斗式提升机料斗专用焊机控制系统的设计与研究

摘要

在各类现代化的工业和企业中，斗式提升机是生产过程中组成流水线、作业运输线和自动化生产线不可或缺的环节。在运输物料过程中，随着料斗与传动链、物料等的磨损，使得料斗成为消耗品，使用寿命在一年左右。新疆某化工企业对配件料斗的加工一直采用手工焊接。传统的手工焊接存在着诸多问题，比如生产效率低成本高、产品质量不稳定、人工劳动强度大、焊接环境差等。为此设计了一种基于运动控制卡的料斗自动焊机控制系统，结合相应的机械系统，以满足各类型号料斗的自动焊接。
　　为实现斗式提升机关键零部件料斗焊接过程中的自动化控制，将运动控制卡和VB6.0软件应用于料斗自动焊机控制系统的硬件配置和软件实现中，并系统阐述了料斗自动焊机控制系统的硬件、软件的组成与实现。本文主要研究内容如下：
　　1、以斗式提升机料斗的焊缝为研究对象，通过对料斗的焊缝的结构分析，结合分析结果对焊缝结构进行改进。针对改进后的焊缝结构进行焊接工艺的分析，选定了混合气体保护焊的焊接方法，并确定了混合气体的成分，选定了相应的焊材及相关工艺参数。通过焊缝结构工艺的研究和选型，结合料斗焊接的工艺要求，提出了斗式提升机料斗焊缝自动焊接的基本技术要求。
　　2、根据斗式提升机料斗自动焊接的基本技术要求，设计了斗式提升机料斗专用焊机总体结构，并在此基础上完成了其机械本体的设计。此外选定了控制系统的方案为NC嵌入 IPC型的开放式数控系统，并阐明了控制系统的组成结构，介绍了控制系统的工作原理。最后选定的执行机构的控制方案为交流伺服电机和伺服驱动器组成的高精度闭环控制系统。
　　3、结合控制系统总体方案完成了控制系统硬件结构设计，在此基础上确定了运动控制卡及工控机的型号；其次完成了硬件结构中的伺服系统的选用，选定了交流伺服电机及相对应的伺服驱动器。最后结合相关焊接工艺参数，确定了焊接系统中焊接电源和送丝机的型号。
　　4、结合控制系统总体方案完成了系统软件的整体设计，软件系统的总体设计主要包括主机应用程序和下位机控制程序两部分。其次完成了主机应用程序的设计，主要为上位机IPC系统软件功能需求分析和人机交互界面的设置。最后结合焊接过程主程序流程图和固高运动控制卡的相关程序控制指令完成了下位机运动及焊接程序的设计。
　　5、按照设计的控制系统硬件结构完成了控制系统试验台的安装，结合安装好的试验台进行了一系列控制系统的调试，完成对焊接平台执行机构、控制系统内部硬件结构以及其他系统的控制调试，通过对控制系统试验台的测试，整个控制系统能按照设计要求，控制精度满足设计要求，与设计理论相符，证明了本控制系统在实际工程应用中的可行性。

目录

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第一章 绪论

1.1选题的背景和意义

1.2焊接自动化的国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

第二章 斗式提升机料斗焊缝的焊接工艺分析

2.1斗式提升机料斗焊缝分析

2.2焊接工艺研究与选择

2.3 斗式提升机料斗的焊接技术要求

2.4 本章小结

第三章 斗式提升机料斗专用焊机控制系统总体方案设计

3.1 斗式提升机料斗专用焊机系统总体结构

3.2 自动焊机机械本体设计

3.3控制系统方案设计

3.4本章小结

第四章 控制系统硬件的设计与选型

4.1控制系统硬件结构设计

4.2硬件系统工作原理

4.3焊接控制系统组成

4.4焊接系统的选型

4.5本章小结

第五章 控制系统软件的设计与实现

5.1系统软件的总体设计

5.2 主机软件系统设计

5.3 下位机焊接程序设计

5.4本章小结

第六章 控制系统试验台的安装与调试

6.1控制系统试验台的安装

6.2控制系统的调试

6.3调试结果

6.4本章小结

第七章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

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