全自动热熔对接焊机毕业设计

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全自动热熔对接焊机毕业设计

目录

摘要.............................. I Abstract ............................II 第1章绪论 (1)

1.1 设计的目的与意思 (1)

1.2 研究目标 (1)

1.3 国外的发展状况 (2)

1.4 设计容 (2)

1.4.1机械部分 (2)

1.4.2驱动部分 (3)

1.4.3 控制部分 (3)

第2章总体方案设计 (4)

2.1 全自动对熔焊机的开发背景 (4)

2.2 设计方案的拟定 (4)

第3章控制系统设计 (6)

3.1 控制系统硬件设计 (6)

3.2 微型单片机的简介 (6)

3.3 数据采集系统 (7)

3.3.1 传感器的选用 (7)

3.3.2 多路模拟开关配置 (8)

3.3.3 采样保持器 (9)

3.3.4 A/D转换器的选择 (9)

3.3.5 数据采集系统的综合误差计算 (10)

3.4 LCD与单片机的接口设计 (13)

3.5 打印机与单片机的接口设计 (14)

3.6 独立按键的设计 (15)

3.7 过零脉冲单元电路 (16)

3.8 控制系统软件设计 (17)

3.8.1 温度控制算法 (18)

3.8.2 热电偶冷端补偿 (19)

.参考资料.

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3.8.3 工艺过程控制方法 (19)

3.8.4 软件设计 (20)

第4章机械系统的设计 (21)

4.1 全自动对熔焊机的工艺过程 (21)

4.2 热熔焊机的组成 (23)

4.2.1 夹持及导向装置 (23)

4.2.2 液压系统 (23)

4.2.3 修整装置 (29)

4.2.4 加热板 (31)

第5章技术经济分析 (33)

第6章结论 (34)

参考文献 (35)

塑料压力管道焊接技术的发展现状 (37)

1 绪论 (37)

2 焊接技术的发展 (38)

2.1 电熔焊技术的发展 (38)

2.2 热熔对接焊技术的发展 (41)

3 管道焊接新方法的开发 (44)

4 可追溯性与质量保证体系 (45)

5 我国塑料压力管道焊接技术的发展现状 (45)

6 结束语 (48)

参考文献 (48)

附录1 (50)

附录2 (75)

致谢 (84)

.参考资料.

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第1章绪论

1.1 设计的目的与意思

与传统金属管道相比塑料压力管道具有质轻价廉，比强度大，比强度高，以及耐腐蚀且绝缘等特点而且在生产和使用方面均可节约大量能源。针对目前塑料PE管材的大量应用，它的联接技术也迅速发展，电熔焊，对熔焊，手动焊接，自动焊接技术相应产生，而且向自动化、智能化方向发展。我的论文题目是全自动对熔焊的机研究。它是利用液压力系统来完成焊接的四个阶段及提供各阶段所需要的不同压力。它的型号是GATOR315，适用围110—315mm,重量162kg。通过对时间、温度、压力、位移量、时序的全自动控制、将影响接口质量的人为因素减至最小，保证了接口质量，并使焊接工作台具有可追溯性。

塑料压力管道系统连接口技术的优劣，直接关系到石油、燃气管道系统的运行效果和使用寿命，因此对塑料压力管道的连接形式展开了深入研究使电热熔对接技术能得到合理的应用。以充分发挥管道系统的先进性、经济性、安全性。目前国外同类型电熔、热熔焊机的发展属前沿科技，无论是在外型设计、使用性能，经济学角度都是先进的，主要厂家有FUSION INTRADE LTD 、GASTRADE LTD 、SC FUSION ROMANIA LTD 等，国生产的主要厂家有GH FUSION CORP LTD 等。

1.2 研究目标

能自动适应环境的变化以及自动调整在新材料上焊接的焊接参数；具有记忆功能，自动记录所采用的焊接参数；采用磁卡数据载体；对塑料焊机采用ID 授权管理。随着网络技术的发展，将对焊机利用网络进行辅助管理远程故障诊断及远程参数设置。充分利用网络的快捷、方便，使塑料焊接技术向前发展。

.参考资料.

