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焊接機(jī)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】焊接機(jī)械裝備；焊接生產(chǎn)；作用；發(fā)展趨勢

一、焊接機(jī)械裝備的概述

焊接機(jī)械裝備就是指在焊接生產(chǎn)中與焊接工序相結(jié)合，所謂的輔助裝置和設(shè)備是為了與焊機(jī)進(jìn)行區(qū)別。焊機(jī)是在焊接過程中的核心裝備，包括焊接控制箱、焊機(jī)機(jī)頭、焊接電源等等，有著自己獨(dú)立的系統(tǒng)，不屬于焊接機(jī)械裝備的范疇。然而焊接機(jī)械裝備相對于焊機(jī)處于輔助地位，是配合焊機(jī)進(jìn)行焊機(jī)生產(chǎn)的裝置和設(shè)備。

在使用范圍上來看，焊接機(jī)械裝備可分為通用和專用兩類。通用焊接機(jī)械裝備的通用性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，這樣的機(jī)械裝備是能夠適應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化重復(fù)使用。還可以組合在一起使用或組裝在焊接生產(chǎn)線上，成為焊接生產(chǎn)線的一個組成部分。由于這種設(shè)備的通用性強(qiáng)，導(dǎo)致機(jī)械化和自動化水平不是特別高，主要可以滿足多品種、小批量焊接生產(chǎn)的需要專用機(jī)械裝備是為了適應(yīng)大批量、單品種焊接生產(chǎn)的需要專門設(shè)計(jì)制造的。這種設(shè)備的專業(yè)性強(qiáng)、生產(chǎn)率高、控制系統(tǒng)先進(jìn)，能更好的滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝焊工藝、生產(chǎn)批量的需求?，F(xiàn)根據(jù)專用機(jī)械裝備在焊接生產(chǎn)中的作用進(jìn)行分析。

焊接機(jī)械裝備可分為以下幾類：焊接變位機(jī)械、焊接輸送機(jī)械、焊接工裝夾具、其他從屬設(shè)備。其中焊接變位機(jī)械可分為：焊機(jī)變位機(jī)械、焊工變位機(jī)械、焊件變位機(jī)械。其中焊件變位機(jī)械包括焊接回轉(zhuǎn)臺、焊接變位機(jī)、焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)、焊接滾輪架。

焊接輸送機(jī)械分為：上料裝置、配料裝置、卸料裝置、傳送裝置以及各種專用吊具。焊接工裝夾具可分為：氣動夾具、手動夾具、磁力夾具、電動夾具、液壓夾具、真空夾具、混合式夾具等等；其他從屬設(shè)備分為：導(dǎo)電設(shè)備、焊劑輸送與回收裝置、焊絲清理及盤絲裝置等。

二、焊接機(jī)械裝備對焊接生產(chǎn)的作用

焊接機(jī)械裝備對焊接生產(chǎn)的作用是多方面的。本文以焊接工裝夾具為例來講述一下焊接機(jī)械裝備對焊接生產(chǎn)的作用。

1、提高產(chǎn)量。隨著高效率焊接方法的采用，輔助時間所占的比例更大。如果不相應(yīng)地采用機(jī)械化和自動化程度較高的焊接夾具與胎具，這種高效率的焊接方法也顯示不出它的優(yōu)越性。例如，制作一個壁厚為16毫米的圓筒節(jié)，用埋弧自動焊焊接一條長1.6米的縱向焊縫，雖然只用了8分鐘但是裝配、架設(shè)焊接機(jī)頭和安置焊劑墊等輔助時間就需要用40分鐘。焊接時間占總生產(chǎn)時間的五分之一，有五分之四的時間花費(fèi)在裝配等輔助作業(yè)上。使用焊接工裝夾具后，可以省去很多輔助工作的時間。不同的焊縫，所用的輔助時間可能不同。但是，只要正確地使用焊接夾具，一般都可以減少50一90%輔助時間，從而能夠提高產(chǎn)量。

2、提高產(chǎn)品質(zhì)量。一個焊件在自由狀態(tài)下焊接，焊后一般都要發(fā)生變形。如果它超出技術(shù)要求，就會影響到后面總裝配工作，或者影響到產(chǎn)品將來的工作性能。利用焊接夾具，可以精確地對焊件定位和牢靠地夾緊。焊接時，它的變形就受到限制。苔輔之以反變形的措施，焊后焊件就可以符合產(chǎn)品圖紙所要求的形狀和尺寸“。特別是對那些尺寸精度要求高的焊炳不使用焊接央具，是無法達(dá)到技術(shù)要求。

