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第1章绪论1.1 三坐标测量机的应用与发展随着现代科学技术的飞速发展和对测量方法的深入研究，在机电行业中人们对三维坐标测量技术的要求也越来越高。
物体的三维轮廓以及形位测量已被广泛应用于机械制造、航海、航空航天、反求工程等领域。
目前物体三维轮廓测量的主要方法有导轨式三坐标机的高精度接触测量、激光点扫描和激光线扫描式三坐标轮廓测量、激光散斑物体轮廓高精度显微全场测量。
在这些诸多的测量方法中，激光散斑物体轮廓测量法测量精度最高，属非接触和全场测量，测量速度高，但其测量范围小。
此外，三坐标机的测量精度高，已被广泛采用。
但它只能进行接触测量，并且测量速度很慢。
目前，三坐标机主要有两种:导轨式三坐标测量机和无导轨式三坐标仪，无导轨式三坐标测量仪在国内尚无同类产品问世。
三坐标测量机的多功能测量台是一种高精度测量台。
可同时装夹两只测量表或传感器对工件进行多参数测量。
三坐标测量机广泛的应用于机械零件加工，模具制造等个方面。
CLY系列单臂三为测量仪是一款具有较大测量范围的高精度测量设备，在设计时充分考虑了使用者对冲压件、仪表板件、塑料件、中型模具件的测量要求。
由于采用开放式测量，从而保证了在现场、在模具制造和仿型、在部件检测和设计室里都可以方便的使用。
特点： 1、 X轴移动方向的导轨采用天然花岗岩，并配备进口双直线导轨，三轴位移传感器采用进口金属反射光栅和读数头，结合空间误差修正技术，使用中处处体现高精度的3D测量。
2、配件万向电子测头，并通过各种测头配件，既可以对远程和深孔进行数据采点，也能完成中、小型零部件的测量 3、本测量仪具有方便的现场自校定功能，用户可根据实际情况进行精度校正，保证在不同环境温度下测量数据的真实可靠。
CLY系列单臂三为测量仪是一款具有较大测量范围的高精度测量设备，在设计时充分考虑了使用者对冲压件、仪表板件、塑料件、中型模具件的测量要求。
由于采用开放式测量，从而保证了在现场、在模具制造和仿型、在部件检测和设计室里都可以方便的使用。
悬臂式三坐标测量机的运动机构设计摘要本课题是设计悬臂式三坐标测量机的机械运动结构。
本论文首先在开始简述了三坐标测量机的作用、原理以及未来的发展趋势。
然后通过对比典型的三坐标测量机的结构方案，选择了悬臂式的结构方案。
选择了光栅式测量系统作为三坐标测量机的测量系统，新型的高硬度合金铝作为整体结构材料。
然后是X,Y,Z轴三大主体部件，选择了滚珠丝杠传动作为传动方式，具体了计算与校核了三个轴的受力，还对轴承，电机，导轨等关键的传动部件进行了选型，最终整体确定了三个轴上的传动结构的设计。
在最后进行了对三坐标测量机测头的方案对比分析，确定了使用压电式的测头作为三坐标测量机的测量头。
本论文从以上步骤大体上完成了对于悬臂式三坐标测量机的运动机构的设计。
关键词：三坐标测量；运动机构；悬臂式；滚珠丝杠。
AbstractThis topic is the design of cantilever coordinate measuring machine mechanical movement mechanism. This paper begins with a brief introduction to the role, principles and future trends of CMM. Then, by comparing the structure scheme of the typical coordinate measuring machine, the cantilever structure scheme is selected. The grating measurement system was selected as the coordinate measuring machine of the coordinate measuring machine, and the new high hardness alloy aluminum was used as the whole structure material. And then the X, Y, Z axis of the three main components, select the ball screw drive as a transmission, the specific calculation and check the three shaft force, but also on the bearings, motors, rails and other key transmission parts The final selection of the three shafts on the transmission structure of the design. At last, a comparative analysis of the coordinate measuring machine was carried out. It was determined that the piezoelectric probe was used as the measuring head of the coordinate measuring machine. In this paper, the design of the motion mechanism of the cantilever coordinate measuring machine is completed in general from the above steps.Key words:three coordinate measuring machine；Sports institutions；Cantilevered；Ball screw.