优缺点113.2 焊缝跟踪技术的原理和技术133.2.1 三角测量原理133.2.2 条纹式传感器14第4章 焊接自动化现状164.1 焊接自动化技术164.1.1 发展现状164.1.2 发展趋势174.2 焊接自动化技术思考17第5章 伸缩臂式改进措施195.1 改进装置195.1.1 焊剂检测装置195.1.2 添加装置195.2 安全措施19结 论20谢 辞21参考文献22附 录24外文资料翻译31 前 言20世纪90年代，我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标，已经在各行业的科技发展中付诸实施，在发展焊接生产自动化和过程控制智能化，研究和开发焊接生产线及柔性制造技术

8、，发展应用计算机辅助设计与制造技术等方面，取得了长足的进步。熔化极气体保护焊逐渐取代手工电弧焊将成为焊接的主流。预计未来10年内，实芯焊丝占焊材消耗量的比例会由现在的15%增长到30%;药芯焊丝由现在的2%增长到20%;埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大，在未来20年内会超过实芯焊丝，最终将成为焊接中的主导产品。高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型逆变焊机将逐渐取代手弧焊机和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化操作技能的趋势。 在汽车、造船、工程机械和航空航天等领域，适用于不同场合的智能化焊接机器人较为广泛的应用，大幅度提高

9、了焊接质量和生产效率。 可喜的是我国很多行业部门和大型企业已经意识到这些问题，船舶工业已经率先提出，到2005年，船厂的高效率焊接要达到80%以上，其中二氧化碳焊接应用率达到55%，焊接机械化率、自动化率要达到70%左右。广大焊接工作者为推广高效、自动化的焊接技术做出了艰苦的努力，并取得了很大的发展，从而使我国制造业焊接自动化水平有了明显的提高。 数字化控制自动焊机的研制和市场推广，一方面为石油、化工、造船、电力等行业提供了同国外同等技术档次的国产自动焊接设备，另一方面为国内成功自主研发高端数字化焊机找到了一个切入点，对推动焊接行业在专用自动焊接设备的发展，具有里程碑的重大意义。总之，近年来，

10、我国焊接自动化专机开发有了长足的进步，专用设备的品种规格及自动化水平都有了很大提高，但在技术集成和单元技术，包括焊接技术与其它相关自动化技术的接口尚需提高，我们期待着焊接与自动化技术的全面集成系统的实现，以推动焊接自动化技术的大发展。 第1章 埋弧焊简介1.1 埋弧焊发展史美国国家管道公司根据宾夕法尼亚州麦基斯波特的一家管道工厂的需要发明了埋弧焊技术，当时该技术用于焊接管道中的纵缝。1930年Robinoff获得了该技术专利权，随后又将其卖给Linde气体产品公司，Linde气体产品公司将其更名为Unionmelf焊接技术。1938年，美国的船厂和军械厂都采用了埋弧焊技术。它是比较高效的焊接方

11、法之一，到目前埋弧焊技术得到了进一步的发展和应用。我国的焊接自动化技术的发展与应用起步较晚。50年代初期,国家建设了一批大型现代化骨干企业,首先从研制自动焊接装备开始发展焊接自动化技术。随着科学技术的进步和我国工业化的发展,我国的焊接自动化技术水平不断发展与提高,50年来已取得了很大的成就。1.2 埋弧焊原理1.2.1 理弧焊成型原理预先把颗粒状焊剂散布在焊接线上，通过自动送丝装置把焊丝连续地送进焊剂中，在焊丝前端与母材间引燃电弧进行自动电弧焊(图1-1) 。埋弧自动焊焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。由于电弧被掩埋在焊剂里面，从外部看不见，因此称作埋

