陈明辉 陈海燕 刘德华

摘 要：本文根据手动焊接机焊接劳动力强、效率低的问题，对手动焊接机改型成自动焊接机，对焊接机的机构进行重新设计，指出了各零部件的空间运动情况，对焊接机力学分析时选用的方程进行了阐述，在控制系统上对各机构运动的先后顺序进行了设计，设计出电动相连的半闭环控制系统，能够提高焊接位置准确性。

关键词：齿条；焊接机；伺服控制；5自由度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.005

0 引言

焊接技术在汽车、造船、航天飞机等多种机电产品中得到了广泛应用。焊接技术主要包含两大类：一类是人工焊接，这种焊接技术导致生产效率低、生产产品的质量受人为因素的影响很大；一类是自动化焊接，这种焊接技术适合大批大量生产，焊接质量高效率高。当时的自动焊接机有焊接机器人焊接机、龙门焊接机、双爪焊接机。本焊机是齿条焊接机，被焊接工件是一种齿条刀具，齿条顶部很容易磨损，因此刀尖处焊接硬质合金刀尖。

1 焊接机结构设计与力学分析

1.1 焊接机结构设计

齿条自动焊接机主要由机械结构部分、伺服控制部分、图像采集部分组成。该焊接机以点对点形式实现准确焊接的设备。图1所示为焊接机的机械结构部分，是焊接中的执行构件，4齿条是待焊工件，它是一种切削设备。如果齿条刀尖是普通钢材做成，在切割时很快会磨损掉，因此在4齿条每个齿顶处焊接硬质合金3刀头，在焊接時需要4齿条能够在X轴上实现横向移动。3作为刀尖的焊丝为250mm长圆柱形状，在焊接时要求能够实现Y轴移动。……