旋轉(zhuǎn)電弧傳感器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 目 錄 1 引言 . （ 01） 課的依據(jù)和意義 . （ 01） 代焊縫跟蹤傳感器 . （ 01） 加式傳感器概述 . （ 01） 弧傳感器概述 . （ 02） 弧傳感器工作原理 . （ 03） 弧傳感器的基本原理 . （ 03） 轉(zhuǎn)電弧傳感器的原理 . （ 06） 題任務(wù) . （ 10） 2 課題設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 . （ 11） 弧旋轉(zhuǎn)方案的選定 . （ 11） 心軸電機(jī) . （ 11） 動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . （ 12） 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) . （ 13） 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . （ 14） 功能部分的軸向分配 . （ 14） 向空間的分配 . （ 15） 電桿部件的設(shè)計(jì) . （ 16） 電桿部件的總體設(shè)計(jì) . （ 16） 承的選用與安裝 . （ 16） 測裝置的選定與安裝 . （ 17） 弧掃描位置與轉(zhuǎn)速的檢測方法 . （ 17） 體式安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器 . （ 18） 心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . （ 19） 心方案的確定 . （ 19） 心機(jī)構(gòu)的平衡 . （ 22） 殼的設(shè)計(jì) . （ 23） 殼總體 設(shè)計(jì) . （ 23） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 水方式 . （ 24） 氣方式 . （ 25） 緣與密封設(shè)計(jì) . （ 26） 緣設(shè)計(jì) . （ 26） 封設(shè)計(jì) . （ 27） 它零部件的設(shè)計(jì) . （ 28） 線蓋與接地裝置 . （ 28） 裝設(shè)計(jì) . （ 30） 配方案設(shè)計(jì) . （ 30） 計(jì)參數(shù) . （ 31） 3 結(jié)論 . （ 32） 題設(shè)計(jì)過程總結(jié) . （ 32） 題設(shè)計(jì)的缺陷與后續(xù)工作 . （ 32） 參考文獻(xiàn) . （ 34） 致 謝 . （ 36） 附 錄 . （ 37） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1 引言 課 的依據(jù)和意義 現(xiàn)代焊接誕生至今僅百余年， 但已 顯示出生命力 ，焊接在近代工業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了不可替代的重要作用。 焊接不僅是一種重要的基礎(chǔ)工藝，而且已發(fā)展成為一種新興的綜合工業(yè)技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于造船、壓力容器制造，石油化工等鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域。從某種意義上講，工業(yè)先進(jìn)的國家莫不以焊接技術(shù)先進(jìn)作為其現(xiàn)代化的顯著標(biāo)志之一。焊接技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中日益重要的作用，也是當(dāng)代焊接技術(shù)發(fā)展的 個(gè)重要特點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)手工焊接對操作人員的技術(shù)要求高， 并且在操作過程中往往對操作人員的身體產(chǎn)生不可避免的危害。 因此 ，自動(dòng) 化控制 焊接 過程 應(yīng)運(yùn)而生。 人們設(shè)計(jì)開發(fā)了各種 焊接傳感器 以滿足日益提高的焊接質(zhì)量要求 。 在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，旋轉(zhuǎn)電弧傳感器脫穎而出。然而， 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器仍然存在減振、小型化等問題期待解決。此外，諸如偏心方式、冷卻方式、密封、絕緣等設(shè)計(jì)問題也亟待更為完善的方案。 在本課題中，旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的小型化設(shè)計(jì) 需求 ， 要求設(shè)計(jì)人員必須在有限的機(jī)構(gòu)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)各功能部件的合理分配。 代焊縫跟蹤傳感器 焊接是一個(gè)結(jié)合了光、電、熱、力的綜合加工過程，在焊接過 程中產(chǎn)生的熱量會(huì)使焊接工件產(chǎn)生較大的熱變形，從而產(chǎn)生焊接位置偏差。為了克服這種偏差的影響，目前有 2 種方法，其一是采用夾具定位，普通的夾具無法滿足要求，為了確保精度，必須采用更為精確的夾具。方法之二是采用傳感器進(jìn)行焊縫跟蹤，通過比較發(fā)現(xiàn)，采用跟蹤的方法比采用精確的夾具經(jīng)濟(jì)得多 。 所以 焊縫自動(dòng)跟蹤是焊接自動(dòng)化的關(guān)鍵之一。 焊接傳感器根據(jù)傳感方式的不同可以分為附加式傳感器和電弧傳感器兩大類 。 加式傳感器 概述 附加式傳感器是目前焊縫跟蹤傳感器的常用形式，即在焊炬上固定一個(gè)附加的機(jī)械、電磁或光學(xué)裝置， 用于檢測焊縫的相對位置。其原理、特點(diǎn)分述如下： 1） 接觸式傳感器 。 典型的接觸式傳感器依靠在焊縫坡口中滑動(dòng)或滾動(dòng)的觸指將買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 焊炬與焊縫之間的位置偏差反映到檢測器內(nèi)，并利用檢測器內(nèi)裝的微動(dòng)開關(guān)判斷偏差的極性 。一般應(yīng)用于長、直焊縫的單層焊及角焊。此方法結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，缺點(diǎn)是：對不同形式的坡口需要不同形式的探頭；探頭磨損大，易變性；不適于高速焊接。 