目录1. 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 三坐标测量机的未来发展趋势 (1)2. 总体方案设计 (1)2.1 三坐标测量机方案设计 (1)2.1.1 三坐标测量机的原理 (1)2.1.2 三坐标测量机结构形式 (2)2.1.3 悬臂结构确定 (3)2.2 精度确定 (5)2.3 标尺系统 (5)2.4 主要参数设定 (6)3 工作台材料选择 (6)4 Y轴各部件的选择、计算与校核 (8)4.1 驱动机构 (8)4.1.1 三种丝杠传动 (10)4.2 滚动螺旋传动计算 (11)4.2.1 Y轴滚珠丝杠计算 (12)4.3 滚动轴承的选择与计算 (19)4.3.1 滚动轴承的选择 (19)4.3.2 滚动轴承的计算 (21)4.4 联轴器的选择 (21)4.5 驱动电机的选择 (23)4.5.1 驱动电机类型选择 (23)4.5.2 驱动电机的计算与校核 (24)4.6 Y轴导轨的选择 (26)4.6.1 Y轴导轨的类型选择 (26)4.6.2 Y轴导轨的材料选择 (29)5 Z轴各部件的选择、计算与校核 (29)5.1 驱动机构 (29)5.2 滚动螺旋传动计算 (29)5.3 滚动轴承的选择与计算 (32)5.3.1 滚动轴承的选择 (32)5.3.2 滚动轴承的计算 (33)5.4 联轴器的选择 (34)5.5 驱动电机的选择 (35)5.5.1 驱动电机类型选择 (35)5.5.2 驱动电机的计算与校核 (35)5.6 Z轴导轨的选择 (36)5.6.1 Z轴导轨的类型选择 (36)5.6.2 Y轴导轨的材料选择 (37)6 X轴各部件的选择、计算与校核 (37)6.1 驱动机构 (37)6.2 滚动螺旋传动计算 (37)6.3 滚动轴承的选择与计算 (40)6.3.1 滚动轴承的选择 (40)6.3.2 滚动轴承的计算 (41)6.4 联轴器的选择 (41)6.5 驱动电机的选择 (42)6.5.1 驱动电机类型选择 (42)6.5.2 驱动电机的计算与校核 (42)6.6 Z轴导轨的选择 (44)6.6.1 Z轴导轨的类型选择 (44)6.6.2 Y轴导轨的材料选择 (44)7 测量头的选择 (44)8 结论 (50)谢辞 (51)参考文献 (52)附录 (53)1.绪论1.1 课题背景随着汽车、航空等制造业的快速发展，复杂零件的生产加工制造需要高、精尖的测量仪器，三坐标测量机应运而生。
车身焊接三坐标联动运动平台设计系别：机电自动化学院专业班：机械电子工程姓名：学号：指导教师：20 年月车身焊接三坐标联动平台设计Three coordinates body welding jointplatform design摘要汽车制造业是焊接应用面最广的行业之一。
从八十年代前的车架式车身到整体式车身的普及，车身不再是由厚重钢板制造的车架，而是成为由薄钢板经过冲压加工、焊接的一个整体。
在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。
微型车的车身焊接是微型车生产必不可少的一个工序。
由于焊缝为空间曲线，采用人工焊接，其焊接质量不稳定，且操作安全性较差。
本课题拟采用三坐标焊接运动平台，通过三轴联动和单片机控制，使焊机实现曲线直线等不同的加工路线,达到焊点沿焊缝准确移动的目的，从而代替人工的焊接操作。
所设计的三坐标焊接运动平台由执行机构、传动机构和控制系统位置检测装置四部分组成。
三个坐标方向的移动均由步进电机带动，以实现三个坐标的控制，所有电机均由单片机进行控制。
关键词：步进电机焊接单片机三轴联动AbstractAuto manufacturing is one of the most extensive industry which using welding technology. From the application of frame body, in1980s, to the using of integral body, car body is no longer the frame by heavy steel manufacturing, but to become thin plate after stamping processing by a whole welding.The mini body welding is one of the indispensable processes during subcompact