【毕业论文】旋转电弧传感器机械结构毕业设计说明书.docx文档下载40页

虽然它的转动机构比较简单紧凑，但其在高速旋转时，焊丝在导电嘴中必须以同样的转速旋转，这就加剧了导电嘴的损耗。

双丝并列方式与摆动扫描方式的优缺点双丝并列方式从工艺成形和控制电路两方面都较为容易实现，但要求导电嘴通过双丝，并相互绝缘，使导电嘴尺寸较大，限制了焊炬的可达性要求双丝的送丝速度必须完全致，也使得送丝机构变得极为复杂和难以控制。

摆动扫描方式避免了这两个缺点，但摆动与成形存在相互关系，使得焊炬使用的通用性降低各种摆动扫描方式的研究表明这种高速摆动的电弧传感器的摆动频率般可在之间可调，摆幅可调，最大焊接速度秒用在弧焊机器人上的摆动电弧传感器不需要摆动装置，通过机器人手臂带动焊枪作横向摆动即可。

但受机器人结构因素的影响，机器人的摆动频率般在以下，如图。

在高速焊接和焊缝弧度大的情况下，其跟踪效果会受到影响。

发明了种电磁高速摆动电弧传感器，这种电弧传感器的两侧分别有永磁铁和激励线圈，当激励线圈通过定频率的直流电流时，导电杆便会产生定频率的摆动，从而实现焊缝的跟踪。

铁和激励线圈，当激励线圈通过定频率的直流电流时，导电杆便会产生定频率的摆动，从而实现焊缝的跟踪。

效果会受到影响。

素的影响，机器人的摆动频率般在以下，如图。

在高速焊接和焊缝弧度大的情况下，其跟踪部分内容简介动扫描式电弧传感器摆动扫描式电弧传感器是目前应用最广的种焊接电弧传感器，这种电弧传感器需要套摆动装置，在焊缝的横向方向来回摆动而实现焊缝跟踪。

用在弧焊机器人上的摆动电弧传感器不需要摆动装置，通过机器人手臂带动焊枪作横向摆动即可。

但受机器人结构因素的影响，机器人的摆动频率般在以下，如图。

在高速焊接和焊缝弧度大的情况下，其跟踪效果会受到影响。

发明了种电磁高速摆动电弧传感器，这种电弧传感器的两侧分别有永磁铁和激励线圈，当激励线圈通过定频率的直流电流时，导电杆便会产生定频率的摆动，从而实现焊缝的跟踪。

这种高速摆动的电弧传感器的摆动频率般可在之间可调，摆幅可调，最大焊接速度秒。

其特点是体积小，重量在以下，如图。

图双丝并列电弧传感器这种电弧传感器利用两个彼此的并列电弧对工件进行施焊，其左右两焊丝的焊接电流电压差值提供两个电弧之间的中心线是否偏离焊缝的信息，据此可实现焊缝跟踪。

根据两个电弧参数和参考值比较的差值也可以实现导电嘴与工件表面间距离的调整。

这种传感方式是利用电弧静态特性参数的变化作为传感信号，同时要用两个参数相同的回路电源并列进行坡口焊接，焊枪结构较复杂，实现上有定的困难，所以实用上受到限制。

旋转扫描电弧传感器这种电弧传感器以旋转电弧的方式代替了摆动电弧，其旋转频率高达。

二十世纪八十年代，日本公司发明了种旋转式电弧传感器，并应用到窄间隙焊缝中，其原理如图所示导电杆作为圆锥的母线，绕圆锥轴线旋转公转，而并不绕导电杆自身轴线旋转自转，并且在锥顶处运动的幅度很小，这种结构调节扫描直径的方法是调节园锥顶角，传感器需用级齿轮减速传动，结构较大，影响了焊炬的可达性。

这种技术在公司的船舶锅炉及结构生产中得以应用，且取得了显著的成效。

图图韩国的制作了种高速旋转电弧传感器，如图所示，这种传感器依靠导电嘴的偏心来实现电弧的旋转运动，导电嘴的偏心度就是电弧的旋转半径。

虽然它的转动机构比较简单紧凑，但其在高速旋转时，焊丝在导电嘴中必须以同样的转速旋转，这就加剧了导电嘴的损耗。

双丝并列方式与摆动扫描方式的优缺点双丝并列方式从工艺成形和控制电路两方面都较为容易实现，但要求导电嘴通过双丝，并相互绝缘，使导电嘴尺寸较大，限制了焊炬的可达性要求双丝的送丝速度必须完全致，也使得送丝机构变得极为复杂和难以控制。

摆动扫描方式避免了这两个缺点，但摆动与成形存在相互关系，使得焊炬使用的通用性降低各种摆动扫描方式的研究表明，摆动频率不宜过高，般在以下，使得摆动动作很小，往往无法满足扫描要求。

此外，双丝并列方式与摆动扫描方式还存在着个共同的缺陷，即在焊接路径非直线时，需要对其并列方向或摆动方向进行修正，如图所示，并且修正值必须在焊接前预设，这明显降低了焊接的自动化程度，尤其是当焊接路径曲线较为复杂时，修正将带来额外的误差，并直接影响焊接的质量。