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1.3 国外的发展状况

塑料压力管道热熔对接焊的发展方向也是全自动化。这样不仅可消除人为因素的影响，并且可实现可追溯性。这主要是针对大口径管道，因为传统设备用于直径大于315的管道时已出现问题。英国、德国、比利时、法国、美国、日本等均已开发出半自动、全自动热熔对接焊设备。如英国煤气公司开发了一种自动热熔对接焊机，它可以选定最佳热熔焊接参数，并保持很小的公差，大大减小了操作人员对焊接过程的干预程度，从而保证了焊接质量。在我国，塑料压力管道的应用起步较晚与发达国家相比，在塑料压力管道焊接技术方面的差距很大。目前，在我国工程上广泛使用的塑料压力管道的焊接设备均为国外进口产品，且焊接设备比较落后。就热熔对接焊机而言，均为手动控制，焊接时工人凭经验掌握焊接的进程。这样一方面增大了工人的劳动强度，另一方面焊接质量受人为因素影响较大，难以保证焊接质量的一致性。电熔焊技术也是应用较广泛的焊接技术，但只在小管径管道上使用效果比较好；在大直径管道上使用时，电熔焊难以保证焊接质量，经常在接头处存在泄漏的现象；同时电熔管件受锢于国外技术，国使用的电熔管件都依赖于进口或中外合资生产，没有自主知识产权的电熔管件。近几年来，国学者也开始重视塑料压力管道焊接技术的研究开发，并取得了一些成就。

1.4 设计容

论文设计容包括对熔焊机的机械部分，驱动部分，控制部分，是一个集机械电子为一体的自动化控制过程。

1.4.1机械部分

1、机架快速夹具采用液压动力系统。

2、铣刀安装迅速和方便、曲面刀片、链条驱动增强铣刀的切削能力。

3、加热板有效保护加热板、新型的隔热护板隔热效果更好。加热板表面有聚四氟乙烯薄膜防止塑料粘在加热板上

.参考资料.

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1.4.2驱动部分

1、液压对接夹紧机构、通过压力传感器反应加热压力。

2、直流电机带动铣刀铣削

3、加热抽出锁驱动加热板迅速平稳抽出

1.4.3 控制部分

采用AT89C51单片机控制焊接温度、时间、及液压缸的动作，以及根据管道参数和环境条件自动选择和校正焊接参数消除人为因素的影响，以提高焊接质量。

.参考资料.

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第2章总体方案设计

2.1 全自动对熔焊机的开发背景

塑料压力管道焊接技术的优劣,直接关系到管网系统的运行效果和使用寿命。欧美工业发达国家塑料管道焊接始于20世纪50年代,但是在80年代以后,特别是90年代才得到迅速的发展。

目前,塑料管道焊接已从20世纪60～70年代的手工焊接发展到20世纪90年代的全自动焊接,焊接设备也从简单的手工控制发展到今天的计算机控制的专用塑料管道焊接系统,它能够适应聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB)等多种材料和多种规格管道的焊接,且能够自动完成塑料压力管道接头的装配和焊接过程。随着塑料压力管焊接技术的发展,焊接的管道也从最初的低压管道向中、高压管道拓宽。

在我国塑料压力管道的焊接领域属于领域,有着极为光明的发展前景。在我国塑料压力管道应用才刚刚起步,焊接技术与国际先进水平相比,比较落后,同时缺乏焊接基础理论的研究,这在某种程度上制约了塑料压力管道在我国的推广速度和应用围。因此,为了推动塑料压力管道在我国的广泛应用,在国家自然科学基金的资助下,天津大学材料科学与工程学院开始着手在塑料压力管道的焊接方法、焊接工艺及焊接的基本理论方面展开全面深入的研究。

热熔对接焊的基本原理是，热熔对接焊是采用热熔对焊机来加热管道端面,使其熔化,迅速将其贴合,并保持一定的压力,经冷却达到熔接的目的。各尺寸的塑料压力管道均可采取热熔对接方式焊接,该方法经济可靠,其焊接接头在受拉和受压时都比管道本身具有更高的强度。

2.2 设计方案的拟定

本文设计的是机电一体化产品，其机械部分的结构采用夹持及导向装置其材料选用45#钢，动力由液压系统提供，该装置装卸方便，并且可通过在夹持装置中添加管套，以适应不同规格塑料管道焊接的需要。铣刀安装迅速和方便、曲面刀片、链条驱动增强铣刀的切削能力。加热板采用电阻丝加热，

.参考资料.