摩擦焊基于其固相連接的特性,在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。針對摩擦焊中的摩擦螺柱焊和攪拌摩擦焊,由于相應(yīng)的焊接設(shè)備缺乏柔性,焊接設(shè)備笨重,為提高焊接過程的自動化,減少設(shè)備成本,基于上述兩種焊接方式的共性,本課題擬利用大載荷機器人配合外圍設(shè)備,將上述兩種摩擦焊接方式集成到同一系統(tǒng)中。為給焊接系統(tǒng)集成提供相關(guān)的參數(shù)依據(jù),在設(shè)備的集成工作之前分別對上述兩種焊接方法進行工藝試驗,試驗材料選用6061鋁合金。針對摩擦螺柱焊,分別探討了摩擦壓力、螺柱轉(zhuǎn)速、感應(yīng)加熱溫度和焊接結(jié)構(gòu)四個主要影響因子對焊接質(zhì)量的影響;針對攪拌摩擦焊,探討了轉(zhuǎn)速和焊接速度兩個影響因子對焊縫質(zhì)量的影響規(guī)律。根據(jù)機器人本體第六軸末端連接法蘭的尺寸,設(shè)計了用于連接機頭系統(tǒng)與機器人本體的關(guān)鍵部位連接件。同時對現(xiàn)有設(shè)備在實際工況下的連接件的不同極限受力狀態(tài)進行分析,并基于上述分析,利用三維繪圖軟件SolidWorks中的受力分析插件對該連接件進行有限元分析與校驗,確保連接件的安全可靠性。設(shè)計了整套設(shè)備的控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)的設(shè)計主要涉及各部件的協(xié)同控制程序設(shè)計。雙功能摩擦焊接系統(tǒng)主要包括機器人本體、KRC4控制柜、變頻器、變頻電機和液壓... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題的背景及意義
    1.2 摩擦焊技術(shù)概述
        1.2.1 摩擦螺柱焊
        1.2.2 攪拌摩擦焊
        1.2.3 其他摩擦焊技術(shù)概述
    1.3 摩擦焊機概述
        1.3.1 工業(yè)機器人概述
        1.3.2 摩擦焊機國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.3 機器人系統(tǒng)集成研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 實驗方案設(shè)計
    2.1 雙功能摩擦焊系統(tǒng)集成理論依據(jù)
    2.2 復(fù)合熱源摩擦焊可行性分析
        2.2.1 感應(yīng)加熱技術(shù)原理
        2.2.2 感應(yīng)加熱特點
        2.2.3 感應(yīng)加熱應(yīng)用
    2.3 模擬試驗方案設(shè)計
        2.3.1 摩擦螺柱焊工藝模擬試驗
        2.3.2 攪拌摩擦焊工藝模擬試驗
        2.3.3 檢測設(shè)備
    2.4 相關(guān)硬件的選型
    2.5 本章小結(jié)
3 摩擦焊工藝模擬試驗
    3.1 摩擦螺柱焊模擬試驗設(shè)計
        3.1.1 摩擦螺柱焊試驗準(zhǔn)備
        3.1.2 摩擦螺柱焊模擬試驗方案
    3.2 工藝模擬試驗結(jié)果及分析
        3.2.1 摩擦壓力對接頭性能的影響
        3.2.2 螺柱轉(zhuǎn)速對接頭性能的影響
        3.2.3 加熱溫度對接頭性能的影響
        3.2.4 結(jié)構(gòu)對接頭性能的影響
    3.3 微觀組織性能分析
        3.3.1 拉伸斷口分析
        3.3.2 微觀形貌分析
        3.3.3 顯微硬度分析
    3.4 攪拌摩擦焊模擬試驗設(shè)計
        3.4.1 攪拌摩擦焊試驗準(zhǔn)備
        3.4.2 攪拌摩擦焊模擬試驗方案
    3.5 工藝模擬試驗結(jié)果及分析
        3.5.1 轉(zhuǎn)速對接頭性能的影響
        3.5.2 焊接速度對接頭性能的影響
    3.6 斷口形貌分析
    3.7 本章小結(jié)
4 雙功能摩擦焊系統(tǒng)的設(shè)計
    4.1 雙功能摩擦焊系統(tǒng)整體設(shè)計和技術(shù)要求
    4.2 雙功能摩擦焊系統(tǒng)子系統(tǒng)選型與設(shè)計
        4.2.1 機器人本體介紹
        4.2.2 變頻電機介紹
        4.2.3 連接件的設(shè)計與校驗
        4.2.4 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
5 雙功能摩擦焊電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計與驗證
    5.1 電氣控制系統(tǒng)的總體要求
    5.2 電氣控制系統(tǒng)所需各單元簡介
        5.2.1 機器人控制柜簡介
        5.2.2 變頻器控制原理
        5.2.3 電磁繼電器控制原理
    5.3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計
        5.3.1 液壓站控制系統(tǒng)設(shè)計
        5.3.2 電機控制系統(tǒng)設(shè)計
        5.3.3 雙功能摩擦焊控制系統(tǒng)的設(shè)計
    5.4 系統(tǒng)的試驗驗證
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]攪拌摩擦焊在高速動車車體上的應(yīng)用展望[J]. 呂成江,李林磊.  信息化建設(shè). 2015(09)
[2]摩擦螺柱焊水下焊接工藝的初步研究[J]. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰.  熱加工工藝. 2015(11)
[3]焊接環(huán)境對摩擦螺柱焊成形質(zhì)量的影響[J]. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰.  焊接技術(shù). 2015(02)
[4]旋轉(zhuǎn)速度對摩擦螺柱焊接頭力學(xué)性能的影響[J]. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰.  電焊機. 2015(02)
[5]工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 駱敏舟,方健,趙江海.  機械制造與自動化. 2015(01)
[6]攪拌摩擦焊技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展[J]. 張欣盟,楊景宏,王春生,韓鳳武.  焊接. 2015(01)
[7]軸向壓力對摩擦螺柱焊成形過程的影響[J]. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰.  焊接. 2014(12)
[8]客車空調(diào)螺柱電弧式螺柱焊的實驗研究[J]. 黃海濱,劉建春,柯曉龍,林曉暉.  機械工程師. 2014(12)
[9]機器人攪拌摩擦焊發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 董春林,李繼忠,欒國紅.  航空制造技術(shù). 2014(17)
[10]線性摩擦焊技術(shù)研究進展[J]. 吳輝,孫敏,楊燕.  焊接技術(shù). 2014(07)

碩士論文
[1]復(fù)合熱源摩擦螺柱焊系統(tǒng)研究[D]. 楊立.南京理工大學(xué) 2013
[2]高強鋁合金攪拌摩擦焊焊接機理及工藝研究[D]. 張施楠.南京理工大學(xué) 2012



本文編號：3366970