3、擴(kuò)大焊機(jī)的工作范用。一臺效率高的埋弧自動焊機(jī)，如果沒有夾具或胎具配合使用，它只能焊接乎焊位置的直線焊縫。如果設(shè)計(jì)一套滾輪轉(zhuǎn)胎，它就能焊接圓筒形焊件上的環(huán)焊縫。焊接變位機(jī)還能把各種位置的角焊縫調(diào)整到。船形”位置，焊接機(jī)頭就像在平焊位置上一樣對它進(jìn)行焊氏這樣就擴(kuò)大了自動焊機(jī)的應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮自動焊機(jī)的潛力。

4、改善勞動條件。手工裝配的勞動強(qiáng)度大，焊接時靠人力去翻轉(zhuǎn)工件是不可能的，也不安全。使用輕巧靈便的焊接夾具或機(jī)械化自動化程度較高的焊接胎具，去代替人工定位、央緊、翻轉(zhuǎn)工件等，就能改善工人的勞動條件。例如機(jī)械設(shè)備焊接時通常會出現(xiàn)設(shè)備變形，要對其進(jìn)行矯正十外因難，而且勞動強(qiáng)度大。如果通過焊接夾具減少或防止了焊接變形，就有可能取消掉這道繁重的矯正工序。

5、提高經(jīng)濟(jì)效益。制作焊接夾具雖然要增加產(chǎn)品的成本。但是，決定產(chǎn)品成本的因素主要是；原材料消耗和工時消耗。各種裝備和設(shè)備投資以及管理費(fèi)用等，僅僅是分?jǐn)偟矫總€產(chǎn)品的一部分。一旦、焊接夾具發(fā)揮作用，它就能減少裝配和焊接工時的消乾從而提高了產(chǎn)量；由于質(zhì)量提高了，就可以減少或取消焊后矯正變形或修補(bǔ)工藝缺陷的工序，使整個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短。

三、焊接機(jī)械裝備的技術(shù)發(fā)展趨勢

1、焊接電源的可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性和控制以及優(yōu)良的動感性。開發(fā)研制具有調(diào)節(jié)電弧運(yùn)動、送絲和焊槍姿態(tài)，能探測焊縫坡口、溫度場、熔池狀態(tài)、熔透情況，適時提供焊接規(guī)范參數(shù)的高性能焊機(jī)，并應(yīng)積極開發(fā)焊接過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。使焊接技術(shù)由“技藝”向“科學(xué)”演變是實(shí)現(xiàn)焊接自動化的一個重要方面。

2、焊接的柔性化技術(shù)。在未來的研究中，將各種光、機(jī)、電技術(shù)與焊接技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)焊接的精確化和柔性化。用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備，是提高焊接自動化水平的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備，以提高其柔性化水平，是我們當(dāng)前的一個研究方向。

3、焊接過程控制系統(tǒng)的智能化。應(yīng)開展最佳控制方法方面的研究，包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及專家系統(tǒng)的研究。

4、焊接控制系統(tǒng)的集成是人與技術(shù)的集成和焊接技術(shù)與信息技術(shù)的集成。集成系統(tǒng)中信息流和物質(zhì)流是其重要的組成部分，促進(jìn)其有機(jī)地結(jié)合，可大大降低信息量和實(shí)時控制的要求。注意發(fā)揮人在控制和臨機(jī)處理的響應(yīng)和判斷能力，建立人機(jī)一體的友好界面，使人和自動系統(tǒng)和諧統(tǒng)一，是集成系統(tǒng)的不可低估的因素。

四、結(jié)束語

在焊接生產(chǎn)中使用機(jī)械裝備的目的是為了保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高勞動生產(chǎn)率和降低成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，并擴(kuò)大焊接設(shè)備的使用范圍。在焊接生產(chǎn)中可根據(jù)經(jīng)濟(jì)和效益來判定是否采用焊接機(jī)械裝備。

