平面堆焊机自动控制系统的研究.doc
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平面堆焊机自动控制系统的研究, 页数 60 字数 26244摘要硕 士 论 文摘 要随着焊接生产对设备自动化要求的提高，堆焊设备的自动化成了一个亟待解决的问题。目前能实现自动堆焊的设备很少，使用效果差，堆焊劳动强度大，工作环境恶劣，效率低，能耗高。因此，设计一种自动堆焊设备有非常重要的意义。本论文采用co2气体保护焊工艺...
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平面堆焊机自动控制系统的研究
页数 60 字数 26244
摘要
硕 士 论 文
摘 要
随着焊接生产对设备自动化要求的提高，堆焊设备的自动化成了一个亟待解决的问题。目前能实现自动堆焊的设备很少，使用效果差，堆焊劳动强度大，工作环境恶劣，效率低，能耗高。因此，设计一种自动堆焊设备有非常重要的意义。
本论文采用CO2气体保护焊工艺，以单片机为控制中心设计一种平面堆焊控制系统，能实现焊接过程的全自动，并可以灵活地解决磨损程度不同以及磨损区尺寸不同的问题。本文论述了控制系统的设计方法和设计过程，包括硬件设计、软件设计等方面。硬件电路部分主要包括以PIC16F74单片机为控制中心的焊接时序电路和晶闸管直流调速系统，阐述了电路的抗干扰措施。软件程序用PIC系列汇编语言写成。利用软硬件结合，实现焊接的时序控制以及满焊和定位焊两种焊接方式。
试验证明，本控制系统具有下列特点：自动化程度高，堆焊过程连续;工作稳定可靠，生产效率高；操作方便，工人的劳动强度低；原材料供应方便,综合成本低。因此，本控制系统具有良好的实用价值。
关键词：平面堆焊，CO2气体保护焊，自动控制，单片机
目 录
摘 要 I
目 录 III
第一章 绪论 ……………………………………………………………1
1.1 课题的提出及课题的研究任务 …………………………………….1
1.1.1 国内外焊接设备发展现状与发展趋势及课题的提出…….. ..1
1.1.2 课题的研究任务 …………………………………………………..2
1.2 课题的研究思想及本课题的研究意义 ……………………………3
1.2.1 课题的研究思想 ……………………………………………………3
1.2.2 课题的研究意义 ……………………………………………………3
第二章 CO2焊焊接工艺对设备的要求……………………………… …4
2.1 CO2焊焊接参数的选择 …………………………………………..4
2.2 焊接工艺对焊接设备的要求 ………………………………………6
2.2.1 焊接工艺对电源外特性的要求 ………………………………….6
2.2.2 焊接工艺对送丝机的要求 ………………………………………7
2.2.3 焊接工艺对焊机控制系统的要求……………………………………8
2.3 焊接电源的选择 …………………………………………………….9
第三章 焊机对机械结构的要求 …………………………………………..10
3.1 他励直流电机的机械特性 …………………………………………..10
3.2 机电一体化对机械传动的基本要求 ………………………………….11
3.3 滑动螺旋传动的特点 ………………………………………………..12
3.4 焊机对机械结构的要求 ……………………………………………13
3.4.1 焊机对焊接工作台的要求 ……………………………………….13
3.4.2下拖电机和减速器的选择 …………………………………………….14
3.4.3 上拖电机和减速器的选择 ………………………………………..15
3.4.4 焊枪调整机构 ………………………………………………………15
3.4.5 送丝系统的选择 ………………………………………………………16
3.4.6 送丝电机和减速器的选择 ………………………………………..16
第四章 控制系统的设计方案 …………………………………………….18
4.1 控制系统的总体方案 …………………………………………………18
4.2 操作控制面板的设计 …………………………………………………18
4.3 直流电机驱动和调速方案 …………………………………………..18
4.4单片机控制的焊接时序电路设计方案 ……………………………..20
4.4.1 单片机的选择 …………………………………………………….20
4.4.2 焊接时序控制电路具体方案 ……………………………………….23
第五章 控制系统的硬件设计 …………………………………………….5
5.1焊机硬件系统的总体概述 …………………………………………….25
5.2 硬件系统的电源设计 …………………………………………………25
5.3 直流电机的驱动和调速电路设计 ……………………………………25