12、弧焊( Submerged Arc Welding: SAW )。埋弧焊是一种高电流密度的焊接方法，具有深熔大的特点，一次熔透深度可达20mm以上，是一种生产率很高的焊接工艺方法。半自动埋弧焊主要是软管半自动埋弧焊，其特点是采用较细直径( 2mm或2mm以下)的焊丝，焊丝通过弯曲的软管送入熔池，电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动的。半自动埋弧焊可以用来代替自动埋弧焊焊接一些弯曲或较短的焊缝，主要应用于角焊缝的焊接，也可用于对接焊缝的焊接。图1-1埋弧焊示意图图1-2埋弧焊焊缝形成过程示意图在埋弧焊焊接过程中，电弧引燃后焊剂、焊丝和母材在电弧热的作用下立即熔化并形成熔池，熔化了的熔渣覆

13、盖住熔池金属及高温焊接区，起到良好的保护作用(图1-2 )，未熔化的焊剂亦具有隔绝空气、屏蔽电弧光和隔热的作用，并提高了电弧的热效率。熔融的焊剂与熔化金属之间可以产生各种冶金反应，正确地控制这些冶金反应的进程，可以获得化学成分、力学性能和纯度符合预定技术要求的焊缝金属。同时焊剂的成分也影响到电弧的稳定性、电弧柱的最高温度及热分布。熔渣的特性也对焊道表面的成型起一定的作用。1.2.2 埋弧焊的工作原理埋弧焊的电弧是掩埋在颗粒状焊剂下面的。当焊丝和焊件之间引燃电弧，电弧热使焊件、焊丝和焊剂融化以致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成了一个气泡;电弧就在这个气泡内燃烧。气泡的上部被一层烧化了的焊剂一熔

14、渣所构成的外膜所包围，这层外膜不仅很好地隔离了空气与电弧和熔池的接触，而且使有碍操作的弧光辐射不再散发出来。埋弧焊中，焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢地凝固;减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。1.3 埋弧焊特点1.3.1 埋弧焊的优点1) 保护效果好:埋弧焊时，焊丝、电弧、液态熔池以及凝固但仍处于高温的焊缝金属均可以受到颗粒状的焊剂和所生成熔渣壳的保护，熔渣可以隔绝空气，保护效果好，电弧区的主要气体成分是CO，焊缝金属含氮量、含氧量大大降低，所以焊缝成形好，成分稳定，力学性能比较好。2) 防护好:较厚的焊剂层遮住了电弧和飞溅，基本消除了弧光和飞测物对焊工的危

15、害。3) 生产效率高:埋弧焊生产效率高，一方面是因为其易于实现机械化操作，焊丝导电长度缩短，焊丝电流密度都得以提高。因此，电弧的熔深能力和焊丝熔敷效率都大大提高。另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧基本上没有热的辐射散失，飞溅也小，因此热效率大大提高，使埋弧焊的焊接速度得以大大提高。4) 可供选用的焊丝和焊剂的品种较多。5) 焊丝和焊剂的配合使用，易于实现焊缝的成分调整。熔炼焊剂可向焊缝中过渡一定数量的合金元素(例如Mn和Si)。1.3.2 埋弧焊的缺点埋弧焊焊接设备比较复杂，费用较高，对坡口精度要求高；焊接位置受到限制，目前只适用于平焊位置长焊缝的焊接；适用范围小，埋弧焊难以用来焊接铝等氧

16、化性强的金属及其合金，目前主要用于焊接碳素钢，低合金钢，不锈钢；焊缝金属的冲击韧性普遍不高；由于埋弧焊电弧的电场强度较大，焊接电流小于100A时，电弧的稳定性不好，因此不适合焊接薄板。然而，瑕不掩玉，由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械化程度高，特别适合于中厚板结构长焊缝的焊接，在造船、压力容器、桥梁、铁路车辆、工程机械、管道、核电站结构、海洋结构等领域有着广泛的应用，是当今焊接生产中使用最普遍的熔焊方法之一。第2章 伸缩臂式操作机2.1 伸缩臂式操作机特点1-焊接小车2-伸缩臂3-滑鞍和伸缩臂给进机构4-扶梯5-传动丝杠6-伸缩臂升降机构 7-立柱8-传动齿条9-底座及立柱回转机构10-行走小车