參考文獻(xiàn)：

焊接機(jī)范文第2篇

關(guān)鍵詞：龍門式；攪拌摩擦焊接；角度偏置。

1.前言

攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding，簡稱FSW），是利用一種特殊形式的攪拌頭插入工件的待焊部位，通過攪拌頭與工件間的攪拌摩擦，摩擦熱使該部位金屬處于熱塑性狀態(tài)并在拌頭的壓力作用下從其前段向后部塑性流動，從而使待焊件壓焊為一個整體的新的焊接方式

2.攪拌摩擦焊的主要優(yōu)點(diǎn)

2.1.攪拌摩擦焊接過程中接頭部位不存在金屬的融化，是一種固態(tài)焊接過程，故焊接時不存在熔焊時的各種缺憾，可以焊接用熔焊方法難以焊接的材料，如LY、LC系列的硬鋁及超硬鋁，并且可以在任意位置進(jìn)行焊接。

2.2.由于不存在熔焊過程中接頭部位大范圍的熱塑性變形過程，焊后接頭的內(nèi)應(yīng)力小、變形小，基本可實(shí)現(xiàn)板件的低應(yīng)力無變形焊接。

2.3.接頭的機(jī)械性能好、無煙塵、無氣孔、無飛濺、節(jié)能、無需添加焊絲、焊鋁不需使用保護(hù)氣體、對焊工技術(shù)要求不高、焊前準(zhǔn)備要求低。

英國焊接研究所（The Welding Institute，簡稱TWI）認(rèn)為，攪拌摩擦焊技術(shù)是自激光焊接問世以來最引人注目的焊接方法，它的出現(xiàn)將使鋁合金等有色金屬的連接技術(shù)發(fā)生重大變革。

3.攪拌摩擦焊接機(jī)的設(shè)計(jì)

3.1.焊接工件為圖2所示有多塊5系鋁合金型材拼焊而成，最大程度約14.5米。拼焊后須確保工件平面度控制在±1mm內(nèi).圖3紅色圓圈內(nèi)表示所需搭焊接的型材結(jié)構(gòu)，型材逐一拼接，并由上下兩道焊縫保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.2.整機(jī)由底座、左右立座組件、橫梁、主動力頭五部分組成龍門框架結(jié)構(gòu)如圖4所示，總重量約4.6噸。板件由板厚為20mm的Q235B鋼板焊接，并應(yīng)用數(shù)控銑加工而成，經(jīng)有限元剛性強(qiáng)度分析，橫梁在受到2.4噸反作用力的情況下，變形量≦0.05mm，滿足剛性要求。部件與部件多采用銷釘、凸臺等定位，保證了整體的裝配精度。XYZ三軸均采用伺服電機(jī)滾珠絲桿傳動而非伺服電機(jī)齒輪齒條傳動，主要考慮工作載荷因素。

3.3.主動力由功率15KW電機(jī)、主軸（含攪拌摩擦頭）、角度偏置系統(tǒng)3部分組成。電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速經(jīng)過了計(jì)算并得到實(shí)際效果驗(yàn)證。主軸由上到下依次為萬向節(jié)、摩擦式聯(lián)軸器、攪拌摩擦頭如圖5所示。由于在焊接時，攪拌摩擦頭與工件保持一定角度還能很好的提升焊接質(zhì)量和速度，因此需要設(shè)計(jì)一套角度偏置系統(tǒng)。

3.4.該角度偏置系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖6所示，主軸通過圓柱滾動軸承與主軸套筒連接安裝。主軸套筒在主軸安裝座上能實(shí)現(xiàn)小角度旋轉(zhuǎn)，并通過其兩側(cè)的調(diào)節(jié)螺母調(diào)整偏置角度。由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中，主軸應(yīng)根據(jù)工件的焊接順序進(jìn)行180度換向，因此，主軸安裝座上設(shè)置了圓軸齒輪，并在圓軸齒輪的一側(cè)安裝了與之該嚙合的小齒輪。伺服電機(jī)能通過該角度偏置系統(tǒng)實(shí)時、精確的控制偏置角度，使得該焊接機(jī)能更好的模擬、適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境