5.3.1 晶闸管对触发电路的要求 ………………………………………..26
5.3.2 电机的调速电路 ………………………………………………………27
5.3.2 电机的驱动电路 ………………………………………………………29
5.4 单片机控制的焊接时序控制电路 …………………………………….31
5.5 电机位移信号提取电路 ……………………………………………..32
5.6 其他电路的设计 ……………………………………………………….33
5.7 硬件电路的抗干扰设计 ………………………………………………34
第六章 控制系统的软件设计 ………………………………………………35
6.1 PIC16F74的主要特征 ……………………………………………………35
6.2 PIC16F74的引脚描述 ……………………………………………………37
6.3 PIC16F74的端口介绍 ……………………………………………………37
6.3.1 PIC16F74的I/O口介绍 ……………………………………………….37
6.3.2 TIMR0和TIMR1的计数功能…………………………………………..39
6.4 控制系统的程序设计 ……………………………………………………40
6.4.1 主程序流程图 ………………………………………………………...40
6.4.2 各子程序流程图 ………………………………………………………..42
第七章 控制系统的性能与调试 ………………………………………….46
7.1 调试前的准备 …………………………………………………………….46
7.2 焊接前的调试 …………………………………………………………….46
7.3 焊车的正式调试 ………………………………………………………...47
7.3.1 选择焊接规范 ………………………………………………………..47
7.3.2 焊车的调试 …………………………………………………………….47
结 论 ………………………………………………………………………49
参 考 文 献 ………………………………………………………………..50
参 考 文 献
[1] 赵家瑞 董挺.高等学校试用教材 焊接自动控制基础[M].机械工业出版社, 1990年10月第1版
[2] 赵亚光等编著.高等学校试用教材 微型计算机在焊接中的应用[M].西北工业大学出版社 , 1991年3月第1版
[3] 殷树言等编著.CO2焊接设备原理与调试[M].机械工业出版社 , 2000年10月第1版
[4] 赵松年 张奇鹏 ,机电一体化机械系统设计[M]. 机械工业出版社 ,1996
[5] 陈秀宁.机械设计基础（第二版[M].浙江大学出版社,1993年12月第1版
页数 60 字数 26244
摘要
硕 士 论 文
摘 要
随着焊接生产对设备自动化要求的提高，堆焊设备的自动化成了一个亟待解决的问题。目前能实现自动堆焊的设备很少，使用效果差，堆焊劳动强度大，工作环境恶劣，效率低，能耗高。因此，设计一种自动堆焊设备有非常重要的意义。
本论文采用CO2气体保护焊工艺，以单片机为控制中心设计一种平面堆焊控制系统，能实现焊接过程的全自动，并可以灵活地解决磨损程度不同以及磨损区尺寸不同的问题。本文论述了控制系统的设计方法和设计过程，包括硬件设计、软件设计等方面。硬件电路部分主要包括以PIC16F74单片机为控制中心的焊接时序电路和晶闸管直流调速系统，阐述了电路的抗干扰措施。软件程序用PIC系列汇编语言写成。利用软硬件结合，实现焊接的时序控制以及满焊和定位焊两种焊接方式。
试验证明，本控制系统具有下列特点：自动化程度高，堆焊过程连续;工作稳定可靠，生产效率高；操作方便，工人的劳动强度低；原材料供应方便,综合成本低。因此，本控制系统具有良好的实用价值。
关键词：平面堆焊，CO2气体保护焊，自动控制，单片机
目 录
摘 要 I
目 录 III
第一章 绪论 ……………………………………………………………1
1.1 课题的提出及课题的研究任务 …………………………………….1
1.1.1 国内外焊接设备发展现状与发展趋势及课题的提出…….. ..1
1.1.2 课题的研究任务 …………………………………………………..2
1.2 课题的研究思想及本课题的研究意义 ……………………………3
1.2.1 课题的研究思想 ……………………………………………………3
1.2.2 课题的研究意义 ……………………………………………………3
第二章 CO2焊焊接工艺对设备的要求……………………………… …4
2.1 CO2焊焊接参数的选择 …………………………………………..4
2.2 焊接工艺对焊接设备的要求 ………………………………………6
2.2.1 焊接工艺对电源外特性的要求 ………………………………….6
