机械毕业设计779焊缝自动跟踪系统-焊接小车设计论文 - 副本
焊缝自动跟踪系统研究与设计
焊缝自动跟踪系统研究与设计
郑洁霁
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2024(32)9
【摘要】在现代制造工业中,焊接是一项重要技术。
传统的人工焊接方式受操作工人技能水平、环境因素、设备参数等影响较大,不能保证焊接质量与速度。
本文研究设计了一种高性能的焊缝智能跟踪系统,通过相机得到焊缝的图像并对其进行图像处理从而得到焊缝的特征信息,控制电机调整焊枪的位置,实现自动识别和跟踪的功能。
实验证明,本系统工作可靠、精度较高,满足工程现场要求,为智能焊接生产打下了基础。
【总页数】4页(P81-83)
【作者】郑洁霁
【作者单位】嘉兴职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.焊缝自动跟踪Fuzzy-PI多模控制系统研究
2.管道多层自动焊焊缝记忆跟踪系统研究
3.基于自学习的永久阴极板焊缝自动跟踪系统研究
4.具有自动标定功能的激光焊缝跟踪系统研究
5.基于激光视觉检测的焊缝自动跟踪系统研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
焊接机器人毕业论文
第1章绪论1.1课题研究的目的及意义焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。
它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。
随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段，发展成为制造业中一项基础工艺，一种生产尺寸精确的产品的生产手段。
传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求。
因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。
电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程自动化提供了十分有利的技术基础，并已渗透到焊接各领域中。
近20年来，在半自动焊、专机设备以及自动焊接技术方面已取得了许多研究和应用成果，表明焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。
从21世纪先进制造技术的发展要求看，焊接自动化生产已是必然趋势。
焊接机器人的诞生是焊接自动化革命性的进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化的生产方式，从而使中小批量的产品自动化焊接成为可[1]。
焊接机器人已经广泛应用于汽车、工程机械、摩托车等行业，极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接生产效率和生产质量产生了质的飞跃。
同时改善了工人的劳动环境[2]。
但是，现在焊接领域中自动化程度最高的手臂式机器人在使用时有两个局限性：一个是它的活动范围较小，因为它像一个手臂，手臂长1.5~2米，也就是其活动半径，所以焊接的工件不能太长，最大范围也不能超过2米。
二是它必须用编程或示教进行工作，对不规则的焊缝，特别是在焊接过程中焊缝发生形变时，则很难适应。
然而，许多大型工件体积非常庞大，而且必须在工地和现场进行焊接。
例如：石化工业中的大型储油罐、球罐，造船业中的各种轮船，对这类产品的焊接，就很难实现自动化，许多建设工作仍然采用人工焊接[3]。
因此，给焊接机器人加装各种传感器，使它们具有焊接路径自主获取、焊缝跟踪以及焊接参数在线调整等能力，具有很高的实用价值。
焊缝自动跟踪系统中的智能控制
焊缝自动跟踪系统中的智能控制作者：关泰林李学名来源：《电子乐园·上旬刊》2019年第01期摘要：为了保障焊接工作顺利进行，必须实行正確的焊缝自动跟踪技术。
焊缝自动跟踪系统就是基于对焊缝技术的研究，采取前馈随动系统，进行焊接工作。
前馈随动系统可以减少工程工作中的人力物力的浪费，使得焊接工作更加简单方便，同时还可以实现焊缝自动跟踪功能。
智能控制在焊缝自动跟踪系统中有广泛应用，随着传感器越来越具有高精度特性，焊接效果也越来越好。
焊缝自动跟踪系统中的智能控制有模糊控制和神经网络两种，本文介绍了焊缝自动跟踪系统，并对焊缝自动跟踪系统中的模糊控制和神经网络两种应用做简单概述，希望能给相关人士提供借鉴。
关键词：焊缝自动跟踪系统;智能控制;传感器;模糊控制与传统的人工焊接技术相比，如今的焊接技术融入更多智能化技术，凭借焊接机器人设备为工作载体，实现焊缝自动跟踪。
焊缝自动跟踪系统是一种借助传感器的应用系统，系统的智能化水平很大程度上依赖于传感器的效能，这项改进可以使焊接工作不再过分依赖于高技术焊接技术人员，机器就可以生产高质量的焊接产品。
一、焊接跟踪系统分析从宏观上来看，焊接跟踪系统由两个类别，分别为程序控制系统和前馈随动系统[1]。
程序控制系统指的是早期产生的简单的焊接系统，程序控制系统采用实现预定焊接轨迹的方法，该系统大都应用在焊接成果为固定矩形的加工工件上，此类型工件显著特征为不用调节任何形状。
程序控制系统对于人力物力的耗费极大，因为他要求高精度的焊接成果，并且有一些焊接成果形状难以用几何数学的方法求得。
为了解决这个弊端，近代以来，对于焊接工作科研人员提出一种新型的焊接系统为前馈随动系统。
前馈随动系统可以对焊接工件进行实时控制，利用高精度传感器将焊接过程记录下来。
这种实时系统由三个部件构成，分别为控制器、偏差信号传感器和跟踪机构。
系统的控制有三个信号决定：参考输入、被控量和噪声干扰项。
焊缝自动跟踪系统的难点在于如何实现自动踉踪以及保证跟踪的准确度，在工作中变化最大的就是焊接线的变化。
焊接技术论文(9篇) - 其他范文
焊接技术论文(9篇) -其他范文焊接技术论文11.焊接小车焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。