production. As the welded joint is curve in space, using artificial welding, the welding quality will be not stable and the safety of operation is very low. The topic plan to adopt three coordinates welding platform. According to the Three Axes Linkage and single chip controlling, the welding machine can realize diverse processing route including curve, line, and so on. Achieve the target that the welding spot can move along the welding joint accurately and displace humanity operation.In the three coordinates welding platform, moving along three coordinates whole adopt stepping motor drive,to achieve control of the three coordinates, all the motor adopt single chip controlling.Keywords: stepping motor welding single chip Three Axes Linkage目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 课题研究现状及研究意义 (1) (2)1.2.2 研究意义 (2)第2章总体设计 (4)2.1 系统组成 (4)2.1.1 执行机构 (4)2.1.2 驱动系统 (4)2.1.3 控制系统 (4)2.1.4 位置检测装置 (5)2.2 平台设计方案 (5)2.3 零件设计应遵循的原则 (6)2.4 选材的一般原则 (7)2.5 设计要求 (8)第3章平台水平移动方向的结构计算 (9)3.1 滚珠丝杠副的设计计算 (9)3.1.1 确定滚珠丝杠副的导程 (9)3.1.2 确定当量转速与当量载荷 (9)3.1.3 估算最小螺纹底径 (10)3.1.4 确定滚珠丝杠副的规格代号及螺母形式 (11)3.1.5 确定预紧力 (11)3.1.6 计算行程补偿值c与预拉伸力t F (11)3.1.7 滚珠丝杠副工作图设计 (11)3.1.8 校核 (11)3.2 电机的选择 (12)3.2.1 转速 (14)3.2.2 负载扭矩 ................................................................................. 错误!未定义书签。
中文摘要本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。
另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。
所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。
三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。
三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。
主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。
所有电机均有单片机进行控制。
此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。
设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。
关键词：数控三坐标铣床英文摘要This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles. In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第一章概论 (1)1.1数控机床的产生与发展 (1)1.2何谓数控机床 (1)1.3数控机床的应用范围 (1)1.4数控机床的基本组成 (2)1.5数控机床的分类 (2)1.6数控机床的工作过程 (2)1.7数控机床的特点 (2)1.8磨削概论 (2)1.9三坐标数控磨床 (3)第二章总体结构设计 (6)2.1提高机床的结构刚度的设计 (6)2.2提高机床的抗振性的措施 (7)2.3提高机床灵敏度 (7)第三章进给伺服系统结构设计 (8)3.1进给伺服系统的作用 (8)3.2进给伺服系统的设计要求 (8)3.2.1对进给伺服系统的基本要求 (8)3.2.2 进给伺服系统的设计要求 (9)3.3进给伺服系统的组成 (9)3.4进给伺服系统的分类................................................................. 错误！未定义书签。