2） 電磁傳感器 。 適用于對接、搭接和角焊，其體積較大，使用靈活性差，且對磁場干擾和工作裝配條件比較敏感。一般應(yīng)用于對精度要求不甚嚴(yán)格的場合。 3） 光學(xué)傳感器 。 光學(xué)傳感器近 年來有了很大發(fā)展，其裝置的種類和原理的門類很多，根據(jù)其檢測原理、對象、光源種類等因素，大致可以分為 ： 單點(diǎn)光電式、光切割圖像處理方式、光電掃描式 、 焊縫直觀圖像處理方式（ 蹤傳感器） 。光學(xué)傳感器精度高、再現(xiàn)性好，不僅可以用于焊縫跟蹤，而且可以用于檢測坡口形狀、寬度和截面，為焊接參數(shù)的自適應(yīng)控制提供依據(jù)。因此，光學(xué)傳感器是焊縫跟蹤系統(tǒng)中比較理想的傳感器形式。 弧傳感器 概述 雖然附加式 傳感器具有諸多優(yōu)點(diǎn) ， 但是 這類傳感器都在焊炬上固定一個(gè)附加的機(jī)械、電磁或光學(xué)裝置，用于檢測焊縫的相對位置，其共同 的問題就是傳感器與電弧是分離的，有復(fù)雜的附加裝置，應(yīng)用起來不方便，效果也不夠理想。而電弧傳感器利用電弧本身作為傳感器，根據(jù)焊接電弧的基本特性提取焊接過程中的電流或電壓變化量作為傳感器信號。因此，與附加式傳感器相比，電弧傳感器有其獨(dú)特的優(yōu)勢 。 與其他傳感器相比，電弧傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn) : (1)檢測點(diǎn)就是焊接點(diǎn)，不存在傳感器先行的問題，是完全實(shí)時(shí)的傳感器。 (2)焊接機(jī)頭周圍不需要裝備其他特別的裝置，焊槍的可達(dá)性好。 (3)由于電弧本身作為傳感器，所以不受焊絲彎曲和磁偏吹等引起電弧偏移的影響。 (4)不僅可以跟 蹤傳感，保證焊接參數(shù)的穩(wěn)定，而且還可以改善焊縫的成形效果。 (5)抗光、電磁、熱的干擾，使用壽命長。 目前電弧傳感器作為一種焊接傳感手段倍受各國重視，國外許多焊接設(shè)備研究和制造機(jī)構(gòu)都在努力開發(fā)這一領(lǐng)域。工業(yè)發(fā)達(dá)國家起步較早 ，已 研制多種電弧掃描形式的電弧傳感器，如雙絲并列、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等，適合于埋弧焊、 不同的焊接方法。有些已成功地應(yīng)用于焊接生產(chǎn)。早期的電弧傳感器多采用擺動(dòng)式，后來又開發(fā)了雙絲并列的電弧傳感器和旋轉(zhuǎn)電弧傳感器。 下面 ，將對 電弧傳感器，尤其是 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的工作原理進(jìn)行較為詳細(xì) 的介紹。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 弧傳感器工作原理 弧傳感器 的基本原理 弧傳感器 的 跟蹤原理 以電或機(jī)械方法使焊接電弧擺動(dòng)，檢測焊接電流、電壓的變化，來判斷擺動(dòng)中心是否偏離坡口中心，并進(jìn)行修正。使電弧擺動(dòng)的方法有機(jī)械式、電磁式和射流式。擺動(dòng)軌跡可分為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓弧運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在使用雙絲并列焊接時(shí)，也可不作擺動(dòng)。 圖 1 為焊槍導(dǎo)電嘴與工件表面距離變化引起焊接參數(shù)變化的過程。圖中， E 為電源外特性， C 為等熔化曲線， l 為電弧靜特性曲線。以平外特性電源、等速送絲調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，在穩(wěn)定焊接狀態(tài)時(shí)，電弧工作點(diǎn)為 長 伸長隨之變化，對應(yīng)的等熔化曲線為 流為 焊槍與工件表面距離發(fā)生階躍變化增大到 長突然被拉長為 時(shí)干伸長還來不及變化，電弧隨即在新的工作點(diǎn)燃燒，電流突變?yōu)?經(jīng)過一定時(shí)間的電弧自調(diào)節(jié)作用后，弧長逐漸變短，干伸長增大，最后電弧穩(wěn) 定在一個(gè)新的工作點(diǎn) 長 應(yīng)的等熔化曲線 流 果是干伸長和弧長都比原來增加。在上述變化中，有兩個(gè)狀態(tài)過程即調(diào)節(jié)過程的動(dòng)態(tài)變化 (新的穩(wěn)定點(diǎn)建立后的靜態(tài)變化 (動(dòng)態(tài)變化的原因是焊絲熔化速度受到限制，不能跟隨焊炬高度的突變，靜態(tài)變化的原因是由于電弧的自身調(diào)節(jié)特買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 性。 由以上所述，當(dāng)電弧沿著焊縫的垂直方向掃描，焊接電流將隨著掃描引起的焊矩高度變化而變化，從而獲得焊縫坡口信息，達(dá)到傳感的目的。 種 主要 電弧傳感器 的特點(diǎn) 與上下跟蹤類似，左右跟蹤也是利用其變化 信號進(jìn)行自動(dòng)跟蹤控制的。但其具體實(shí)現(xiàn)方案多種多樣， 主要分為擺動(dòng)掃描方式 、雙絲并列方式 與旋轉(zhuǎn)掃描方式。 （ 1） 擺動(dòng)掃描式電弧傳感器 擺動(dòng)掃描式電弧傳感器是目前應(yīng)用最廣的一種焊接電弧傳感器，這種電弧傳感器需要一套擺動(dòng)裝置，在焊縫的橫向方向來回?cái)[動(dòng)而實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。用在弧焊機(jī)器人上的擺動(dòng)電弧傳感器不需要擺動(dòng)裝置，通過機(jī)器人手臂帶動(dòng)焊槍作橫向擺動(dòng)即可。但受機(jī)器人結(jié)構(gòu)因素的影響，機(jī)器人的擺動(dòng)頻率一般在 10下 ， 如圖 1a） 。在高速焊接和焊縫弧度大的情況下，其跟蹤效果會(huì)受到影響。 M 明了一種電磁高速擺動(dòng)電弧傳感器，這種電弧傳感器的兩側(cè)分別有永磁鐵和激勵(lì)線圈，當(dāng)激勵(lì)線圈通過一定頻率的直流電流時(shí)，導(dǎo)電桿便會(huì)產(chǎn)生一定頻率的擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊縫的跟蹤。這種高速擺動(dòng)的電弧傳感器的擺動(dòng)頻率一般可在 0 40間可調(diào)，擺幅 0 4調(diào)，最大焊接速度 400。其特點(diǎn)是體積小，重量在 1下 ， 如圖 1b） 。 