4.結(jié)論

4.1.成本方面：自攪拌摩擦焊接機(jī)使用以來，公司減少了高純氬氣和鋁合金焊絲昂貴消耗品方面的投入，僅需要在約1000米焊縫后更換攪拌摩擦頭。

4.2.質(zhì)量方面：消除熔焊過程中大范圍的熱塑性變形過程。焊頭接頭的內(nèi)應(yīng)力小、變形小，實(shí)現(xiàn)了的低應(yīng)力無變形焊接，焊后不再需要整形，極大的提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

4.3.效率方面：焊接產(chǎn)量由原先的一天一臺套提升至現(xiàn)在的一天兩臺套，效率提升50%以上，大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度，對焊工技術(shù)要求不高，焊前準(zhǔn)備要求低。

總之，該焊接機(jī)的使用完全滿足公司對于成本、質(zhì)量、效率方面的要求。

5.改進(jìn)項(xiàng)目

下階段將進(jìn)行鋁合金雙面攪拌摩擦焊接的研究

5.1.雙面攪拌摩擦焊比攪拌摩擦焊接的能量更大。

5.2.采用雙面攪拌摩擦焊代替攪拌摩擦焊有利于提高焊接效率，在焊接該型材時，上下兩側(cè)焊縫同時焊接。

5.3.由于是上下兩側(cè)焊縫同時焊接，消除單側(cè)焊容易出現(xiàn)的變形缺陷，改善了焊縫的性能，焊后工件無需整形。

參 考 文 獻(xiàn)

焊接機(jī)范文第3篇

[關(guān)鍵詞]焊接機(jī)器人 裝載機(jī)產(chǎn)品 焊接問題

中圖分類號：TE972+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：TE 文章編號：1009914X（2013）34052701

0、前言

隨著制造業(yè)人力成本的不斷提高，人們對產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)注提升，并從改善員工作業(yè)環(huán)境等因素出發(fā)，焊接機(jī)器人被引入工程機(jī)械行業(yè)中，并日漸普及，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于挖掘機(jī)，裝載機(jī)等產(chǎn)品焊接中。焊接機(jī)器人焊接穩(wěn)定性及焊接質(zhì)量級效率較人工焊接具有大幅度提升，目前已經(jīng)在分廠中裝載機(jī)結(jié)構(gòu)件中得到廣泛應(yīng)用。

1、焊接機(jī)器人系統(tǒng)及應(yīng)用

弧焊機(jī)器人系統(tǒng)主要由焊接裝置，機(jī)器人及控制裝置，夾持裝置幾部分構(gòu)成，目前我們焊接系統(tǒng)主要應(yīng)用于輪式裝載機(jī)結(jié)構(gòu)件搖臂及油箱產(chǎn)品。

1.1：搖臂焊接機(jī)器人系統(tǒng)

搖臂焊接機(jī)器人系統(tǒng)主要用于裝載機(jī)產(chǎn)品搖臂焊接應(yīng)用，由ABB機(jī)器人本體IRB2400L，標(biāo)準(zhǔn)雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)，松下焊接電源，焊接夾具及電控系統(tǒng)等構(gòu)成。該焊接系統(tǒng)具備了SmarTac智能尋位，AWC電弧跟蹤，QuickMove優(yōu)化運(yùn)動，智能防碰撞技術(shù)，有效保證焊接尋位，檢測有效性，有力保證生產(chǎn)過程流暢及生產(chǎn)節(jié)拍需求。

1.2：油箱焊接機(jī)器人系統(tǒng)

油箱焊接機(jī)器人系統(tǒng)主要用于裝載機(jī)產(chǎn)品柴油箱和液壓油箱的焊接應(yīng)用，由松下弧焊機(jī)器人本體TA-1800、焊接控制柜，焊接電源及2軸變位機(jī)及焊接夾具等裝置共同組成的高效的焊接系統(tǒng)。

該油箱焊接機(jī)器人系統(tǒng)同樣具備接觸傳感，電弧跟蹤，電弧重啟功能，并配備粘絲自動解除及噴嘴碰撞保護(hù)功能，工件重復(fù)定位達(dá)±0.1mm，焊縫焊達(dá)率達(dá)到90%以上，均能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)拍和油箱焊接工藝要求。