17、图2-1伸缩臂式操作机2.1.1 操作机机头的功能埋弧焊焊头也称机头，它是实现某种埋弧焊工艺的直接执行机构，不论是哪种埋弧焊工艺方法，埋弧焊焊头的功能都应包括：(1)将焊接电流通过导电嘴导向焊丝(焊带)的同时，用送丝机构向焊接区输送焊丝(焊带)，为了能顺利地将焊丝(焊带)输送到焊接区，还必须有一套校直成卷焊丝的机构；为了适用于平角焊缝的焊接，必须设计一个使焊丝偏离垂直位置的偏摆调节机构。(2)将焊剂通过送剂机构输送到焊接区，有时还能通过收剂机构回收未用完的焊剂。(3)焊接过程中，必须有将导电嘴在三维空间进行位置伺服的自动控制系统(见图2-2)。对熔化极的埋弧焊来说，导电嘴在z方向上的位置伺服，

18、就是指导电嘴随焊缝焊道的起伏不断调节导电嘴，使其距焊缝表面(或坡口底部)的距离保持恒定。导电嘴在y方向上的位置伺服，就是焊接方向的焊接速度控制。对于不同的埋弧焊系统，焊接速度控制的机械系统结构也不同，例如最常用的焊接小车埋弧焊机，导电嘴在y方向上的焊接速度控制，是控制焊接小车的爬行速度，而最终归结为对小车驱动电动机的转速控制；而对悬臂梁式埋弧焊机械系统结构来说，对导电嘴在y方向上的焊接速度控制，实际是对悬臂梁纵向平移速度的控制，最终归结为悬臂梁驱动电动机的转速控制。图2-2导电嘴三维(xyz)位置伺服含义2.1.2 伸缩臂其他机构立柱上装有升降电机，电机通过传动齿条、链条对整个伸缩臂进行升降以

19、适应不同高度的焊接，可以快速接近焊接所需位置，使得焊接效率提高。一般为快慢两种速度或单速，多选用带制动器的交流电机驱动，有特殊要求时，也可采用直流电机无级调速。焊接操作机的立柱下端装有立柱回转机构，使立柱在360内电动回转，台车内装有能自动转换成快慢挡的台车传动机构，使焊接操作机既有整机的焊接速度又有快速移动的功能，横臂有二节，第一节横臂内装有第二节横臂，第二节横臂的外端装有自动焊机头，可焊小直径内焊缝。 台车安装在轨道上，并设有夹轨器，以防整机倾覆。2.2 伸缩臂式操作机作用伸缩臂式操作机的焊接小车或焊接机头和焊枪安装在伸缩臂的一端，伸缩臂通过滑鞍安装在立柱上，并可沿着滑鞍左右伸缩；滑鞍安装

20、在立柱上，可沿着立柱升降；立柱有的可直接固接在底座上，有的安装在底座上，但可以回转；有的则通过底座，安装在可沿着轨道行驶的台车上。适用于焊接圆筒形构件的内外纵缝、环缝；也可以用于其他结构件，例如构架的纵横焊缝的焊接；也可以从事切割、打磨等工作。横臂可按焊接速度伸缩，端部还附有可上下、左右移动及旋转的微调机构以及控制焊接机头、操作机和焊件操作机的控制器，集中控制的控制器可保证整个系统的协调工作。伸缩臂式焊接操作机的进一步完善发展，就长成了直角坐标式工业机器人，具有较高的运动精度和自动化程度。 有时为了扩大焊接机器人的作业空间，还可将焊接机器人安装在操作机伸缩臂的前端，用来焊接大型结构。 第3章