圖 1 2） 雙絲并列電弧傳感器 這種電弧傳感器利用兩個(gè)彼此獨(dú)立的并列電弧對工件進(jìn)行施焊，其左右兩焊絲的焊接電流（電壓）差值提供兩個(gè)電弧之間的中心線是否偏離焊縫的信息，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。根據(jù)兩個(gè)電弧參數(shù)和參考值比較的差值也可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電嘴與工件表面間距買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 離的調(diào)整。這種傳感方式是利用電弧靜態(tài)特性參數(shù)的變化作為傳感信號，同時(shí)要用兩個(gè)參數(shù)相同的獨(dú)立回路電源并列進(jìn)行坡口焊接，焊槍結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)上有一定的困難，所以實(shí)用上受到限制。 （ 3） 旋轉(zhuǎn) 掃描 電弧傳感器 這種電弧傳感器以旋轉(zhuǎn)電弧的方式代替了擺動(dòng)電弧，其旋轉(zhuǎn)頻率高達(dá) 100十世紀(jì)八十年代，日本 司發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)式電弧傳感器，并應(yīng)用到窄間隙焊縫中，其原理如圖 1示：導(dǎo)電桿作為圓錐的母線，繞圓錐軸線旋轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)），而并不繞導(dǎo)電桿自身軸線旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），并且在錐頂處運(yùn)動(dòng)的幅度很小，這種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)掃描直徑的方法是調(diào)節(jié)園錐頂角，傳感器需用一級齒輪減速傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)較大，影響了焊炬的可達(dá)性。這種技術(shù)在 司的船舶、鍋爐及結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中得以應(yīng)用，且取得了顯著的成效。 圖 1 圖 1國的 作了一種高速旋轉(zhuǎn)電 弧傳感器，如圖 1示，這種傳感器依靠導(dǎo)電嘴的偏心來實(shí)現(xiàn)電弧的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)電嘴的偏心度就是電弧的旋轉(zhuǎn)半徑。雖然它的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡單、緊湊，但其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，焊絲在導(dǎo)電嘴中必須以同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，這就加劇了導(dǎo)電嘴的損耗。 雙絲并列方式與擺動(dòng)掃描方式 的優(yōu) 缺點(diǎn) 雙絲并列方式從工藝成形和控制電路兩方面都較為容易實(shí)現(xiàn)，但要求導(dǎo)電嘴通過雙絲，并相互絕緣，使導(dǎo)電嘴尺寸較大，限制了 焊炬的可達(dá)性； 要求雙絲的送絲速度必須完全一致， 也 使 得 送絲機(jī)構(gòu)變得極為復(fù)雜和難以控制 。擺動(dòng)掃描方式避免了這兩個(gè)缺點(diǎn)，但擺動(dòng)與成形存在相互關(guān)系，使得 焊炬使用的通用性降低 ； 各種擺動(dòng)掃描方買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 式的研究表明，擺動(dòng)頻率不宜過高，一般在 5下，使得擺動(dòng)動(dòng)作很小，往往無法滿足掃描要求 。此外，雙絲并列方式與擺動(dòng)掃描方式還存在著一個(gè)共同的缺陷，即在焊接路徑非直線時(shí)，需要對其并列方向或擺動(dòng)方向進(jìn)行修正 ，如圖 1示 ，并且修正值必須在焊接前預(yù)設(shè)，這明顯降低了焊接的自動(dòng)化程度，尤其是當(dāng)焊接路徑曲線較為復(fù)雜時(shí)，修正將帶來額外的誤差，并直接影響焊接的質(zhì)量。 圖 1動(dòng)掃描方式的 擺動(dòng) 方向修正 轉(zhuǎn)電弧傳感器 的原理 轉(zhuǎn)電弧傳感器概述 旋轉(zhuǎn)掃描 方式 主要 是針對擺動(dòng)式掃描 頻率低的缺點(diǎn)提出的一種新的電弧掃描方式。在此方式中，電弧和焊絲的伸出端圍繞焊炬中心線作圓周運(yùn)動(dòng) ，其電弧軌跡如圖1示。當(dāng)電弧旋轉(zhuǎn)的速度與電弧行走速度（焊速）之比足夠大時(shí)，這種運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是電弧在垂直于焊縫的方向上的掃描，與擺動(dòng)掃描的作用相似。 圖 1轉(zhuǎn)掃描方式下的電弧軌跡 示意圖 采用旋轉(zhuǎn)掃描方式工作的電弧傳感器稱為旋轉(zhuǎn)電弧傳感器。 旋 轉(zhuǎn)電弧傳感器是一種特殊的焊槍，在結(jié)構(gòu)上雖比擺動(dòng)式電弧傳感器復(fù)雜，但具有突出的優(yōu)越性：高速旋轉(zhuǎn)增加了焊槍位置偏差的檢測靈敏度，極大地提高了跟蹤 精度；高速旋轉(zhuǎn)提高了快速響應(yīng)特性，適用于高速焊接和薄板搭接的焊縫跟蹤，在弧焊過程自動(dòng)控制領(lǐng)域占有重要的地位。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 轉(zhuǎn)電弧傳感器的 國內(nèi)外發(fā)展情況和應(yīng)用現(xiàn)狀 旋轉(zhuǎn)電弧焊是 1959 年蘇聯(lián)研究成功的 ， 但進(jìn)行這種焊接所用的焊機(jī)直到 70 年代才出現(xiàn) 。焊機(jī)包括電源 、 高頻引弧或輔助電極引弧裝置夾具 (電極 )、 激磁線圈和加壓機(jī)構(gòu) (液壓 、 機(jī)械或手動(dòng)加壓 )等部分 。 影響焊接質(zhì)量的主要工藝參數(shù)有電功率 、 磁場強(qiáng)度 、 管子裝配間隙 、 電弧旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間 、 頂鍛力和頂鍛速度。旋轉(zhuǎn)電弧焊的生產(chǎn)效率較高 ， 與閃光對焊 (見電阻焊 )和摩擦焊相 比 ， 設(shè)備體積 、 耗電量 、 坯料損耗 、焊縫毛刺等都小得多。 