2、焊接機(jī)器人焊接質(zhì)量分析

2.1焊接機(jī)器人外部質(zhì)量

焊接機(jī)器人焊接較人工焊接穩(wěn)定，焊縫成型均勻，一致性較好，接頭過渡圓滑，焊縫外觀質(zhì)量明顯優(yōu)于手工焊接。

搖臂與油箱產(chǎn)品焊縫基本為角焊縫，通過機(jī)器人焊接剖解試件斷面，觀測計(jì)算試件熔深，搖臂角焊縫焊角K=10～12 mm；焊縫根部熔合較好未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷；熔深≥2 mm，油箱熔深達(dá)到0.5mm，達(dá)到工藝要求。

在焊接工藝評定中，對焊接接頭性能檢測，對試驗(yàn)進(jìn)行拉伸，彎曲，沖擊試驗(yàn)，均能滿足評定要求。

3、焊接機(jī)器人焊接常見焊接缺陷及解決方法。

在焊接機(jī)器人焊接運(yùn)行中，由于作業(yè)環(huán)境，送絲機(jī)構(gòu)，清槍系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)及焊接工藝的影響，焊接中常會出現(xiàn)焊接缺陷，簡要將焊接缺陷類型及解決方法匯總?cè)缦拢?/p>

3.1 焊接氣孔

在實(shí)際焊接中，焊接氣體帶有水汽，純度不足；焊接氣體流量過大，過??；保護(hù)套尺寸過大，過??；工件焊接區(qū)域表面含水，油污等雜質(zhì)；焊絲伸絲長度等都是影響焊接氣孔的主要原因。

在焊接機(jī)器人焊接應(yīng)用中，對以上原因進(jìn)行排查，還需對送絲機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性檢測，并對焊接成程序焊槍角度進(jìn)行排查，并定期清理旱槍，避免焊接氣孔缺陷。

3.2 焊接咬邊

出現(xiàn)咬邊通常為焊接參數(shù)選擇又關(guān)，除了匹配焊接電流電壓，還需對焊接速度做出控制，保證熱輸入。其次，焊槍焊接角度及焊接位置也需做出調(diào)整，以避免咬邊出現(xiàn)。

3.3 焊偏問題

焊接焊偏問題，首先除了工件精度及工件一致性保證外，則需要確認(rèn)焊接尋位置問題，可以在焊接程序做出相應(yīng)調(diào)整，如出現(xiàn)經(jīng)常性焊偏，則需考慮機(jī)器人各軸的零位置，重新校零予以修正

4、結(jié)語

目前在裝載機(jī)產(chǎn)品上焊接機(jī)器人應(yīng)用日漸成熟，并且完全達(dá)到了生產(chǎn)及工藝要求，已經(jīng)轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)。焊接機(jī)器人在焊接效率及焊接質(zhì)量上與人工焊接相比有著巨大的優(yōu)勢，并極大降低了人工勞動強(qiáng)度，改善作業(yè)環(huán)境，將會應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域中。

焊接機(jī)范文第4篇

關(guān)鍵詞 熱熔焊接；ARM；uC/OS II；USB

中圖分類號：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）11-0000-00

1 課題背景及研究意義

在天然氣輸送塑料管道鋪設(shè)過程中，對于主、支干線管材管徑較大（D≥110 mm）的塑料管材連接主要采用熱熔焊接方法。

目前，國外一些廠家采用了高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和觸摸屏顯示器，生產(chǎn)了自動化程度較高的焊接機(jī)。但是，這些設(shè)備造價昂貴，難于在國內(nèi)推廣。有些則體積龐大，不利于現(xiàn)場施工。而且這些設(shè)備不支持U盤轉(zhuǎn)存數(shù)據(jù)等。

隨著國內(nèi)市場的需求逐漸增大，國內(nèi)一些機(jī)械生產(chǎn)廠家也開始生產(chǎn)塑料管材熱熔焊接的產(chǎn)品。但是，這些設(shè)備缺乏高性能控制器的支持，焊接過程未能實(shí)現(xiàn)全程自動化，也沒有人性化的操作界面，更不能對焊接數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。

由于國內(nèi)尚無同類的全自動塑料管材焊接機(jī)設(shè)備，因此，本課題所研究的全自動熱熔焊接機(jī)將添補(bǔ)國內(nèi)這一領(lǐng)域的空白，對國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有著積極的作用。

2 系統(tǒng)分析及總體設(shè)計(jì)