21、焊缝跟踪技术3.1 焊缝跟踪技术及特点焊接过程中，导电嘴在焊缝的宽度方向必须一直处于居中位置(见图3-1)，即导电嘴在x方向上的位置伺服，通常称之为焊缝跟踪(见图3-2)。严格地说，导电嘴焊缝跟踪应是焊接坡口跟踪，如图3-2所示，窄间隙埋弧焊的导电嘴的焊接坡口跟踪实际情况是：在焊接过程中，必须有一套检测系统一直检测导电嘴的中心线距工件坡口两侧的距离偏差变量x，只要有位置偏差变量x产生，就将这一变化送至导电嘴的位置伺服执行机构，执行机构就是使焊头在x轴方向水平移动的水平滑板；水平滑板根据位置偏差变量x产生反向位移(即正向偏差变量产生反向位移、反向偏差变量产生正向位移)，从而使导电嘴一直保持居中位

22、置；焊头在x方向的移动由水平滑板的横向移动来实现。图3-1窄间隙埋弧焊导电嘴xz位置伺服含义图3-2焊缝跟踪的几何含义3.1.1 常用的焊缝跟踪技术焊缝跟踪系统框图如图3-3所示,该系统主要由光源、传感器及焊枪组件、视频信号处理电路、视频监控器、单片机焊缝偏差数据分析及处理电路、交流伺服电机驱动器、电源、焊缝纠偏交流伺服电机等部分组成。图3-3焊缝自动跟踪系统框图在自动化焊接过程中通常有三种控制焊枪位置的跟踪方法：(1)手动跟踪；(2)机械式跟踪；(3)激光跟踪。其他的方式如电弧传感或者电弧电压传感等，只适用于某些特定的焊接方法。手动跟踪不适用于机器人自动焊，但常用于焊接专机自动焊。在焊接过程

23、中，操作工通过焊帽、激光指示器或者远程视频观察焊枪的位置，一旦发现焊枪偏离焊缝，操作工便通过操作手柄移动电动滑架来控制焊枪的位置。机械式跟踪同样也不适用于机器人自动焊，但在专机自动焊中经常使用，尤其是使用十字操作机焊接一些大型工件。焊接机头上通常安装机械式的探针，当将焊枪定位在焊缝上时，探针位于滑架行程的特定位置。在焊接开始后，焊接接头位置的变化会导致探针偏离滑架的特定位置。探针通常为杆件，这就意味着探针前端的移动同样会引起探针末端的移动，而安装于末端的传感器输出模拟量来控制十字滑架的移动，使探针返回到初始特定位置。当探针回到初始位置后驱动信号消失，滑架停止移动。机械式跟踪，也叫接触式跟踪，常

24、用于埋弧焊(SAW)过程，其精度通常不足以满足高精度焊接场合。激光跟踪系统目前已被广泛地用于机器人自动焊和专机自动焊中。激光视觉传感器安装在焊枪的前面来检测接头的位置和形状变化，并通过软件分析其图像信息以找到焊缝的特征位置。然后与存储在系统中的参考位置相比较，计算出焊枪相对于焊缝的偏差值。偏差值被输入到软件控制算法中来确定移动机器人或者机头十字滑架以消除偏差。3.1.2 焊缝跟踪技术的优缺点(1)手动跟踪的优点是无需初始投资、智能化和灵活性。缺点是焊接质量一致性差，需要人工运营成本。手动跟踪对焊接质量影响有两方面因素：一是操作工很难长时间集中精力，手工跟踪的单调和枯燥极易使操作工产生视觉疲劳；

25、另一方面是精度不稳定，很大程度上依赖于操作工的判断水平。如在激光焊接时，通常要求跟踪精度在00501 mm，这是手动跟踪所无法实现的。图3-4手动跟踪和自动跟踪精度的比较手动跟踪的精度是无法与激光视觉跟踪相比拟的，如图3-4所示。操作工只能在实际焊枪偏差达到足够大时才能有所反应，而且调整量很不精确，导致焊缝成形呈锯齿状。而自动跟踪系统能够以很快的速度对微小的偏差加以纠正，每秒钟有数十次，因此其跟踪精度很高，焊缝成形美观。当焊接速度超过1.5 mmin时，手工跟踪将变得非常困难，而激光自动跟踪可适应焊速超过10 mmin。手动跟踪的另外一个问题是对工人健康的威胁，工人必须长期呆在电弧附近，其健康