车身焊接运动滑台结构设计系别：机电与自动化学院专业班：姓名：学号：指导教师：20 年月车身焊接运动滑台结构设计The Design of Welding Joint Platform Sliding Table Structure摘要焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在汽车制造中得到广泛的应用。
但在焊接中各种影响人体健康的有害因素中，由于接触电焊烟尘的人数最多，因此电焊烟尘是影响最大的有害因素。
长期吸人电焊烟尘而发生的电焊工尘肺职业病，是当前焊接安全卫生工作中影响最大的一个主要问题。
微型车的车身环节是微型车必不可少的一个工序。
由于焊接为空间曲线，采用人工焊接，其焊接质量不稳定，且操作安全性差。
本课题拟用三轴联动焊接运动平台，并通过单片机控制，使焊机的焊点眼焊缝准确移动，从而代替人工的焊接操作。
这样可以防止焊接过程对工作人员身体带来的伤害。
同时由于设计是利用滚珠丝杠装置作为传动部件，负载小，稳定性及精度易于控制和实现，寿命比较长，价格相比机器人要低很多，适合大多数环境使用。
这对于自动化焊接设备的普及有着重要的意义。
关键字：焊接单片机三轴联动运动平台AbstractWelding is a necessary modern mechanical manufacturing process method has been widely in automotive applications. However, in welding a variety of harmful factors affect human health, due to exposure to welding fumes was the largest, therefore the greatest impact welding fumes are harmful factors. Long-term inhalation of welding fumes and the occurrence of occupational pneumoconiosis welders, welding safety and health is currently the most influential work of a major problemMini car body part is an essential process. The welding for the space curve, with manual welding, the welding quality of instability, poor security and operations. Linkage of the issue to be welded with a three-axis motion platform, and through MCU control, so that spot welding seam accurate eye movement, which replace the manual welding operation. This prevents the welding process for staff to bring harm to the body. And because the design is the use of ball screw device as a transmission components, the load is small, easy to control stability and accuracy and implementation of a long life, the price is much lower than the robot, suitable for most environments. This is the popularity of automatic welding equipment of great significance.Keywords:Welding MCU Three Axes Linkage Motion platform目录摘要 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
三坐标测量毕业设计三坐标测量是一种常见的测量方法，广泛应用于工程领域。
在毕业设计中，三坐标测量起着至关重要的作用。
本文将从三坐标测量的原理、应用以及在毕业设计中的重要性等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下三坐标测量的原理。
三坐标测量是利用三个坐标轴（X、Y、Z）来确定物体的位置和形状。
通过使用测量头，可以在三个坐标轴上进行测量，并将结果转化为数字信号进行处理。
这种测量方法具有高精度、高灵敏度的特点，可以实现对物体各个方向的测量。