2.1 熱熔焊接原理

熱熔焊接（Butt welding）是PE管道系統(tǒng)中最常用的焊接方式，它是在兩管的兩個端面間，插入一個加熱板（Heater-Plate），在壓力的作用下，使兩管的端面變成熔融狀態(tài)，然后再撤走加熱板，使兩管的端面接合，并在壓力的作用下冷卻。熱熔焊接可以實(shí)現(xiàn)高抗拉性能的無縫連接。

2.2 熱熔焊接機(jī)工作過程及系統(tǒng)分析

熱熔焊接機(jī)的工作過程包括管材端面的銑削、拖動壓力辨識、管材端面的加熱（預(yù)熱過程和吸熱過程）、管材對接（加壓過程、保壓過程及冷卻過程）。

因此，焊接機(jī)控制器首先需要根據(jù)管材規(guī)格、環(huán)境溫度、辨識壓力等參數(shù)，計(jì)算各工作階段所需要的壓力、時間等數(shù)據(jù)；并能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制壓力輸出大小及時延的長短。系統(tǒng)還必須保存焊接機(jī)的設(shè)置參數(shù)及每一次的焊接數(shù)據(jù)，并能夠提供完善的記錄管理功能，包括對記錄的查看，刪除，打印及U盤轉(zhuǎn)存等。

2.3 熱熔焊接機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

從以上分析得出，系統(tǒng)由輸入、輸出、數(shù)據(jù)管理，人機(jī)交互幾大部分組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

模擬輸入用于對液壓壓力、動卡套的位移、加熱板溫度及環(huán)境溫度等進(jìn)行檢測；數(shù)字量輸入則用于判斷銑刀位置和加熱板的位置。

模擬輸出口將調(diào)節(jié)電液比例伺服閥，控制輸出的壓力。數(shù)字量輸出則用于銑刀的銑銷控制、加熱板溫度控制、液壓缸的啟停及其換向控制和聲光報(bào)警等。

數(shù)據(jù)管理部分硬件包括，數(shù)據(jù)存儲器、USB主機(jī)控制器和打印機(jī)等。人機(jī)交互由鍵盤和顯示模塊組成。

CPU作為系統(tǒng)的控制核心將統(tǒng)籌以上所有部件，實(shí)現(xiàn)焊接機(jī)整體的功能。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 主要器件選型

本系統(tǒng)的CPU采用飛利浦公司的LPC213X系列ARM7控制器，LPC213X集成了豐富的外設(shè)接口及功能部件。本系統(tǒng)中，使用其中的5路AD采集各種模擬輸入；1路DA用于控制比例伺服閥；I2C總線掛接一個數(shù)據(jù)存儲器；UART1驅(qū)動串行打印機(jī)；RTC作為系統(tǒng)日期時鐘管理。因此，采用LPC213X控制器，最大限度地壓縮了本系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，減少了本系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)工作量及硬件成本。

顯示模塊可采用單色點(diǎn)陣圖形液晶顯示器，為了更好的支持個性化的操作界面，可選擇帶點(diǎn)操作功能的T6963C控制器的液晶模塊。根據(jù)需求，分辨率為240X64可滿足中英文顯示要求。

預(yù)期設(shè)計(jì)系統(tǒng)管理焊接記錄需1000條以上。按每條記錄32個字節(jié)來算，所需的存儲器的大小大約需32000字節(jié)以上。因此，可選用I2C接口的串行EEPROMAT24C256。

USB主機(jī)控制器采用Cypress公司的SL811HS，SL811HS實(shí)現(xiàn)了USB主機(jī)結(jié)構(gòu)的接口層的功能，支持USB1.1協(xié)議，片上集成了SIE、USB收發(fā)器和256字節(jié)的SRAM，還具有硬件自動產(chǎn)生幀起始包SOF和CRR5/16校驗(yàn)的功能。

打印機(jī)選擇北京公達(dá)數(shù)碼科技有限公司生產(chǎn)的TP UP-AF系列高速面板式微型打印機(jī)，該打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)漢字和圖形的高速打印，面板結(jié)構(gòu)可嵌入到儀器設(shè)備的面板上，與儀器設(shè)備成為一體，該打印機(jī)的串行接口與RS-232C兼容，并支持XON/XOFF握手協(xié)議。