26、将受到威胁，这也是很多企业用自动跟踪取代手动跟踪的重要因素之一。 (2)机械式跟踪的优点是成本低，操作简单。主要缺点是精度不高，所适合的应用范围较窄。如接头型式必须是大尺寸坡口，焊缝为简单的直线或环形，需要定期维护。接触式跟踪通常用于埋弧焊，因为埋弧焊与其他弧焊相比，对定位精度要求较低。另外埋弧焊接头尺寸较大，有足够的空间供机械式探针操作。但即使是埋弧焊，接触式跟踪应用也经常受到限制，如在多层多道焊中接触式跟踪很难满足要求。(3)激光视觉跟踪的主要优点是跟踪性能好、功能强，在设置正确的前提下易于使用。缺点是初始投资高，系统复杂。激光焊缝跟踪系统可以用于从激光焊接到埋弧焊接的各种焊接过程。既适用

27、于机器人自动焊，也同样适用于专机自动焊。由于激光焊缝跟踪系统都带有各种计算功能，因此能够集成其他类型跟踪系统不能提供的更多高级功能，其性能优势主要体现在精度和速度上。3.2 焊缝跟踪技术的原理和技术3.2.1 三角测量原理激光焊缝跟踪技术基于三角测量原理，如图3-5所示。三角测量是一种提取几何信息的方法，应用广泛。焊接激光传感器中通常使用一个半导体激光光源结合图像采集器件，来生成焊接接头的一系列三维截面图像。三角测量法的最大优点是其仅提供接头的几何信息，即物体的真实三维截面信息，在理论上不受工件的表面状态影响，如表面光照变化或者表面上标记等。但实际上物体的表面反射会对图像信号有一定的影响，需要

28、一些特殊的技术来克服反射噪声的影响。图3-5三角测量原理三角测量法的另一个优点是易于从设计上克服环境光照的影响，这在明弧环境下尤为重要。强烈的电弧光会对普通的机器视觉系统产生严重的干扰。3.2.2 条纹式传感器图3-6条纹式传感器原理顾名思义，其原理是采用激光条纹垂直投射到焊接接头上，如图3-6所示。条纹的形状因受焊接接头形状影响而产生变形，与激光器呈一定角度的二维CCD或者CMOS摄像机将已变形的条纹图像采集到计算机中进行信号处理。采用与激光同等波长的光学滤光片滤掉所有的包括弧光在内的杂散光，而只形成激光条纹的图像。焊缝自动跟踪系统的研究作为焊接领域的一个重要的方面，为了进行精确的自动焊接，

29、必须进行焊缝自动跟踪踪。随着固体摄像器件特别是CCD 集成光电器件的应用以及计算机图像处理技术的飞速发展，视觉传感器在焊接过程控制、焊缝跟踪以及焊接质量检测等领域得到了广泛应用。图3-3 焊缝自动跟踪原理图CCD 是英文Charge-Coupled Devices的缩写，意即“电荷耦合器件”。CCD 是固态图像传感器的一种，固态图像传感器是指把布设在半导体衬底上的许多感光小单元的光- 电信号，用所控制的时钟脉冲读取出来的一类功能器件。它又分线阵(一列光敏元件)和面阵(多列光敏元件)两种，其功能和摄像管类似。它与传统的真空管式光导摄像管相比，有体积小、重量轻、寿命长、稳定性好、耐震动、速度高，几