三坐标测量在工程领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于测量零件的尺寸和形状。
在毕业设计中，学生通常需要制作一些零件或模型，而这些零件的尺寸和形状的准确度对于设计的成功与否至关重要。
通过三坐标测量，可以快速、准确地获取零件的几何参数，为设计提供可靠的数据支持。
其次，三坐标测量还可以用于检测零件的质量。
在毕业设计中，学生通常需要对制作的零件进行质量检测，以确保其符合设计要求。
通过三坐标测量，可以对零件的尺寸、形状、位置等进行全面、精确的检测，从而判断零件是否合格。
这对于保证毕业设计的质量和可靠性具有重要意义。
此外，三坐标测量还可以用于分析零件的变形和误差。
在毕业设计中，学生通常需要对零件进行变形和误差分析，以了解其在使用过程中可能出现的问题。
通过三坐标测量，可以获取零件在不同应力条件下的形状和尺寸数据，从而分析其变形情况。
同时，还可以通过与设计模型进行比较，找出零件制造过程中可能存在的误差，为改进设计提供参考。
在毕业设计中，三坐标测量具有重要的意义。
首先，它可以帮助学生验证设计的可行性。
通过对制作的零件进行三坐标测量，可以检测其与设计模型的差异，以评估设计的准确性和可行性。
这对于学生来说是一次宝贵的实践经验，有助于他们提高设计能力和工程素养。
其次，三坐标测量可以帮助学生提高工程实践能力。
在毕业设计中，学生需要独立完成零件的制作和测量工作。
通过亲自操作三坐标测量仪器，学生可以学习和掌握测量技术和方法，提高自己的实践操作能力。
三坐标工作台课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解三坐标工作台的基本结构、工作原理及其在工业生产中的应用；2. 掌握三坐标工作台的空间坐标系统，能进行简单的坐标变换；3. 了解三坐标测量仪的基本操作流程，熟悉相关术语。
技能目标：1. 能够运用三坐标工作台进行简单零件的定位、测量和加工；2. 培养学生动手操作三坐标工作台的能力，提高实际操作技能；3. 学会使用三坐标测量软件进行数据处理和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械制造、自动化等领域的兴趣，增强学习动力；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高团队合作意识；3. 引导学生认识到三坐标工作台在现代制造业中的重要性，激发创新精神。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为高二年级机械制造与自动化课程的一部分，旨在帮助学生掌握三坐标工作台的基础知识和操作技能。
学生已具备一定的机械基础知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
课程目标分解：1. 知识目标：通过讲解、示范和练习，使学生掌握三坐标工作台的相关知识；2. 技能目标：通过实践操作，提高学生的操作技能和数据处理能力；3. 情感态度价值观目标：通过课程学习，激发学生的学习兴趣，培养严谨、细致的工作态度。
二、教学内容1. 三坐标工作台基本结构：介绍三坐标工作台的主要组成部分，包括导轨、滑块、丝杠、电机等，并分析各部分功能；2. 三坐标工作台工作原理：讲解三坐标工作台的运动原理，坐标系统建立及坐标变换方法；3. 三坐标测量仪操作流程：介绍三坐标测量仪的基本操作步骤，包括开机、测量、数据处理等；4. 三坐标工作台应用案例：分析三坐标工作台在工业生产中的典型应用，如零件加工、测量、装配等；5. 实践操作：安排学生进行三坐标工作台的实际操作，包括简单零件的定位、测量和加工；6. 数据处理与分析：教授学生使用三坐标测量软件进行数据处理和分析，掌握相关技巧。
三坐标测量机原理及应用摘要三坐标测量机是近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。
它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业领域中。
它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。
如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、形体等空间型面的测量。
此外，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。
由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。
三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛，它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。
当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。
测量方式大致可分为接触式与非接触式两种。