焊接小车应具有外形美观、体积小、重量轻、操作方便等特点。
它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。
行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。
送丝机构必须确保送丝速度准确稳定，具有较小的转动惯量，动态性能较好，同时应具有足够的驱动转矩。
而焊枪摆动调节机构应具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。
焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。
在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。
2.焊接轨道轨道是装卡在管子上供焊接小车行走和定位的专用机构，其的结构直接影响到焊接小车行走的平稳度和位置度，也就影响到焊接质量。
轨道应满足下列条件：装拆方便、易于定位；结构合理、重量较轻；有一定的强度和硬度，耐磨、耐腐蚀。
轨道分为柔性轨道和刚性轨道两种。
所谓刚性轨道就是指轨道的本体刚度较大、不易变形，而柔性轨道则是相对刚性轨道而言。
两种类型的轨道各自有各自的特点。
刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接小车行走平稳，焊接时焊枪径向调整较小，但重量较大、装拆不方便。
而柔性轨道装拆方便、重量较轻，精度没有刚性轨道高。
3.送丝方式送丝的平稳程度直接影响焊接质量。
送丝方式可以简单分为拉丝和推丝两种方式。
拉丝时焊枪离送丝机的安装位置较近，焊接过程中焊丝离开送丝机后受到的阻力较小，因此可以保证送丝过程平稳，但送丝机和焊丝盘均须安装在焊接小车之上，增加了焊接小车的重量，给人工装拆增加了困难，重量增加还容易造成焊接小车行走不平稳。
机械毕业设计778焊缝跟踪光电传感器控制系统的设计(终稿)
基于光电传感器的智能焊缝跟踪系统的设计摘要焊接自动化具有提高生产效率，优化产品质量和改善劳动条件等优点，能够大力促进制造业经济的发展，而焊缝跟踪技术是实现焊接自动化的必要技术，因此，发展焊缝跟踪技术具有重要意义。
本文设计的光电传感器式焊缝自动跟踪系统有三个主要部分组成，即光电传感器，控制系统和执行机构三个主要部分。
控制系统是基于MSC-51的单片机系统，跟踪执行机构系统由焊接小车和双十字滑架组成。
对于常态表面状态和打磨表面状态下的工件，系统针对性地采用两种不同的信号采集和处理方法：对于表面常态下的工件，采用了加权比较的信号处理方法；对于表面打磨的工件，采用了另一种信号处理方法——信号差值比较的方法。
因此，这两种方法的综合使用可以有效地提高传感器的准确性和适应性。
在分析前人实验经验的基础上，本系统的执行机构采用的是小车配合双十字滑架的模式。
系统经过理论分析，建立了相应的数学模型，并在此基础上设计了符合系统要求的模糊-PID控制系统。
模糊-PID控制系统采用开关切换控制的方式，在大误差范围内采用PID控制，在小误差范围内则转换成模糊控制，两者的转换由微机程序根据事先给定的误差范围自动选择切换。
仿真设计表明，该模型不仅简单可靠，而且跟踪精度高。
相关的焊接实验与仿真表明，光电传感器式焊缝自动跟踪系统总体上达到了设计要求，具有深入开发的潜力。
关键词：光电传感器；焊缝跟踪；单片机；模糊-PID控制AbstractWelding Automation has the advantages of increasing production efficiency,optimizing product`s quality and improving working conditions,etc.So it canvigorously promote the economic development of the manufacturing.Thedevelopment of the seam tracking technology which is a necessary for the weldingautomation technology has a great significance.In this paper,Seam Tracking System Based on Photoelectric Sensor has threemain components,namely,Photoelectric Sensor,a sub-system of control and theexecutive machine.The whole control system is consists of MSC-51 microcomputerhardware and the corresponding control software.The executive machine has twoparts,one of parts is called welded car,the other is the double-cross slider machine.the system has two different signal acquisition-processing methods for thedifferent surfaces of workpiece:For the normal surface of the workpiece,it uses themethod of comparing the signal;for the polished surface of the workpiece,it useanother different kind method of signal processing—subtraction-divided method.Therefore,it can effectively improve the accuracy and adaptability of thephotoelectric sensor by these ways.Based on the experience,the