30、何失真小及耐高压等一系列优点。且其制造工艺和一般半导体集成电路的制造工艺相比并不十分复杂，因而自70 年代出现以来获得了很大的发展。这种条纹式传感器的优点是不采用任何移动式部件，坚固耐用，不受电弧光、烟尘、飞溅等干扰；另一个优点是尺寸相对较小，有利于解决焊枪可达性限制问题，这在机器人焊接中尤为重要。 第4章 焊接自动化现状4.1 焊接自动化技术4.1.1 发展现状(1)各种机械化与自动化焊接机及切割机愈来愈多地替代了手工操作的焊机与切割机。“九五”计划时,国产自动和半自动焊接机占焊机总量的5.7%,加上进口自动和半自动焊机达6.7%左右。特别是电站锅炉、压力容器等焊接结构所需的专用自动焊机及数

31、控切割机,经过“七五”和“八五”期间的不懈努力,研制、开发的系列成套焊接设备基本上满足了国内生产的需要,部分改变了依赖进口的被动局面。(2)各种焊接辅助机械化与自动化装置及技术也得到了发展,多自由度转胎架、变位器、机械手等研制成功,并先后用于焊接生产过程。到“八五”计划末期,在汽车、锅炉、船舶、工程机械和重型机械等行业中,建成的不同规模的原材料和毛坯预处理生产线已超过20条。(3)发展焊缝对中技术,建立焊接生产线。发展焊缝自适应控制技术,建立焊接中心。到80年代后,我国的汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等行业的大中型骨干企业,都开发了自动化程度不同的各种焊接生产线及焊接中

32、心技术。(4)焊接计算机技术的应用和焊接机器人的采用,发展了现代焊接自动化技术。在汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等企业中,发展了成套焊接装备、焊接机器人、焊接中心、焊接柔性制造系统、计算机辅助设计与制造技术及检查技术等。到90年代中期,国内使用焊接机器人的企业约70家,焊接机器人共500余台,分布在汽车(占65%)、摩托车(占15%)、工程机械(占16%)及其他(占4%)行业。我国已建成5条焊接柔性制造系统FMS,焊接机器人技术达到国际70年代末到90年代初的水平。(5)就全国范围来说,到90年代中期,我国的焊接机械化与自动化工作量占焊接工作量的比重已超过20%,而在以

33、焊接技术为主导制造技术的大中型骨干企业中,焊接机械化与自动化程度已达到40%45%。在汽车、锅炉、化工机械、工程机械和重型机械等国家重点骨干企业中,焊接生产机械化与自动化技术达到国际90年代初的先进水平。4.1.2 发展趋势现代自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现。焊接生产自动化是焊接结构生产技术发展的方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备,在现有的焊接机器人基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线,最终实现焊接计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。4.2 焊接自动化技术思考发展我国的

34、焊接自动化技术,以下几点值得注意：现代焊接自动化技术是一个高新技术群。电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息和软件技术迅速地引入焊接领域,不断提高焊接生产的自动化程度,实现焊接过程控制的智能化,焊接生产系统的柔性化以及焊接生产系统的集成化,以面向全球的技术竞争并赢得市场。焊接自动化技术是先进制造技术的一个重要组成部分。发展焊接自动化技术符合我国社会主义的基本原则。它的发展离不开国家的支持和政府的宏观调控。国民经济的发展对推动焊接生产自动化的发展应用影响较大,政府的推动是焊接生产自动化技术发展最重要的因素。要重视焊接生产自动化技术的研究,但这种研究应以服务于提高自动化程度、减轻工人劳动强度、提

35、高产品质量为目的。要有广泛的人员参与,扎扎实实抓好自动化技术应用项目基础工作和从实际出发的推广应用工作。发展以人为中心地位的人机环境系统技术,以发挥焊接自动化系统的最佳效益。焊接生产自动化是一项系统工程,只有在实现所有主要的和辅助的工序综合自动化的基础上,才能获得焊接生产的全盘自动化。因此,应重视发展焊接生产除焊接工序本身外的与焊接相关的各辅助工序的自动化技术,提高自动化的整体水平。发展焊接自动化技术,需从可持续发展与环境保护方面统筹考虑。焊接行业实施可持续发展战略势在必行,也是振兴和发展焊接行业的根本战略。而清洁化生产是实施可持续发展的基本要求,洁净焊接环境保护技术是21世纪焊接行业发展的必