旋轉(zhuǎn) 電弧傳感器 在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用首見于 日本 司 關(guān)于 窄間隙焊 接的報(bào)道 中 。 雖然這種技術(shù)在 司的船舶、鍋爐及結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中得以應(yīng)用，且取得 了 顯著的成效，但是由于這種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 較復(fù)雜、體積大、振動(dòng)大、調(diào)節(jié)不方便，因此限制了其在 實(shí) 際生產(chǎn)中的 廣 泛應(yīng)用。 研究與應(yīng)用表明，旋轉(zhuǎn)方案的選定是旋轉(zhuǎn)電弧傳感器實(shí)現(xiàn)其突出功能的關(guān)鍵。 日本 司 的 窄間隙焊 接首先使用的是野村博一的導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)動(dòng)方案 ，如圖 1示 。該方案中，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)動(dòng)，利用導(dǎo)電嘴上的偏心孔使焊絲端 頭和電弧旋轉(zhuǎn)。由于導(dǎo)電桿是處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。焊接電纜與導(dǎo)電桿之間無法直接相連，需要有一個(gè)類似電刷的石墨滑塊將數(shù)百安培的焊接電流傳送到導(dǎo)電桿上。這對于焊炬的設(shè)計(jì)、加工和壽命都是不利的。并且，由于導(dǎo)電桿和導(dǎo)電嘴轉(zhuǎn)動(dòng)而通過導(dǎo)電嘴的焊絲并不轉(zhuǎn)動(dòng)，致使導(dǎo)電嘴與焊絲之間存在高速相對運(yùn)動(dòng)，大大增加了導(dǎo)電嘴的磨損。此外，導(dǎo)電嘴與導(dǎo)電桿的冷卻也難以保證。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 1村博一的導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)動(dòng)方案 1 在我國，從八十年代末期開始，以清華大學(xué)潘際鑾院士為首的課題組，在旋轉(zhuǎn)電弧傳感器方面做了大量的研究工作，并取得了有價(jià)值的科研成 果。 1993 年，清華大學(xué)博士生廖寶劍在博士生費(fèi)躍農(nóng)的研究成果的基礎(chǔ)上，研制成功了一種空心軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)掃描傳感器，并獲得了國家專利，如圖 1示。這種高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器采用了空心軸設(shè)計(jì)，以空心馬達(dá)作為原動(dòng)機(jī)，導(dǎo)電桿斜穿過馬達(dá)空心軸。在空心軸上端，通過同軸安裝的調(diào)心軸承支撐導(dǎo)電桿，該位置處導(dǎo)電桿偏心量為零，調(diào)心軸承可安裝在電機(jī)軸上或機(jī)殼上。在空心軸的下端，外偏心套安裝在軸上，內(nèi)偏心套安裝于外偏心套內(nèi)孔中，調(diào)心軸承安裝于內(nèi)偏心套內(nèi)孔中，導(dǎo)電桿安裝于軸承內(nèi)孔中。該處導(dǎo)電桿偏心量由內(nèi)外偏心套各自偏心量及內(nèi)偏 心套相對外偏心套轉(zhuǎn)過的角度而決定。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下調(diào)心軸承將撥動(dòng)導(dǎo)電桿作為圓錐母線繞電機(jī)軸線作公轉(zhuǎn)，或稱為圓錐擺動(dòng)。 圖 1幾年，南昌大學(xué)江西省機(jī)器人與焊接自動(dòng)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在此基礎(chǔ)上對這種高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器在小型化和減振等方面進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，并作了進(jìn)一步的改進(jìn)，制作了 樣機(jī)，樣機(jī)安裝在弧焊機(jī)器人上成功地進(jìn)行了實(shí)時(shí)焊縫跟蹤，圖1安裝在機(jī)器人上的空心軸旋轉(zhuǎn)電弧傳感器。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 1轉(zhuǎn)電弧傳感器的發(fā)展 方向 1）小型化 。 電弧傳感器一般用于自動(dòng)化程度高的場合，即裝置于弧焊機(jī)器人的手臂上。 弧焊機(jī)器人的手臂承受的重量有限，運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度也較快， 這就要求高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器在保證強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)等要求的前提下重量越輕越好。 當(dāng)電弧傳感器質(zhì)量較大時(shí)慣性也較大，即使弧焊機(jī)器人的手臂能夠支承，也會(huì)對其運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性帶來額外負(fù)擔(dān)。另一方面，電弧傳感器的體積，尤其是靠近導(dǎo)電嘴部分的徑向尺寸，直接影響焊炬的可達(dá)性。 2）減振 。 高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器在工作時(shí)的振動(dòng)很大，原因在于高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器偏心機(jī)構(gòu)的重心偏離了旋轉(zhuǎn)中心。振動(dòng)和較大的負(fù)荷會(huì)影響弧焊機(jī)器人焊接時(shí)的焊縫質(zhì)量和焊縫跟蹤精度。因此，有必要 在 高速旋轉(zhuǎn)掃描電弧傳感器 的設(shè)計(jì)中充分考慮這一因素，諸如使 偏心量 、旋轉(zhuǎn)頻率能更方便準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而逐步解決這一問題。 3）結(jié)構(gòu)簡單化。 