executive machine is made up by welded car anddouble-cross slider machine.By the theoretical analysis of the system,we establishthe corresponding mathematical model,and design the Fuzzy-PID control systemwhich can meet the requirements of the system.Fuzzy-PID control system uses aprogram switch to convert.when the warp detected is big,the Proportional control isapplied;when the warp detected is small,Fuzzy technology is applied.Theconversion of program switch is decided by the warp range.By the simulation,itshows that these methods are not only simple and reliable,but also more accurate forthe seam tracking.After the welding experiment and simulation,it shows that seam tracking systembased on photoelectric sensor can meet the requirements of designing generally,it candevelop more better in the future.Key Words: Photoelectric Sensor；Seam Tracking；Microcomputer；Fuzzy-PID Control目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论.............................................................................. (1)1.1选题依据及课题意义........................................................... . (2)1.2国内外设计现状.................................................................... .. (2)1.2.1焊缝自动跟踪技术概述............................................... ................. .. (3)1.2.2焊缝跟踪传感器的发展状况 (3)1.2.3焊缝自动跟踪中控制理论发展概况........................... .. (6)1.2.4焊缝跟踪伺服系统和执行机构................................. . (10)1.3本文设计的主要内容.......................................................... ................. (10)第二章光电传感器的设计..................................................... . (12)2.1光电传感器的组成和原理................................................. ................. .. (12)2.1.1光电传感器的元件组成............................................ ................. . (12)2.1.2光电传感器的电路设计............................................. ................. (13)2.1.3传感器元件的选择和工作特性................................. ................. . (14)2.1.4光电传感器的工作原理............................................. ................. (15)2.2影响光电传感器工作的因素.............................................. . (16)2.2.1传感器高度实验......................................................... . (16)2.2.2工件表面状况影响实验............................................. ................. (17)2.2.3人工辅助线影响实验................................................. ................. .. (18)2.2.4弧光影响实验............................................................ ................. .. (18)2.2.5白线偏移实验及数据处理........................................ ................. . (19)2.3工件表面打磨状态下传感器信号采集实验..................... ................. (22)第三章硬件选择及系统整体组成......................................... . (25)3.1焊接小车和执行机构......................................................... ................. . (25)3.1.1焊接小车..................................................................... ................. . (25)3.1.2执行机构.................................................................... ................. (25)3.1.3十字滑架步进电机驱动控制电路............................. .. (27)3.2 MSC-51单片机系统......................................................... ................. (29)3.2.1单片机的P口分配..................................................... ................. .. (29)3.2.2单片机存储空间分配................................................. ................. .. (29)第四章焊缝跟踪控制系统 (31)4.1数学模型的建立.................................................................. ................. . (31)4.1.1控制原理..................................................................... ................. .. (31)4.1.2数学模型..................................................................... ................. .. (32)4.2控制器的设计...................................................................... ................. . (34)4.2.1 Fuzzy-PID复合控制器............................................ ................. . (34)4.2.2 PID控制部分............................................................ ................. (37)4.2.3模糊控制器的设计.................................................... ................. .. (37)4.3仿真与分析......................................................................... ................. .. (45)第五章结论和分析.................................................................................. .. (50)5.1光电传感器式焊缝自动跟踪系统的设计结论................ ................. . (50)5.2进一步设计的建议............................................................. ................. (50)参考文献.................................................................................. ................. . (51)附录：中文翻译和外文资料 (52)致谢........................................................................................... ................. .. (59)第一章绪论1.1选题依据及课题意义焊接技术作为一门综合性应用技术，具有多学科交叉融合的特点。
焊机焊缝跟踪装置机构及控制设计
焊机焊缝跟踪装置结构及控制系统设计摘要:长直轨道焊接在工业焊接技术中的十分常见，但是焊接小车在焊接系统中是不可缺少的设备，其启动性能如何和运行速度是不是平稳直接影响到焊接质量。
本文设计的是一台应用于实际焊接场所的基于单片机控制的焊接小车，此设备主要应用于长直轨道的焊接场所中。
该焊接系统采用了单片机和外部硬件电路相结合的控制方式，当中单片机是该系统的控制核心，系统首先通过控制电路输出模拟信号，然后经模数转换器将其转换为数字信号，数字信号接到单片机相应的接口，通过编程对整个系统进行控制，电机前安排了驱动电路，作用于驱动步进电机，电机经过减速器把转矩输送到小车的轮轴上。
在焊接自动化系统中，焊接小车速度的控制直接影响着焊件的焊接质量，本系统对焊接速度的控制十分精确，十分精确地解决了这个问题。
本文提出的采用单片机控制步进电机的方案，可依据设计需要，通过控制电路的三个相应开关实现对焊接小车的转速、正反转、停止及启动等工作状态进行控制，具有实时性以及交互性的特点，从而提高了焊接生产效率。