36、由之路。高温、燥声、弧光、有害气体等对人体及环境的危害,只有通过发展焊接生产自化装备及其自动控制系统,实现焊接生产过程的自动化才能解决。技术引进是实现技术进步的捷径。发展我国的焊接自动化技术,既要充分利用对外开放的有利条件,加大引进国外先进制造技术的步伐,以最小的代价获得最大的引进效益,又要把技术引进的重点放在消化吸收与发展创新上,尽快实现焊接自动化系统软件及附件等国产化和更新换代,研究开发出有自主产权的焊接自动化技术。我国是一个幅员辽阔、工业生产部门繁多、情况差别较大的发展中国家,依赖国外技术不切合实际,靠引进国外技术发展焊接自动化是不可取的。只能是引进一部分先进或较先进的技术,通过消化、吸

37、收、再创新,才能立足于发展中国特色的焊接自动化技术。高度重视先进制造技术的发展并为之不懈的努力,在不久的将来,我国的焊接生产自动化技术发展一定能再创辉煌!预计21世纪我国的焊接生产在以计算机为基础的先进制造技术的带动下,将有一个很大的变化,焊接生产自动化水平不断提高,实现焊接过程的智能化控制,成套焊接设备的微机自动控制技术、焊接设备的智能化控制技术、焊接计算机集成制造系统CIMS技术等现代焊接自动化将以崭新面貌展现在人们面前。第5章 伸缩臂式改进措施5.1 改进装置5.1.1 焊剂检测装置焊剂检测装置焊剂是通过重力自动流下的，如果焊剂停止流动就会出现明弧焊影响焊接的质量，可以在焊剂流动管中增加

38、一个焊剂感应器，感应焊剂是否流动以便控制焊接质量。5.1.2 添加装置为了更加智能化可以添加焊缝跟踪装置、焊剂回收装置、焊渣清理装置、焊缝检测装置。5.2 安全措施埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺导线，防止扭转及被熔渣烧坏。控制箱和焊机外壳应可靠的接地和防止漏电。接线板罩壳必须盖好。焊接过程中应注意防止焊剂突然停止供给而发生强烈弧光裸露灼伤眼睛。所以，焊工作业时应戴普通防护眼镜。半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。埋弧自动焊熔剂的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。焊接时虽不像手弧焊那样产生可见烟雾，但将产生一定量的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最

39、好有局部的抽气通风设备。 结 论伸缩臂式埋弧焊机具有自动化程度高、生产效率高、焊缝成形好、无弧光辐射等优点，广泛应用于石油化工、海洋工程、核工业及其他高技术工业等厚板的焊接。综合分析国内外埋弧焊机自动化研究的成果不难看出，未来的发展趋势将朝着使用可靠、性能稳定、抗干扰性强，环境适应性强以及连续工作时间长的方向发展，使埋弧焊的生产过程更具智能性。另外，此次课题的研究还存有一些不足之处，主要体现在以下几个方面：对焊缝追踪技术的分类没有进行深入的叙述；在改进方面也没有制定详细的设计方案；由于资料有限，所以本次课题的研究还存在一定的不全面性。总之，近年来，我国焊接自动化专机开发有了长足的进步，专用设备

40、的品种规格及自动化水平都有了很大提高，但在技术集成和单元技术，包括焊接技术与其它相关自动化技术的接口尚需提高，我们期待着焊接与自动化技术的全面集成系统的实现，以推动焊接自动化技术的快速发展。谢 辞这次毕业设计，让我受益匪浅，在进行设计的程中，我对以前的相关知识进行了全面的疏理，有了更透彻的理解，也锻炼了我的能力，而且也培养了我的时间观念，也为我以后能在工作中更好的分配和利用时间打下了基础。在进行设计的程中，我首先要感谢我的导师朱德荣老师，他仔细审阅了我的论文并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议，特别是遇到困难的时候，他给了我很大的鼓励和帮助。朱老师知识渊博，为人诚恳，使我受益匪浅！在这里我