关键词三坐标测量机传感器三维光栅尺目录第一章三坐标测量机简介第一节三坐标测量机的意义 (3)第二节三坐标测量机的研究现状 (4)第二章三坐标测量机的组成与结构第一节三坐标测量机的组成 (5)第二节三坐标测量机的结构。
(6)第三章三坐标测量机的分类及测量方法第一节三坐标测量机的分类 (8)第二节三坐标测量机的测量方法 (9)第四章三坐标测量机的应用及发展第一节三坐标测量机的应用 (10)第二节三坐标测量机的发展 (13)结束语 (15)参考文献 (16)第一章三坐标测量机简介三坐标测量机指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。
三坐标测量机作为现代大型精密测量仪器已有40多年的历史，20世纪60年代以来，随着机床、机械，汽车、航空航天和电子工业的兴起，各种复杂零件的研制急需先进的检测仪器对其检测；同时，随着产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求也越来越高，三坐标测量机正是集合了这两个优点，得以在测量领域得到广泛的应用。
三坐标数控毕业设计三坐标数控毕业设计在现代制造业中，三坐标数控技术被广泛应用于各类精密零件的测量和加工领域。
作为一种高精度、高效率的测量方法，三坐标数控具有重要的意义。
本文将探讨三坐标数控毕业设计的相关内容。
一、背景介绍三坐标数控技术是一种通过计算机控制的测量方法，可以实现对物体尺寸、形状和位置的准确测量。
它通过测量物体在三个坐标轴上的坐标数值，计算出物体的尺寸和位置信息，并将结果与设计要求进行比较，从而判断物体的质量是否合格。
二、设计目标在毕业设计中，三坐标数控技术的应用可以帮助学生提高对该技术的理解和掌握程度。
设计目标可以包括但不限于以下几个方面：1. 设计一套完整的三坐标数控系统，包括硬件和软件部分；2. 实现对特定零件的测量和检验功能；3. 提高测量精度和效率；4. 设计简洁、易于操作的用户界面。
三、设计流程三坐标数控毕业设计的设计流程可以包括以下几个步骤：1. 确定设计需求：根据实际情况确定需要测量和检验的零件类型和尺寸范围，以及测量精度要求。
2. 硬件设计：设计三坐标数控系统所需的硬件设备，包括测量平台、传感器、控制器等。
3. 软件设计：编写三坐标数控系统的控制软件，实现测量功能和用户界面设计。
4. 系统集成：将硬件设备和软件进行集成，确保系统的稳定性和可靠性。
5. 测试和优化：对设计的三坐标数控系统进行测试，发现问题并进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
6. 结果分析和总结：对设计的三坐标数控系统进行结果分析，总结设计过程中的经验和教训。
四、技术挑战在三坐标数控毕业设计中，可能会面临一些技术挑战，如下所示：1. 测量精度：三坐标数控系统需要具备高精度的测量能力，对传感器和控制算法的要求较高。
2. 系统稳定性：三坐标数控系统需要具备良好的稳定性和可靠性，以确保测量结果的准确性。
3. 用户界面设计：设计一个简洁、易于操作的用户界面是一个挑战，需要考虑用户的使用习惯和操作需求。
4. 数据处理和分析：对测量数据的处理和分析也是一个挑战，需要设计合适的算法和方法。
三坐标自动焊接机床的数控系统设计为了提高电路板焊接质量和焊接效率，改善焊接工人劳动条件，实现小批量电路板的自动化焊接，研制开发了一种智能三坐标台式自动焊接机。
该系统具有智能化程度高、精度高、焊接速度快等特点，能够完成电路板上元器件的自动焊接；主要由滚珠丝杠三坐标运动机构、自动送锡机构、控制系统和上位机软件组成；通过电机与丝杠的相互配合，上下位机的相互通信，使得焊接过程操作简便，焊接质量优良，满足了实际使用要求。
标签：三坐标；自动；焊接机床；数控系统一直以来，各个电子制造厂焊接电路板时运用的大多都是传统的手工艺焊接的办法，也就是人工手持电烙铁来进行焊接的办法，这样对焊接工人技能需求就很高，且存在许多缺点。
首先是速度慢，由于人太过于自由灵活，稍微受点影响就会导致焊接位置偏移，带来焊接误差，还非常容易出操作事端，发生较多的工伤事故。
因而这种焊接办法也在逐渐地被企业淘汰，与此对应的自动化焊接技术优势凸显，逐渐时兴起来。
1 系统总体实现过程本系统是将三坐标移动精确定位思想靈活应用到电路板焊点定位上，被固定在轴上的焊枪可在空间中X、Y、Z三个方向自由移动，从而实现焊点的精确定位并依照命令执行焊接动作。
X、Y、Z的具体坐标移动的位置也就是电路板的焊点位置，从Altium Designer软件导出至Excel表格中，再由上位机采集通过串口传送给下位机，单片机接收到定位坐标后给定细分器脉冲来控制电机驱动器，驱动步进电机转动一定的角度，步进电机带动丝杠上的滑块实现三坐标的运动，通过焊枪的二维运动和焊台的一维运动相互组合，定位至要焊接的焊点。
如图1所示，焊枪由x、z方向的两个步进电机来驱动丝杠，待x、z平面内定位完毕，y方向的步进电机开始运动，将载有电路板的焊台运送到焊接位置，再由步进电机组成的送丝机构向高频加热器的线圈内送焊丝，焊丝通过加热融化再加上烙铁头与焊锡的接触来进一步加热，即可对所需加工零件进行焊接，焊接时，温度由非接触式温度传感器检测，保证工作过程中的温度要求，当温度过高或过低时便可进行手动调节，使整个系统的操作更加人性化。
