焊接机床本体设计

为实现焊接电极机床点焊、直线焊、圆弧焊和完成不同长度螺旋叶片的柳州焊接，同时能够保证焊接精度和效率，本着节约成本的原则，在传统机床的基础上增加了控制系统和焊接机构部分，该机床主要包括机床床身和控制系统两大部分。

机床床身上布置有夹持工件的主轴箱、尾座机构以及进行焊接螺管座操作的焊接机构；控制系统控制着主轴箱、焊接机构以及尾座机构的运动。

控制系统:是自动化机床中不可少的部分，不仅控制着关键部件的运动，更能保证运动过程中的稳定性和加工精度。为实现对工件与焊接机构焊接动作的控制，完成不同长度螺旋叶片的焊接，需要对多个步进电机进行控制，因此该机床采用PC机、通用数字I/O卡、步进电机和驱动器组成伺服控制系统。

采用PC机、通用数字I/O卡和专用计算机软件对步进电机进行控制，不仅能实现对多个电机的并联控制，还可以便捷地实现友好的交互界面。根据焊接动作要求进行模块化设计，通过脉冲信号，正反转信号以及细分信号对驱动器进行细分控制，从而驱动螺旋叶片进行旋转的运动、焊枪的焊接和快速回程运动以及尾座体的纵向移动，实现焊缝的平稳焊接。

焊接机构:由于螺旋叶片内圆直径大小和焊缝长度不一，所以需要调整焊枪的空间移动对焊缝进行焊接。基于此本设计采用伺服控制系统对焊枪X，Y和Z轴的动作进行控制，保证焊枪头准确地落在焊缝的上方；在溜板箱体上安装送丝机构，保证不断地送丝，从而实现连续稳定的焊接动作。同时为了让焊接机床实现自动跟踪焊缝的功能，在焊枪头安装焊缝跟踪传感器和信号处理器，以实现机床对焊缝轨迹的自动辨识和数据处理。

主轴箱:工件在焊接过程中要求匀速平稳地旋转，因而设计主轴箱时可采用控制电源和减速器对输出轴进行无级调速控制，焊接过程中工件的旋转速度即为焊枪的移动速度。主轴箱输出端连接夹持架上的三爪卡盘，可以对不同尺寸的工件进行定位夹紧。尾座体:从机床通用性和经济性方面考虑，尾座体采用现有普通机床的尾座体结构。同时针对不同长度工件的焊接要求，在尾座体的一侧设计独立的齿轮齿条传动机构，采用独立电机进行驱动，保证尾座体的快速移动。