图摆动扫描方式的摆动方向修正旋转电弧传感器的原理旋转电弧传感器概述旋转扫描方式主要是针对摆动式扫描频率低的缺点提出的种新的电弧扫描方式。

在此方式中，电弧和焊丝的伸出端围绕焊炬中心线作圆周运动，其电弧轨迹如图所示。

当电弧旋转的速度与电弧行走速度焊速之比足够大时，这种运动可以认为是电弧在垂直于焊缝的方向上的扫描，与摆动扫描的作用相似。

图旋转扫描方式下的电弧轨迹示意图采用旋转扫描方式工作的电弧传感器称为旋转电弧传感器。

旋转电弧传感器是种特殊的焊枪，在结构上虽比摆动式电弧传感器复杂，但具有突出的优越性高速旋转增加了焊枪位置偏差的检测灵敏度，极大地提高了跟踪精度高速旋转提高了快速响应特性，适用于高速焊接和薄板搭接的焊缝跟踪，在弧焊过程自动控制领域占有重要的地位。

旋转电弧传感器的国内外发展情况和应用现状旋转电弧焊是年苏联研究成功的，但进行这种焊接所用的焊机直到年代才出现。

焊机包括电源高频引弧或辅助电极引弧装置﹑夹具电极激磁线圈和加压机构液压机械或手动加压等部分。

影响焊接质量的主要工艺参数有电功率磁场强度管子装配间隙电弧旋转速度和时间顶锻力和顶锻速度。

旋转电弧焊的生产效率较高，与闪光对焊见电阻焊和摩擦焊相比，设备体积耗电量坯料损耗焊缝毛刺等都小得多。

旋转电弧传感器在实际生产中的应用首见于日本公司关于窄间隙焊接的报道中。

虽然这种技术在公司的船舶锅炉及结构生产中得以应用，且取得了显著的成效，但是由于这种旋转机构较复杂体积大振动大调节不方便，因此限制了其在实际生产中的广泛应用。

研究与应用表明，旋转方案的选定是旋转电弧传感器实现其突出功能的关键。

日本公司的窄间隙焊接首先使用的是野村博的导电杆转动方案，如图所示。

该方案中，用电动机驱动导电杆转动，利用导电嘴上的偏心孔使焊丝端头和电弧旋转。

由于导电杆是处于高速转动状态。

焊接电缆与导电杆之间无法直接相连，需要有个类似电刷的石墨滑块将数百安培的焊接电流传送到导电杆上。

这对于焊炬的设计加工和寿命都是不利的。

并且，由于导电杆和导电嘴转动而通过导电嘴的焊丝并不转动，致使导电嘴与焊丝之间存在高速相对运动，大大增加了导电嘴的磨损。

此外，导电嘴与导电杆的冷却也难以保证。

图野村博的导电杆转动方案在我国，从八十年代末期开始，以清华大学潘际銮院士为首的课题组，在旋转电弧传感，王加友杨峰国宏斌空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊接方法及装置中国专利杨春利赵博孙清洁旋转电弧窄间隙焊炬中国专利毛志伟张华种带挡尘盖的旋转扫描焊炬中国专利熊彪等空心轴电机中国专利潘际銮廖宝剑空心轴电机驱动的旋转扫描焊炬中国专利无锡瑞普科技有限公司分体模块编码器系列产品说明书无锡瑞普科技有限公司编码器产品说明书哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学第六版北京高等教育出版社，西北工业大学机械原理及机械零件教研室机械设计北京高等教育出版社，王昆等机械设计课程设计北京高等教育出版社，成大先机械设计手册单行本轴承北京化学工业出版社，成大先机械设计手册单行本常用工程材料北京化学工业出版社，成大先机械设计手册单行本常用设计资料北京化学工业出版社，成大先机械设计手册单行本连接与紧固北京化学工业出版社，艾云龙工程材料及其成形技术北京科学出版社，孙桓，陈作模，葛文杰机械原理第七版北京高等教育出版社，廖念钊等互换性与技术测量第五版北京中国计量出版社，赵玉刚宋现春数控技术北京机械工业出版社，科标工作室国内外非金属材料手册南京江苏科学技术出版社，张玉龙马建平主编新编材料速查速算手册北京化学工业出版社，东莞跃华电器有限公司系列增量型编码器产品说明书东莞市格联电子科技有限公司主轴编码器产品说明书瑞士瑞诺上海代表处空心轴伺服电机系列产品说明书公司空心轴立式电机产品说明书苗旭芳刘斌电机用绝缘轴承套中国专利，南昌大学旋转电弧传感器闭环调速装置中国专利，宁波菲仕电机技术有限公司交流永磁伺服电机空心轴转子中国专利，林尚扬等焊接机器人及其应用北京机械工业出版社，胡绳荪主编焊接自动化技术及其应用北京机械工业出版社，吴林等智能化焊接技术北京国防工业出版社，殷树言等焊接设备原理与调试北京机械工业出版社，中国机械工程学会焊接学会焊接手册第卷焊接方法与设备北京机械工业出版社，致谢毕业设计是对我们知识运用能力的次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。

本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校南昌航空大学科技学院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长其次我要感谢科技学院的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的高延峰老师，每有问题，高老师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟的情谊最后还要感谢相关资料的编著者和给予我们支持的社会各界人士，感谢您们为我们提供个良好的环境，使本次设计圆满完成。

本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬，附录旋转电弧传感器装配图旋转电弧传感器制图校对审核比例重量共张第张盛臻义序号代号图号名称数量材料重量单件总计备注均布均布技术要求编码器的安装应保证编码盘能够顺利转动，必要时可在螺钉固定时加垫片零件与与与与的配合表面涂密封胶轴承采用钠基润滑脂润滑垫片的安装不得使通水及通气受阻装配外壳前，应调试偏心机