车身焊接三坐标联动运动平台设计系别：机电自动化学院专业班：机械电子工程姓名：学号：指导教师：20 年月车身焊接三坐标联动平台设计Three coordinates body welding jointplatform design摘要汽车制造业是焊接应用面最广的行业之一。
从八十年代前的车架式车身到整体式车身的普及，车身不再是由厚重钢板制造的车架，而是成为由薄钢板经过冲压加工、焊接的一个整体。
在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。
微型车的车身焊接是微型车生产必不可少的一个工序。
由于焊缝为空间曲线，采用人工焊接，其焊接质量不稳定，且操作安全性较差。
本课题拟采用三坐标焊接运动平台，通过三轴联动和单片机控制，使焊机实现曲线直线等不同的加工路线,达到焊点沿焊缝准确移动的目的，从而代替人工的焊接操作。
所设计的三坐标焊接运动平台由执行机构、传动机构和控制系统位置检测装置四部分组成。
三个坐标方向的移动均由步进电机带动，以实现三个坐标的控制，所有电机均由单片机进行控制。
关键词：步进电机焊接单片机三轴联动AbstractAuto manufacturing is one of the most extensive industry which using welding technology. From the application of frame body, in1980s, to the using of integral body, car body is no longer the frame by heavy steel manufacturing, but to become thin plate after stamping processing by a whole welding.The mini body welding is one of the indispensable processes during subcompact production. As the welded joint is curve in space, using artificial welding, the welding quality will be not stable and the safety of operation is very low. The topic plan to adopt three coordinates welding platform. According to the Three Axes Linkage and single chip controlling, the welding machine can realize diverse processing route including curve, line, and so on. Achieve the target that the welding spot can move along the welding joint accurately and displace humanity operation.In the three coordinates welding platform, moving along three coordinates whole adopt stepping motor drive,to achieve control of the three coordinates, all the motor adopt single chip controlling.Keywords: stepping motor welding single chip Three Axes Linkage目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题简介 (1)1.2 课题研究现状及研究意义 (1)1.2.1车身焊接平台的研究现状 (2)1.2.2 研究意义 (2)第2章总体设计 (4)2.1 系统组成 (4)2.1.1 执行机构 (4)2.1.2 驱动系统 (4)2.1.3 控制系统 (4)2.1.4 位置检测装置 (5)2.2 平台设计方案 (5)2.3 零件设计应遵循的原则 (6)2.4 选材的一般原则 (7)2.5 设计要求 (8)第3章平台水平移动方向的结构计算 (9)3.1 滚珠丝杠副的设计计算 (9)3.1.1 确定滚珠丝杠副的导程 (9)3.1.2 确定当量转速与当量载荷 (9)3.1.3 估算最小螺纹底径 (10)3.1.4 确定滚珠丝杠副的规格代号及螺母形式 (11)3.1.5 确定预紧力 (11)3.1.6 计算行程补偿值c与预拉伸力t F (11)3.1.7 滚珠丝杠副工作图设计 (11)3.1.8 校核 (11)3.2 电机的选择 (12)3.2.1 转速 (14)3.2.2 负载扭矩 .............................................................................. 错误！未定义书签。