從前文所介紹的各種 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器中不難發(fā)現(xiàn)，盡管其具有突出優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，這 主要是由于在焊炬中必須包含電機(jī)、偏心機(jī)構(gòu)、供水供氣裝置等功能部件，并且需要考慮絕緣與密封。結(jié)構(gòu)簡化的思路之一是將各功能部件集成，但這又將使零件難于制造。另一種簡化結(jié)構(gòu)的方案是以電磁感應(yīng)方式使電弧旋轉(zhuǎn)，取代電機(jī)驅(qū)動(dòng)。目前這種方式的電弧傳感器正在研制當(dāng)中，已有部分定性研究成果 以論文、專利的形式 公布。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 題任務(wù) 本設(shè)計(jì)采 用二維設(shè)計(jì)方式進(jìn)行，使用 件繪制旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的裝配圖。 同時(shí)，本設(shè)計(jì)任務(wù)要求對各零件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，保證旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的順利裝配與正常使用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 2 課題 設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容 弧旋轉(zhuǎn)方案的選定 心軸電機(jī) 在上文所述眾多電弧旋轉(zhuǎn)方案中，空心軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電弧傳感器具有 結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)損耗小、電機(jī)功耗低、焊槍小巧靈活、機(jī)械振動(dòng)小、焊接可達(dá)性好等優(yōu)點(diǎn)，是 當(dāng)今旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的主要研究方向。 本設(shè)計(jì)同樣采用空心軸電機(jī)作為電弧旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力源 。 由于當(dāng)時(shí)市場上滿足要求的成品難于找到，重新設(shè)計(jì)訂貨生產(chǎn)的成本高 、 周期長， 因此依舊 沿用 在 研制過程中 采取的選擇合適電動(dòng)機(jī)改裝的方法。 普通直流電動(dòng)機(jī)換向片處直徑小且轉(zhuǎn)子上有繞組，限制了軸空的擴(kuò)大；直流力矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和換向片處直徑較大，但轉(zhuǎn)速過小，且成本較高，不適合用于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器。 普通軸流風(fēng)機(jī) 用單相交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子無換向片，鼠籠式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子可以方便地鉆孔擴(kuò)孔，電機(jī)軸本身即是空心軸，原本是用于安裝風(fēng)扇，使氣流通過空心軸。 這些條件都使普通軸流風(fēng)機(jī)用單相交流電動(dòng)機(jī)成為旋轉(zhuǎn)電弧傳感器空心軸電機(jī)改裝最為合適的原型電機(jī)。 由于導(dǎo)電桿與電機(jī)之間應(yīng)該絕緣，用以保證焊接電流不影響電機(jī)的正常工作， 空心軸電機(jī)的軸內(nèi)壁不能與導(dǎo)電桿接觸。考慮導(dǎo)電桿的最大外徑為 10包括安裝軸承用的軸肩部分），以及偏心量因素，并且充分考慮空心軸內(nèi)徑擴(kuò)大致使機(jī)構(gòu)尺寸擴(kuò)大 這一 因素，確定空心軸內(nèi)徑為 14 參考若干種現(xiàn)行 的 軸流風(fēng)機(jī) 、軸流泵 及空心軸電機(jī)的幾何尺寸與工作參數(shù)，設(shè)計(jì)出通過改型加工可以獲得并適用于本設(shè)計(jì)的空心軸電機(jī)，如圖 2示。該電機(jī)采用小 型 軸流泵 用電機(jī)改制，外徑 40厚度 26心軸內(nèi)徑 14徑 18度根據(jù)裝配要求而定 ，額定轉(zhuǎn)速 2700 r/定電壓 36V， 額定功率 40W。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2心軸電機(jī)示意圖 1 2 3 4 5 6 7 8 動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在選定空心軸電機(jī)之后，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本形式可確定為如圖 2示，在空心軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)下 ， 導(dǎo)電桿（部件 2）以 A 為頂點(diǎn)，以電機(jī)軸線為中心線，做圓錐擺動(dòng) ， 稱為導(dǎo)電桿的公轉(zhuǎn) 。 圖 2構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度： 3453 4 52 , 1 , 1 , 1 , 2 , 16 3 4 5 6 2 3 1 4 1 5 1 2 1 1n p p p p FF n p p p p F 其中，虛約束 為運(yùn)動(dòng)副 C 與運(yùn)動(dòng)副 B 重復(fù)約束的部件 3 沿自身軸線方向移動(dòng)的自由度 ，以及運(yùn)動(dòng) 副 A 與運(yùn)動(dòng)副 B 重復(fù)約束的部件 2 沿自身徑向移動(dòng)的自由度 。 局部自由度為部件 2 繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。 此機(jī)構(gòu) 方案 中，運(yùn)動(dòng)副 B 采用圓柱副，當(dāng)偏心量調(diào)節(jié)時(shí)，其傾斜量會(huì)發(fā)生變化 ，若增設(shè)傾斜量的調(diào)節(jié) /鎖緊裝置則會(huì)增加機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度與體積。