41、向他表示真诚的感谢！ 同时也要感谢我的母校河南洛阳理工学院对我的辛勤培育！感谢机电工程系给我提供的良好学习及实践环境，在这三年里使我学到了许多新的知识，掌握了一定的理论和操作技能。另外还要感谢和我在一起进行课题研究的同窗，和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。使我懂得了合作的力量，集体力量的伟大！我的家人和亲人在我上学的这些年给了我很大的鼓舞和激励，在我遇到困难的时候，他们及时的鼓励开导我，使我重拾信心面对学业，这次毕业设计中，他们告诉我戒骄戒躁，静下心来不要急于求成，认真完成毕业设计。还要感谢在这三年里教我知识的老师们以及我身边的同学 ，他们让我体会到了集体的友爱和温暖，让我懂得了知识的重要性

42、。过三年的学习，锻炼了我很多方面的能力，使我学有所成，更加自信地面对新的生活！参考文献1 陈祝年 焊接手册M 北京: 机械工业出版社 20022 俞尚知 焊接工艺人员手册M 上海：科学技术出版社 19893 于建军 焊缝的超声波检测技术研究D新疆乌鲁木齐：新疆农业大学 20054 王晓东 双丝埋弧自动焊在螺旋输送钢管制造中的应崩J现代焊接，2005，(4)：47-495 韩彬，邹增大，曲仕尧 等 双(多)丝埋弧焊方法及应用J 焊管2003，26(4)：41446 Tusek JSuban M High-productivity multiple-wire submerged welding a

43、nd cladding with metalpower additionJJournal of Materials Processing Technology ，2003133(1-2)：207-2l37 中国机械工程学会焊接学会 焊接手册 第l、2、3卷 M 北京：机械工业出版社，19938 崔忠圻 金属学与热处理 M 北京：机械工业出版社，19929 何广乾 高层建筑设计与施工 M 北京：科学出版社，199410 王肇民 钢结构设计原理 M 上海：同济大学出版社，199111 李亚江，王娟 焊接原理及应用 北京：化工工业出版社，200912 张建勋 现代焊接生产与管理 北京：机械工业出版社

44、，2005.1113 李鹤岐，王新，蔡秀鹏 等 国内外埋弧焊的发展状况J电焊机，200614 杨春利，林三宝主编.电弧焊基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，200715 中国机械工程学会焊接学会主编.焊接手册手册.北京：机械工业出版社，200016 傅积和，孙玉林主编.焊接数据资料手册. 北京：机械工业出版社，199717 孔宇等.机器人结构光视觉三点焊缝定位技术 J .焊接学报, 1997, (9) : 18819118 焦向东.基于视觉跟踪的大型容器焊接机器人的研制 J .机械科学与技术, 2003, ( 1) : 232719 王天亚.多功能无盲区Laser2PSD扫描式焊缝自动跟踪系统

45、的研究 D .北京:清华大学, 199920 李严等 机器人焊接视觉法三维焊缝跟踪的研究 J .焊接学报, 1993, ( 6) : 132136 28 王军波等.基于CCD传感器的球罐焊接机器人焊缝跟踪 J .焊接学报, 2001, 22 ( 2) : 3134附 录The welding automation technologyWelding technology since the invention has been over a hundred years of history, of industrial production in all major products, suc

46、h as aviation, aerospace and nuclear industries manufacturing products that can not be separated from the welding technology. At present, the development of new industries continue to advance welding technology force, such as micro-electronics industry has promoted the development of micro-connectio

47、n technology and equipment development; ceramic materials and composite materials to promote the development of the vacuum brazing, vacuum diffusion bonding, coating and bonding process development. Therefore, welding technology with the progress of science and technology development, mainly in the following two aspects.1. welding robots and intelligentWelding robot is welding of the revolut