关键词：焊接小车，单片机控制系统，步进电动机Abstract:Long straight track in the welding industry in welding technology are very common,and welding car in the welding system is essential equipment, how to start performance, speed dire ct impact on whether a smooth welding quality.This paper is designed for a welding places based on the actual control of the microcontrol ler welding car, the device used in the track's long straight welding in place. The welding system u ses a single chip and external hardware circuit combination of control, of which SCM is the core of the control system, the system first of all by controlling the circuit output analog signals, then the ADC will convert them to digital signal , The digital signal from the corresponding MCU interface, through the programming of the whole system of control, pre-arranged a motor drive circuit, used t o drive stepper motor, motor reducer, as the torque transmitted to the car's axle On.Welding Automation System, welding car speed control direct impact on the welding of the welding quality of the welding speed of the system of control is very accurate, very good soluti on to this problem. The proposed use of SCM stepper motor control programmes, as required, from the three corresponding control circuit switching to achieve the speed of the car welding, positive a nd stop and start the work, such as state control, with real-time and Interactive features, improvedwelding productivity.Key words:Welding car，SCM Control System，Stepper motor第一章绪论一、焊缝跟踪装置研究的现实意义依照国家统计局发布的《2012年国民经济和社会发展统计公报》，我国2012年粗钢产量为7.2 亿吨，按照我国焊接用钢量为30%的比率计算,焊接结构的钢材量接近2.7 亿吨。
焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统研究
焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统研究焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统研究摘要：焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统是现代焊接技术的重要组成部分，具有提高焊接精度和效率的关键作用。
本文通过对焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统的研究，探讨了焊接机器人在焊接过程中如何实时跟踪焊缝，并通过相应的控制方法来保证焊接质量。
1. 引言焊接机器人是目前工业领域中广泛应用的自动化设备，具有高效、精确、灵活等特点，因此被广泛应用于各类焊接任务。
然而，在焊接过程中，焊缝的位置、形状等因素会对焊接质量产生重要影响，因此实时焊缝跟踪控制系统的研究对于提高焊接质量具有重要意义。
2. 焊接机器人实时焊缝跟踪方法2.1 传统方法传统的焊接机器人实时焊缝跟踪方法主要基于传感器的数据反馈，通过采集焊缝的位置和形状等信息，从而实现机器人的实时跟踪控制。
这种方法相对简单，但受到环境光线、表面反射等因素的干扰，容易造成跟踪偏差。
2.2 视觉方法视觉方法通过摄像设备采集焊缝的图像信息，并利用图像处理和计算机视觉算法来提取焊缝的特征信息，从而实现机器人对焊缝的实时跟踪。
这种方法具有较高的精度和稳定性，但对于焊缝的特征提取要求较高，且计算量较大。
2.3 深度学习方法深度学习方法是近年来焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统研究的热点之一。
深度学习模型通过训练大量数据集，可以自动提取焊缝的特征信息，并具有较高的识别精度和鲁棒性。
但深度学习方法需要大量的数据和计算资源，并且对于焊接过程中光线、烟雾等影响因素的鲁棒性较差。
3. 焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统的优化为了优化焊接机器人实时焊缝跟踪控制系统，提高焊接质量，本文对传统方法、视觉方法和深度学习方法进行了研究和比较，并提出了以下优化方案：3.1 传感器的优化选择适合焊接过程的传感器，并对传感器的数据进行滤波和校准，提高传感器的精度和稳定性，减少干扰。
3.2 图像处理算法的优化优化图像处理算法，提高对焊缝的特征提取能力，并提高算法的运行效率，增强系统的实时性。
焊缝自动跟踪系统中的智能控制
收稿日期:2000-05-07 作者简介:梁明(1974—),男,江西人,现在华南理工大学机电工程系材料加工工程专业攻读博士。