因此將機(jī)構(gòu) 中的圓柱副 B 改為如圖 2示 的球面副 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2改后的 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度： 35352 , 2 , 1 , 1 , 16 3 5 6 2 3 2 5 1 1 1 1n p p p FF n p p p F 其中，虛約束為兩球面副 重復(fù)約束的部件 2沿自身軸線方向移動(dòng)的自由度 ；局部自由度為部件 2 繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。 在實(shí)際機(jī) 械結(jié)構(gòu)中，球面副 A 與球面副 B 可以采用調(diào)心球軸承方便地實(shí)現(xiàn) 。 轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 導(dǎo)電桿繞 其 自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的局部自由度 ，稱為導(dǎo)電桿的自轉(zhuǎn)， 會(huì)造成導(dǎo)電桿與焊絲之間的摩擦，大大減少導(dǎo)電桿的使用壽命，必須以一個(gè)防轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 加以限制 。 由于導(dǎo)電桿需要偏心公轉(zhuǎn)，防轉(zhuǎn)擋塊與導(dǎo)電桿之間不能夠緊密接觸 ，必須留有一定間隙， 但這樣也造成了導(dǎo)電桿的自轉(zhuǎn)無法完全約束的問題。 本設(shè)計(jì)的解決辦法如圖 2示，在導(dǎo)電桿高速公轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)電桿自身由于擋塊的限制而無法回轉(zhuǎn)，而只能在小角度內(nèi)作不確定的擺動(dòng)，這就要求防轉(zhuǎn)擋塊能夠承受導(dǎo)電桿的碰撞 ，并且 最好是能夠減振的 。同時(shí)，防轉(zhuǎn)擋塊是與機(jī)架固定的，需要 與導(dǎo)電桿絕緣。因此需要 選用一種沖擊韌性高、耐熱絕緣的非金屬材料 作為防轉(zhuǎn)擋塊的材料，在本設(shè)計(jì)中，初步選定為聚四氟乙烯樹脂。 考慮到應(yīng)盡量減小擺動(dòng)量、減小間隙，將防轉(zhuǎn)擋塊安裝在緊靠 A 點(diǎn)的位置。 圖 2轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 1 2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)電弧傳感器除了要實(shí)現(xiàn)電弧的旋轉(zhuǎn)以外，與普通焊炬一樣，還需要實(shí)現(xiàn)冷卻、通入保護(hù)氣體等功能。而其外形尺寸又受到嚴(yán)格限制。首先，外形一般為圓柱形。這主要是為了適應(yīng)在弧焊機(jī)器人手臂上的安裝。其次，外徑必須 足夠小，以達(dá)到一定的焊接可達(dá)性。 功能部分 的軸向分配 基于上述考慮，本設(shè)計(jì)將各主要功能部件進(jìn)行了劃分，并沿軸向分配，如圖 2左向右分別為上蓋部分、主腔體、偏心機(jī)構(gòu)腔、冷卻水腔、保護(hù)氣腔。 圖 2轉(zhuǎn)電弧傳感器各功能部分軸向分配 上蓋部分主要安裝作為導(dǎo)電桿圓錐擺頂點(diǎn)的調(diào)心球軸承以及防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) ，其內(nèi)徑尺寸取決于軸承外徑 ；主腔體內(nèi)主要安裝空心軸電機(jī) 與 檢測 裝置 ，其內(nèi)徑尺寸取決于空心軸電機(jī)外徑以及 檢測 裝置外徑；偏心機(jī)構(gòu)腔體內(nèi)主要安裝偏心機(jī)構(gòu)，其內(nèi)徑尺寸取決于偏心機(jī)構(gòu)的尺寸以及額定偏心量 的大小；冷卻水腔用于導(dǎo)電桿的冷卻，并需要保證保護(hù)氣體順利通過此腔體到達(dá)保護(hù)氣腔；保護(hù)氣腔及其保護(hù)氣罩則主要用于 保證 保護(hù)氣體 能夠 均勻 通達(dá)電弧部分 。 各功能部件必須按照一定的順序 。 根據(jù)已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 上蓋部分、主腔體、偏心機(jī)構(gòu)腔的順序不能打亂 。 冷卻裝置的主要作用是降低導(dǎo)電桿的溫度，而導(dǎo)電桿靠近電弧部位的溫度最高，冷卻水腔應(yīng)盡量靠近導(dǎo)電桿電弧部分 。 同樣地，保護(hù)氣體用于對電弧進(jìn)行氣體保護(hù)，保護(hù)氣腔也應(yīng)盡量靠近導(dǎo)電桿電弧部分。從中可以發(fā)現(xiàn)，存買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 在兩種 軸向分配 方案，問題的焦點(diǎn)在于冷卻水腔與保護(hù)氣腔哪個(gè)應(yīng)更靠近電弧部分 。 冷卻水腔 需要使導(dǎo)電桿得到充分冷卻，就必須具有一定的體積與軸向長度； 保護(hù)氣腔 的設(shè)計(jì)主要考慮氣體的均勻分配，其體積要求較冷卻腔體低。 同時(shí)，為了達(dá)到焊接可達(dá)性要求，越是靠近導(dǎo)電嘴的部分，其徑向尺寸應(yīng)越小。綜合考慮之后可得，如圖 2軸向分配最為合理。 向空間的分配 顯然，僅僅對各功能部件進(jìn)行軸向分配無法滿足設(shè)計(jì)要求。首先，軸向分配忽略了 各功能部件之間的連接，其次是 導(dǎo)電桿的因素與通水通氣管路的因素 。因此，需要對旋轉(zhuǎn)電弧傳感器進(jìn)行徑向空間的分配。 上蓋部分、主腔體、偏心機(jī)構(gòu)腔 的徑向 空間分配如圖 2a） 所示。冷卻水與保護(hù)氣 需要通過外殼中的管道到達(dá) 冷卻水腔與保護(hù)氣腔。同時(shí)，使用 4 個(gè) 釘穿入外殼將 上蓋部分、主腔體 以及 偏心機(jī)構(gòu)腔連接起來，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的主體部分 。 冷卻水腔與保護(hù)氣腔構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的下腔部分。 導(dǎo)電桿始終處于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的中心 部位 ，并且，除了與軸承配合部分之外， 和 各功能部件 之間 保持一定的間隙。 