文档介绍：打浆机刀轴自动焊接控制系统的研制
Research on the Automatic Control System of Automatic
Welding Equipment for Arbor
作者姓名：张 丹 丹
专业名称：农业电气化与自动化
指导教师：周 德 义 副教授
学位类别：工学硕士
答辩日期：2015 年 6 月 2 日
摘要
摘 要
近年来，自动控制系统越来越成熟，被广泛的运用到了农机具的生产活动中。焊接工
艺是农机制造过程中应用广泛但最重要的生产工艺之一，焊件质量的好坏对最终产品品质
及性能具有非常重要甚至是决定性的影响。传统人工焊接效率低下、焊接质量不稳定，经
常返工及焊接外观不好需增加打磨修补工序等问题，严重影响了整机生产效率和品质。打
浆机刀轴是打浆机最核心的工作部件之一，在作业过程中承受复杂的交变重载，刀座在刀
轴上呈复杂双线螺旋分布，故对焊接工艺及焊后质量要求极高，传统人工焊接在焊件质量
与效率均较难满足打浆机刀轴的焊接要求。因此通过自动控制系统的改进，针对打浆机刀
轴的特点，设计打浆机刀轴自动焊接控制系统，对于提高打浆机刀轴生产效率及提高焊件
质量具有重要的现实意义。
本课题研究的打浆刀轴自动焊接装置是针对长春格瑞特农业装备科技有限公司在生
产水田耙浆平地机（以下称为打浆机）过程中打浆机刀轴刀座的人工焊接工艺难以满足产
品品质需求的现状而专门设计开发的一款可编程的机电气一体化的自动焊接装置。自动焊
机克服了人工焊接效率低、焊接变形较大以及焊缝美观度差等问题，提高了打浆刀轴生产
效率和产品品质。
本自动焊接装置自动控制系统采用 CNC（数控机床）及 PLC（可编程控制器）控制
系统控制，以南京大地公司的两轴计算机控制机床的控制系统为主电气系统设计的自动控
制系统；采用 PLC 程序控制加上电磁阀等气动元件、直线导轨、传感器、行程开关等制
成刀座的压紧和卸料装置；利用伺服电机、伺服行星减速机、同步带来驱动打浆刀轴旋转
实现刀座径向的精确定位；利用伺服电机、伺服行星减速机、精密滚珠丝杠、直线导轨构
成的 Y 轴驱动系统进行刀座轴向位置的自动精确定位。通过运行焊接程序，CNC 控制伺
服系统两轴联动实现刀座的双线螺旋分布的定位和满焊，并且优化了焊接程序，减少刀轴
的焊接变形。自动焊接装备经加工、组装、调试后，目前已经投入正常生产，达到了预期
的设计参数指标要求。
关健词：
打浆机刀轴，自动焊接，自动控制系统，伺服系统
I
Abstract
Abstract
With the aging of intelligent control technology, automatic control system has been
increasingly used in the agricultural production. Welding technology is one of the most
important production technology in the process of agricultural machinery manufacturing, which
has a significant difference on the qu