焊缝自动跟踪系统中的智能控制梁 明,王国荣,石永华,刘 桑(华南理工大学机电工程系,广东广州510641)摘要:从控制方式的角度对焊缝自动跟踪系统进行分析,确认大多数焊缝跟踪系统是一种前馈随动系统。
介绍了模糊控制和神经网络在焊缝跟踪中的应用。
关键词:焊缝跟踪;模糊控制;神经网络中图分类号:TG 43919 文献标识码:A 文章编号:1001-2303(2000)08-0017-04I ntelligent control in the w eld seam tracking system LI ANG Ming ,W ANG G uo -rong ,SHI Y ong -hua ,LI U Sang(Department of Mechatronic Engineering ,S outh China University of T echnology ,G uangzhou 510641,China )Abstract :In view of controlling method ,m ost of the weld seam tracking systems are classified as the programmed control system and the feed -forward control system.The application of fuzzy control and artificial neural netw ork in the weld seam tracking is introduced.K ey w ords :weld seam tracking ;fuzzy control ;artificial neural netw ork1 前言众所周知,实施正确的焊缝跟踪是保证焊接质量的基本条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录摘要 (2)Abstract (3)概述 (4)第1章机械传动装置总体设计 (5)1.1 拟订传动方案 (5)1.2 丝杠螺母的选择 (5)1.3电动机选择 (7)第2章机械减速器设计 (10)2.2 轴的设计 (12)2.3 键的选择与校核 (15)2.5箱体结构尺寸选择 (17)第3章焊接专用夹具的设计（略） (19)第4章直流调速系统设计 (20)4.1直流电动机调速原理 (20)4.2 直流调速系统结构框图设计 (21)4.3直流调速系统各组成电路设计 (21)4.4 晶闸管直流调速系统原理电路图 (25)第5章 PLC程序设计设计 (28)5.1电气控制系统概述 (28)5.2 可编程控制器的特点 (28)第6章设计小结 (34)第7章参考资料 (35)摘要在设计中焊接机是最为典型且应用最广泛的机动式焊接机械装备，他主要包括电气控制部分和机械部分，本设计重点介绍了自动焊机的机械部分和自动控制。
机械部分是驱动焊体的移动部分，包括电动机，联轴器，轴承和减速器等。
自动控制部分主要是PLC自动控制。
AbstractThe seam welding ,design is the most modern and versatice machine motive welding mechanical untis .It is composed of electronic cotro ling and mechaniacal units ，introduced the structure of its mechanism and the automatic controlling . the structure of its mechanism is which the welding piece was drivened in cluding motor copling piece was drivened . bearing rotation ----wheel .degradation ---conveyor and so on . the automatic controlling main is PLC automatic controlling概述自动控制气体保护焊接是一种高效焊接方法，由于它具有气体保护，所以用它能进行高质量焊接，又由于采用了PLC自动控制，因而焊缝均匀。
该方法自问世以来!就一直受到人们的重视(1969年美国 DEC公司研制出第一台 PLC用于GM公司生产线上并获得成功。
进入 20 世纪 80年代!随着计算机技术和微电子技术的迅猛发展!极大地推动了PLC的发展。
目前PLC已广泛应用于冶金、矿产、机械、轻工等领域!为工业自动化提供了有力的工具!加速了机电一体化的实现。
在自动控制焊机中选择PLC作为控制核心的原因有：a、可靠性高b、控制功能强c、编程方便d、适用于恶劣的工业环境!抗干扰能力强e、具有各种接口!与外部设备连接非常方便f、维修方便等。
正因为如此，用PLC控制的气体保护自动焊机在我国被广泛的应用。
第1章机械传动装置总体设计1.1 拟订传动方案根据设备技术要求及各种传动机构的性能制定传动方案如图(1)传动系统设计方案（1）传动方案分析：该设备用于管类零件的直缝焊接，焊接的速度比较低，焊接的质量取决与焊接的速度快慢与稳定性。
减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮，大齿轮输出轴作为减速器的低速轴，可以使输出轴的转速稳定。
整个系统传动不太大，电机须频繁启动，对系统的调速性能要求高，为了实现较好的无级调速，选择直流电动机，利用直流电路调速系统实现无级调速。
减速器采用单级圆柱直齿圆柱齿轮减速器可以得到一定的传动比，利用二者联合调速可以得到较好的调速性能。
1.2 丝杠螺母的选择1、丝杠螺母传动的特点及应用（1）用较小的扭矩转动丝杠（或螺母）可使螺母（或丝杠）获得较大的牵引力。
（2）可达到较高的降速传动比，使降速机构大为简化，传动链得以缩短。
（3）能达到较高的传动精度，用于进给机构还可用作测量元件，通过刻度盘读出直线位移的尺寸，最小读数值可达0.001mm。
（4）传动平稳，无噪声。
（5）在一定条件下能自锁，即丝杠螺母不能进行逆传动，此特点特别适用于作部件升降传动，可防止部件因自重而自动降落。