冷卻水腔與保護(hù)氣腔部分的徑向空間分配如圖 2b）所示。冷卻水腔與保護(hù)氣腔的內(nèi)壁應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性，以便使冷卻水與保護(hù)氣帶走更多的熱量。 圖 2轉(zhuǎn)電弧傳感器徑向空間分配 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 電桿 部件 的設(shè)計(jì) 電桿 部件的 總體設(shè)計(jì) 導(dǎo)電桿是焊炬的核心部件之一，主要作用是引導(dǎo)焊絲，并對焊絲通電，使其形成穩(wěn)定的焊接電弧。由于 導(dǎo)電嘴需要經(jīng)常更換，市場上也容易購買到現(xiàn)成的導(dǎo)電嘴零件，一般均采取與導(dǎo)電桿主體螺紋連接 ， 并將靠近螺紋部分的外表面加工為六角形，利用扳手很 容易實(shí)現(xiàn)有效的緊固并且拆裝方便。 同時(shí)，導(dǎo)電嘴的材料一般采用工業(yè)純銅，以達(dá)到理想的導(dǎo)電性能。由于導(dǎo)電嘴與導(dǎo)電桿的螺紋連接中，不適合加裝彈簧墊圈等防松裝置，導(dǎo)電桿宜采用與導(dǎo)電嘴相同的材料。這樣，具有相同膨脹系數(shù)的材料在預(yù)緊后不會(huì)由于熱膨脹而發(fā)生松動(dòng)甚至脫落。 另一方面， 工業(yè)純銅的機(jī)械性能與加工性能不如黃銅，但導(dǎo)電桿部件的力學(xué)性能要求不高，故可以采用。 導(dǎo)電桿內(nèi)需要通過焊絲，并使其精確到達(dá)焊接點(diǎn)，因此將導(dǎo)電桿部件的內(nèi)徑設(shè)計(jì)為由大到小的階梯孔，并在交接處采用圓錐過渡。 此外， 在本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)電桿 部件 需要與兩個(gè)調(diào)心球軸承配合。因此，將 導(dǎo)電桿 部件 設(shè)計(jì)成 由上導(dǎo) 電桿、下導(dǎo)電桿、導(dǎo)電嘴組成，如圖 2示。 圖 2電桿及相關(guān)零部件裝配 1 2 3 4 56 7 8 9承的選用 與安裝 考慮 導(dǎo)電桿 受力較小 ，但 存在 振動(dòng) 。 由于本設(shè)計(jì)中，軸系為非傳統(tǒng)軸系，選用調(diào)心球軸承也 是為了實(shí)現(xiàn)圓錐擺動(dòng)， 并非按照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中 ，滾動(dòng)軸承特性表所述，用于承受載荷作用下彎曲較大的傳動(dòng)軸 25。因此，軸承的壽命校核無法采用傳統(tǒng)的校核公式。 根據(jù)已有 的 類似機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 319， 選用 中載系列調(diào) 心球軸承 ， 1200 ( 281 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 兩個(gè)調(diào)心球軸承均與上導(dǎo)電桿配合，并用軸肩定位，由于兩軸承之間的導(dǎo)電桿部分需要穿過空心軸，故采取如圖 2示的軸肩設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，上調(diào)心球軸承的軸向定位軸肩還作為防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一部分。 由于選用的軸承為普通金屬部件，而導(dǎo)電桿與外殼之間又需要絕緣，需要在 軸承外圈 使用絕緣材料。在眾多絕緣材料中，尼龍 有良好的絕緣耐熱性能與機(jī)械性能，因此，在本設(shè)計(jì)中，直接采用尼龍 造兩調(diào)心軸承的軸承套。上調(diào)心球軸承的軸承套外徑可以與 外殼直接配合；下調(diào)心球軸承的軸承套與偏心機(jī)構(gòu)固定。 由于兩軸承工作溫度較高， 并且在結(jié)構(gòu)上 又不適合采用潤滑油潤滑，故采用具有一定耐熱性能的鈉基潤滑脂。相比較而言，下調(diào)心球軸承的工作條件更為惡劣，因此，在下調(diào)心球軸承 靠 近導(dǎo)電嘴 的一 端安裝一 個(gè) 防塵蓋，這一設(shè)計(jì)借鑒 了 南昌大學(xué) 設(shè)計(jì)的一種帶擋塵蓋的旋轉(zhuǎn)掃描焊炬的 實(shí)用新型 專利 17。 焊接時(shí)，焊接點(diǎn)的高溫與相對溫度較低的傳感器內(nèi)部產(chǎn)生較大溫差，形成上升氣流，往往會(huì)夾帶焊接過程中產(chǎn)生的微小鐵珠與灰塵。 防塵蓋 則 可以有效防止 微小鐵珠與灰塵 隨著上升氣流 進(jìn)入調(diào)心球軸承 ，從而大大延長 軸承壽命 。另一方面，防塵蓋宜采用沖壓件，其表面粗糙度較低，能夠反射一部分熱輻射。改善軸承的工作條件。 防塵蓋安裝于上導(dǎo)電桿與下導(dǎo)電桿之間，同時(shí)還具有軸承內(nèi)圈軸向限位的作用。 測 裝置的選定 與安裝 弧掃描位置與轉(zhuǎn)速的 檢測 方法 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)所達(dá)角度位置決定焊炬掃描所達(dá)的橫向位置，該位置信號的檢測對傳感器的信號處理非常重要，而轉(zhuǎn)速的測定則能夠保證旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定。 最早計(jì)劃用于旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的檢測裝置是電位器與整角機(jī)，但效果極為不理想，并未真正采用。一般 傳統(tǒng)的 檢測裝置 采用光電碼盤與光耦 ，如圖 2示 。 這 種檢測裝置包括一個(gè)編碼盤和兩個(gè)光耦。其中，編碼盤外圈銑出矩形齒 槽 ，其中一 個(gè) 齒槽 較其它齒 槽 更深。 兩個(gè)光耦安裝在外殼內(nèi)，光耦 的光路可以通過所有齒槽，光耦 的光路只能通過深齒槽。 編碼盤安裝在電機(jī)軸上，當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒形將交替阻擋/允許由光耦的發(fā)光管通往光敏接收管的光路，光敏管則輸出一串信號，經(jīng)過外部電路的調(diào)制后可得一串脈沖信號，稱為分度脈沖信號 ， 從兩個(gè)光耦獲得的分度脈沖信號分別稱為信號 與信號 。信號 的周期即轉(zhuǎn)過一齒的時(shí)間，從中可獲得旋轉(zhuǎn)的瞬時(shí)速度。信號 的周期即回轉(zhuǎn)周期，將上一次 光耦 的光路通過齒槽起的時(shí)間 除以這段時(shí)間內(nèi)信號 的平均周期即上一次光耦 的光路通過齒槽后轉(zhuǎn)過的角度。