2.2.2 焊接工艺对送丝机的要求 ………………………………………7
2.2.3 焊接工艺对焊机控制系统的要求……………………………………8
2.3 焊接电源的选择 …………………………………………………….9
第三章 焊机对机械结构的要求 …………………………………………..10
3.1 他励直流电机的机械特性 …………………………………………..10
3.2 机电一体化对机械传动的基本要求 ………………………………….11
3.3 滑动螺旋传动的特点 ………………………………………………..12
3.4 焊机对机械结构的要求 ……………………………………………13
3.4.1 焊机对焊接工作台的要求 ……………………………………….13
3.4.2下拖电机和减速器的选择 …………………………………………….14
3.4.3 上拖电机和减速器的选择 ………………………………………..15
3.4.4 焊枪调整机构 ………………………………………………………15
3.4.5 送丝系统的选择 ………………………………………………………16
3.4.6 送丝电机和减速器的选择 ………………………………………..16
第四章 控制系统的设计方案 …………………………………………….18
4.1 控制系统的总体方案 …………………………………………………18
4.2 操作控制面板的设计 …………………………………………………18
4.3 直流电机驱动和调速方案 …………………………………………..18
4.4单片机控制的焊接时序电路设计方案 ……………………………..20
4.4.1 单片机的选择 …………………………………………………….20
4.4.2 焊接时序控制电路具体方案 ……………………………………….23
第五章 控制系统的硬件设计 …………………………………………….5
5.1焊机硬件系统的总体概述 …………………………………………….25
5.2 硬件系统的电源设计 …………………………………………………25
5.3 直流电机的驱动和调速电路设计 ……………………………………25
5.3.1 晶闸管对触发电路的要求 ………………………………………..26
5.3.2 电机的调速电路 ………………………………………………………27
5.3.2 电机的驱动电路 ………………………………………………………29
5.4 单片机控制的焊接时序控制电路 …………………………………….31
5.5 电机位移信号提取电路 ……………………………………………..32
5.6 其他电路的设计 ……………………………………………………….33
5.7 硬件电路的抗干扰设计 ………………………………………………34
第六章 控制系统的软件设计 ………………………………………………35
6.1 PIC16F74的主要特征 ……………………………………………………35
6.2 PIC16F74的引脚描述 ……………………………………………………37
6.3 PIC16F74的端口介绍 ……………………………………………………37
6.3.1 PIC16F74的I/O口介绍 ……………………………………………….37
6.3.2 TIMR0和TIMR1的计数功能…………………………………………..39
6.4 控制系统的程序设计 ……………………………………………………40
6.4.1 主程序流程图 ………………………………………………………...40
6.4.2 各子程序流程图 ………………………………………………………..42
第七章 控制系统的性能与调试 ………………………………………….46
7.1 调试前的准备 …………………………………………………………….46
7.2 焊接前的调试 …………………………………………………………….46
7.3 焊车的正式调试 ………………………………………………………...47
7.3.1 选择焊接规范 ………………………………………………………..47
7.3.2 焊车的调试 …………………………………………………………….47
结 论 ………………………………………………………………………49
参 考 文 献 ………………………………………………………………..50
参 考 文 献
[1] 赵家瑞 董挺.高等学校试用教材 焊接自动控制基础[M].机械工业出版社, 1990年10月第1版
[2] 赵亚光等编著.高等学校试用教材 微型计算机在焊接中的应用[M].西北工业大学出版社 , 1991年3月第1版
[3] 殷树言等编著.CO2焊接设备原理与调试[M].机械工业出版社 , 2000年10月第1版
[4] 赵松年 张奇鹏 ,机电一体化机械系统设计[M]. 机械工业出版社 ,1996
[5] 陈秀宁.机械设计基础（第二版[M].浙江大学出版社,1993年12月第1版