鉴于以上优点，有参考文献②丝杠螺母的传动方式及其应用见表5.7-1的丝杠螺母传动简图（2）：图（2）丝杠螺母传动简图2、丝杠螺母副的选择由参考文献②表5.7-6初选丝杠螺母副丝杠螺母副的基本参数如表（1）：表（1）丝杠螺母副丝杠螺母副的基本参数丝杠的传动效率：由参考文献②查得η=0.7丝杠螺母强度的校核计算：由参考文献②式5.7-19的ζ=P A[]2σ≤ 其中P —为丝杠所要的最大轴向力N 。
A —丝杠内经的截面积2mm 由上表知214d A π==221.8910mm ⨯1d —丝杠的内径mm η—丝杠的传动效率[]σ—许用拉应力由于螺纹所引起的应力集中系数不能精确确定,因此取[]σ=33.5sσ，s σ为材料的屈服点(2N mm ).ζ=P A2=2=3.962N mm <[]σ1.3 电动机选择1、 确定驱动负载所需的外力和转矩焊枪的移动速度v由设计要求可知焊枪移动速度范围v=0.5m/min —1.5m/min 丝杠的转速n丝杠的螺距为4mm ，由参考文献②式 当v=0.5m/min 时v 为1000v n S ==10000.54⨯=125r/min 当v=1.5m/min 时v 为1000v n S ==1000 1.54⨯=375r/min 所以丝杠的转动速度范围为125r/min —375r/min2、电动机类型和结构形式选择因本设备运转速度低，调速范围广，周期性运行，切运转要平稳可靠，为了得到较好的调速性能，选用Z2系列直流电动机，利用调速电路实现系统的无级调速。
安装形式选择卧式。
3、电动机容量确定⑴ 本设备负载小，属于惯性旋转机构，固按旋转运动计算驱动功率。
⑵ 计算移动部件摩擦阻力矩移动部件的摩擦力矩为主要的功率消耗所以其它的摩擦可以忽不计，由于移动部件的重力定为500N 所以移动部件所受的摩擦力为由参考文献②表5.7-3知摩擦系数f=0.1 f F =500f=500⨯0.1=50N摩擦阻力矩由参考文献⑥式5-32得 2f f F L M iπη=其中L —丝杠螺距 i —齿轮减速比为4 η—传动效率定为0.72f f F L M iπη==50420.74π⨯⨯⨯=11.4Nm当丝杠作旋转运动时,克服摩擦阻力矩所需的功率P 丝=0.1047f M n/η=0.1047×11.4×375/0.7=639.5W 由参考文献⑦表2-4机械传动的效率得： a 、闭式圆柱齿轮的机械传动效率为1η=0.97 b 、一对滚动轴承的机械传动效率为2η=0.99 则机械传动链的总效率η为：η=1η2η2η=0.97⨯0.99⨯0.99=0.95 驱动功率为：P =P η丝=639.50.95=673.2W 为了扩大设备加工范围,设备的驱动转矩应有足够的余量.另因为传动比较大,调速范围宽,固应选择较高的电机,由参考文献①表13-65，选择系列化FANUC 型直流电动机5M 型.该电动机技术指标如表（2）:表（2）电动机技术指标 ⑶ 计算传动比由参考文献③知，可选择电力拖动系统为调速范围为中等调速系统即350D ≤≤D=maxminn n =4 min n =max 4n =20004=500r/mini=n min ／n 丝＝500/125=4当丝杠转速为375r/min 时电机的转速为375 4=1500r/min所以要求电动机的调速范围为500r/min —1500r/min 所以能满足要求。
i=i 晶×i 齿,为了得到较大调速范围，用晶闸管直流调系统实现无级调速，调速范围i 晶＝4;机械减速利用齿轮单级减速器实现，传动比i 齿＝4. ⑷ 计算传动装置的运动和动力参数 计算各轴转速：按最高转速计算Ⅰ轴 n1=n =1500r/minⅡ轴 n2=n1/i 齿 =1500/4=375r/min 丝杠 n3=n2=375r/min 计算各轴输入功率：Ⅰ轴 P1=p ×η联×η晶=800×0.99×0.9=712.8W Ⅱ轴 P2=p1×η齿×η承=712.8×0.97×0.99=684.5W 丝杠 P3=p2×η承=684.5×0.99=677.7W 计算各轴的输入转矩：Ⅰ轴 T1=T ×i 晶×η联=5.9×4×0.99=23.4NmⅡ轴 T2=T1×i 齿×η齿×η承=23.4×4×0.98×0.99=90.7Nm 丝杠 T3=T2×η承=90.7×0.99=89.76Nm 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于表(3)。
表（3）运动和动力参数计算结果第2章 机械减速器设计2.1 齿轮的设计与计算一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1、按图所方案，选定直齿圆柱齿轮示的传动传动。
移动部件为一般机构，速度不高，故齿轮选定8级精度。
2、齿轮选用便于制造且价格便宜的材料，由参考文献表3-2选取小齿轮材料为45号钢（调质），HBS 1=240,大齿轮材料为45号钢（常化）HBS 2=200.3、选取小齿轮数Z 1=20,大齿轮数Z 2=iZ 1=4×20=80。
因齿面硬度小于350HBS 的闭式传动，所以按齿面接触疲劳强度设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度。
二、按齿面接触疲劳强度设计由参考文献⑧式（3-24）得设计公式为:[]21()E t HZd mm σ≥ 1、确定公式内各参数的数值 （1）试选载荷系数K t =1.3（2）计算小齿轮传递的转矩,按高速轴的最低转速计算T 1=95.5×105p/n 1=50.712895.510500⨯⨯=13614.5Nmm=13.6Nm （3）由表3-9选取齿宽系数 θd=0.8（4）由表3-7查得弹性影响系数Z E=189.8（5）由参考文献⑧表3-59查得接触疲劳强度极限ζH l i m 1=590Mp a ;由表3-59查得接触疲劳强度极限ζH l i m 2=470Mp a（6）由式3-29计算应力循环次数N 1=601h n jL =60×500×1×16×300×15=21.6×1082N =1/N u =21.6×108/4=5.4×108（7）由图3—57查的寿命系数121HN HN K K ==（8）计算接触疲劳许用应力。