由此，通過買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 對兩光耦輸出信號的分析，便可以得到旋轉(zhuǎn)的速度與角位移量，從而使電弧傳感器根據(jù)該數(shù)據(jù)對焊縫進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤。 圖 2統(tǒng)的 檢測 裝置 1 2 3 體式安裝的 旋轉(zhuǎn) 編碼器 傳統(tǒng)的檢測裝置具有體積小、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)， 然而也存在明顯的缺點(diǎn) 。首先，光耦元件結(jié)構(gòu)簡單，其輸出信號 還是 模擬信號，需要通過外部電路調(diào)制 ；其次，模擬信號極易收到干擾，容易造成信號的丟失與誤讀。因此，需要尋找一種新的替代方法以解決這些問題。 隨著編碼器技術(shù)的日益發(fā)展， 選用一款現(xiàn)成的旋轉(zhuǎn)編碼器是解決上述問題的方式之一。當(dāng)前存在眾多旋轉(zhuǎn)編碼器供貨廠家，其產(chǎn)品種類繁多，總體上分為機(jī)床用編碼器與電機(jī)用編碼器，其中機(jī)床用編碼器 體積較大，很少有空心軸型號，且空心軸型號的孔徑都較小，這種旋轉(zhuǎn)編碼器能承受較大轉(zhuǎn)矩，檢測精度很高，適用于精度要求高的數(shù)控機(jī)床。電機(jī)用編碼器尺寸較小，一般外徑在 50內(nèi)，形式多樣，適用于多種有一定檢測精度要求的場合。 本設(shè)計(jì)采用一款分體式安裝的 電機(jī)用旋轉(zhuǎn)編碼器，如圖 2示。選用一款現(xiàn)有分體式安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器 21改裝而成。其中，編碼器部分不需要改裝， 只需要 增大編碼盤孔徑，使其能夠與空心軸裝配。 這種編碼器包含模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，由八個(gè)引腳直接輸出數(shù)字信號。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 2體式安裝的編碼器 1 2同時(shí)，分體式的設(shè)計(jì)使分體式安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器可以采用與傳統(tǒng)檢測裝置類似的方法安裝，唯一不同的是編碼盤與編碼器之間的位置精度 要求 較傳統(tǒng)檢測裝置高。在這一點(diǎn)上，產(chǎn)品本身已經(jīng)提供了解決方法。編碼器在其需要裝配平面上的定位類似于“一面兩短銷”定位方式，編碼器的裝配表面上有兩個(gè)短圓柱突起 ，與兩圓柱孔配合即可完成定位， 再用螺釘緊固即可完成裝配。編碼盤與編碼器的軸向定位可以在編碼盤與空心軸的裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。 心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 心方案 的確定 偏心機(jī)構(gòu) 是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電桿圓錐擺動(dòng)的重要部件，要求能夠?qū)崿F(xiàn)偏心量的調(diào)節(jié)與鎖定 。本設(shè)計(jì)采用螺釘調(diào)節(jié) 、 彈簧復(fù)位 、螺釘緊定的方法。如圖 2示，在調(diào)心球軸承的軸承套上設(shè)計(jì)一 個(gè) 開式滑槽，與滑塊形成移動(dòng)副 ； 滑塊通過緊定螺釘安裝在空心軸電機(jī)的空心軸上 ；偏心機(jī)構(gòu)蓋安裝在軸承套上 ，構(gòu)成軸承套部件 ，限制軸承的軸向自由度；調(diào)節(jié)螺釘通過 頂塊、 鋼球緊定在滑塊上，緊定螺釘直接緊定在滑塊上 ；滑塊及偏心機(jī)構(gòu)蓋 在與鋼球接觸的位置 上 都加工有圓弧槽，限制鋼球沿電機(jī)軸方向的自由度 。 偏心量的調(diào)節(jié)方法為： 1）增大偏心量。先松開緊定螺釘，順時(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng) 調(diào)節(jié)螺釘，則調(diào)節(jié)螺釘通過 頂塊、鋼球 使 軸承套 部件 沿移動(dòng)副向下移動(dòng) ， 從而增大偏心量； 到達(dá)所需位置后， 再 將緊定買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 螺釘擰緊。 2）減小偏心量。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，由于在彈簧力的作用下，鋼球、頂塊與調(diào)節(jié)螺釘始終接觸，當(dāng)調(diào)節(jié)螺釘退出，彈簧使軸承套部件 沿移動(dòng)副向上移動(dòng)，從而減小偏心量；到達(dá)所需位置后，將緊定螺釘擰緊。 圖 2心機(jī)構(gòu) 1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12圖 2心 調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu) 示意圖 圖 2 偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu) 示意 圖。部件 1 為滑塊、部件 3 為軸承套部件。 計(jì)算自由度： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1）調(diào)節(jié)時(shí)的機(jī)構(gòu)自由度 1 2 51 2 53 , 1 , 2 , 2 , 1 , 36 2 5 6 3 1 2 2 5 2 1 3 1n p p p p FF n p p p p F 其中，虛約束為部件 1與部件 3重復(fù)約束的部件 2沿垂直紙面方向移動(dòng)的自由度，局部自由度為部件 2 繞自身中心的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)副 D 與運(yùn)動(dòng)副 E 為級副，圖中未注。 2）鎖緊時(shí)的機(jī) 構(gòu)自由度 當(dāng)偏心機(jī)構(gòu)鎖緊時(shí)，相當(dāng)于部件 3 也成為機(jī)架。于是，有 1 2 51 2 52 , 1 , 2 , 1 , 1 , 36 2 5 6 2 1 2 2 5 1 1 3 0n p p p p FF n p p