3.2 控制主板的設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)中，液晶模塊和SL811HS均需要總線驅(qū)動。但由于LPC213X系列ARM均不帶外部存儲擴(kuò)展接口，為了實(shí)現(xiàn)IO口的共享，以上兩種器件均使用同一套的模擬的讀寫總線。模擬總線接口提供8位數(shù)據(jù)線、讀寫信號線、地址線及片選信號線等。

由于ARM芯片的高速，低功耗和低工作電壓導(dǎo)致其噪聲容限低，為了提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)對所有與外部設(shè)備連接的接口都加了光電隔離電路，包括：數(shù)字量IO口的隔離、模擬量的輸入輸出的隔離、串口打印機(jī)驅(qū)動隔離等。

系統(tǒng)提供了10個鍵盤，用于對焊接機(jī)的操作。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 焊接機(jī)控制器軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

uC/OS II是由Jean J.Labrosse編寫的一個嵌入式多任務(wù)實(shí)時操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡潔精練，被廣泛用于各種控制系統(tǒng)中。uC/OS-II體系中包括多任務(wù)的管理、中斷與時鐘控制機(jī)制和任務(wù)間的同步與通信等，使應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員節(jié)省了大量的開發(fā)時間，而且完善了軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也提高了系統(tǒng)的可靠性。

圖2為焊接機(jī)控制器的軟件系統(tǒng)框圖。本系統(tǒng)使用7個任務(wù)，任務(wù)之間通過OS的消息機(jī)制來通信協(xié)調(diào)，每個任務(wù)又有來自子程序庫的支持，從而完成整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。

4.2 各部分子程序的實(shí)現(xiàn)

1）圖形接口子程序庫，提供對液晶操作的一系列應(yīng)用程序接口，如顯示字符，顯示漢字，幾何操作（顯示直線和矩形）、菜單操作、波形顯示以及文本顯示等。

2）工程應(yīng)用子程序庫，主要完成焊接機(jī)的關(guān)鍵控制程序，這部分程序是焊接機(jī)功能的最基本實(shí)現(xiàn)，主要對幾個焊接時的重要參數(shù)進(jìn)行識別或確定、對操作過程的引導(dǎo)及壓力曲線顯示。

3）小型記錄系統(tǒng)管理子程序庫，該程序庫采用了FAT文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，將存儲空間以扇區(qū)為單位分為索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)還包括保留區(qū)，供系統(tǒng)其它程序使用。本程序庫提供了大量基于記錄索引的操作函數(shù)，與圖形接口程序一起，形成了非常簡潔易用的記錄管理系統(tǒng)。

4、本系統(tǒng)中使用的串行打印驅(qū)動程序是一個使用了先入先出（FIFO）數(shù)據(jù)隊(duì)列和串行口中斷的驅(qū)動程序。該驅(qū)動程序可以有效地平衡速率不同的兩個部件，使快速部件無須等待慢速部件。

4）USB主機(jī)協(xié)議棧，主要由三大部分組成，USB的設(shè)備的枚舉、USB Mass Storage設(shè)備類協(xié)議和FAT文件系統(tǒng)的支持協(xié)議。

5）片上部件子程序庫，主要對LPC213X控制器的片上部件進(jìn)行初始化及其它操作，如I2C總線控制，利用RTC實(shí)現(xiàn)時鐘日歷功能等。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)使用高性能的ARM7控制器及嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了熱熔焊接機(jī)的自動控制，可靠的硬件設(shè)計(jì)給系統(tǒng)帶來了出色的抗干擾性能；人性化的圖形接口程序及采用了FAT文件系統(tǒng)管理思想的記錄管理系統(tǒng)，使焊接機(jī)的操作及對焊接記錄的管理操作變得簡潔易用；使用了數(shù)據(jù)隊(duì)列的串行打印機(jī)驅(qū)動，保證了CPU的響應(yīng)速度；系統(tǒng)還引入了目前流行的USB總線，實(shí)現(xiàn)焊接數(shù)據(jù)的大容量轉(zhuǎn)存。

綜上所述，本系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，為國內(nèi)這一領(lǐng)域提供了較好的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]周立功，張華等.深入淺出ARM7—LPC213X/214X（上冊）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

焊接機(jī)范文第5篇

超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。

又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。

當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。

超聲波焊接根據(jù)焊接方式的不同，可分為埋植法焊接、鉚焊法焊接、點(diǎn)焊法和成型。

（來源：文章屋網(wǎng) ）