3.2.3 负载转动惯量 ...................................................................... 错误！未定义书签。
3.2.4 负载行走功率 ...................................................................... 错误！未定义书签。
3.2.5 伺服电机选择条件 .............................................................. 错误！未定义书签。
第4章车身焊接三自由度联动平台建模 .................................... 错误！未定义书签。
4.1 X轴运动滑台零件图 ............................................................... 错误！未定义书签。
4.2 X轴运动滑台部件图 ............................................................... 错误！未定义书签。
4.3 整体结构三维模型 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第1章绪论1.1 课题简介目前，全世界每年有45%的钢和有色金属，都是通过焊接加工形成产品的。
焊接技术发展到今天，几乎涉及了所有部门，如：机械制造、石油化工、冶金、电子和航天航空等。
焊接技术的发展水平已成为衡量一个国家科学先进程度的重要标志之一。
由于焊接在加工过程中具有能量集中、变形小、生产效率高等诸多优点，因而特别适用于薄壁零件的连接，在汽车工业应用最为广泛。
在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。
一半来说，轿车车身大约需要4000～6000个电焊焊点，例如一辆大众帕萨特轿车身上就有电阻焊点5892个。
由此可见，焊接技术在保证汽车质量和提高生产效率上有着相当重要的作用。
焊接质量的提高不仅可以为企业带来巨大的经济效益，而且可以提高企业的核心竞争力。
焊接质量的控制内容十分广泛，它不但涉及到焊点的检测与控制系统，而且也包括焊接的街头设计、原材料的采购、管理和焊前处理、焊接工艺规范和质量检验标准、设备的使用和维护等诸多因素。
随着焊接技术在汽车制造业中的应用，对接头质量不断提出更高的要求，经过多年的生产应用证明：采用自动控制技术是确保焊接质量、提高效率、减低成本的最有效的方法。
焊接设备的自动化、智能化是当今焊接技术的发展趋势。
焊接设备的好坏直接关系到焊接的质量和效率。
本课题是对车身焊接三坐标联动平台的研究，该平台由执行机构、驱动机构和控制系统和位置检测装置四大部分组成，能实现复杂曲线的精确焊接，具有较高的技术含量和较好的经济效益。
1.2 课题研究现状及研究意义随着我国加入WT0，国外各大汽车牛产厂商进入我国，给我国带来了先进的汽车制造技术，促进了我国汽车工业的高速发展。
据统计，最近几年我国轿车、微型车以及越野车等小型车的销量以每年40％～50％的速度发展。
随着引进汽车国产化提高的要求，整车的发展给相关的汽车零部件的生产带来很大的需求。
因此，对汽车零部件的规模化生产的要求就越来越高。
汽车车身是汽车最重要的组成部分之一。
目前，国内外对汽车车身的生产几乎全部采用的焊接，对微型车、越野车更是如此。
根据现行车身焊接生产工艺要求，车身焊接生产采用点焊方法完成车身的点定、焊缝的焊接。
除此之外，对焊接完成的后车身需进行校直和检漏。
日前，国内对类似微型市、越野车车身的生产采用的是单机生产方式，生产工艺落后、生产效率低、产品质量不稳定。
而国外对车身的生产基本上采用了自动流水线的生产方式，以满足对车身的规模化生产的要求。
1.2.1车身焊接平台的研究现状汽车工业中，焊接是汽车零部件与车身制造中的关键环节，起着承上启下的特殊作用;同时，汽车产品的车型众多、成型结构复杂、零部件生产专业化、标准化及汽车制造在质量、效率和成本等方面的综合要求，都决定了汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性强的生产过程：（1）对焊接件的尺寸精度要求高：为了保证产品的装配精度和尺寸稳定性，要求尽可能减少薄板件在焊前的精度偏差和焊后的热应力与变形；（2）对焊缝接头的性能要求高：焊接接头不仅要满足静态和动态的力学性能指标，而且有苛刻的低周期疲劳性能要求；（3）对批量焊接生产品质量高且一致性好的要求；（4）对焊接生产过程高节拍、高效率的要求；（5）对“零缺陷”的质量控制与保证，提出了自动化焊接过程的监测与信息化管理的要求。
目前，国内汽车制造厂家的高端焊接设备主要从国外进口，但价格昂贵。
国内自主设计和生产的汽车焊接设备虽然价格较低，但加工质量、加工效率不高，同时故障率与国外品牌相比还有一定的差距。
1.2.2 研究意义汽车制造业是焊接应用最广的行业之一，所用的焊接方法也种类繁多，其具体应用情况如下：（1）电阻焊，主要应用于车身总成、地板、车门、侧围、后维、前桥和小零部件、油箱、消声器、机油盘和钢圈等（2）电弧焊，主要应用于车厢、后桥、车架、减震器阀杆、后梁、支架、备胎架、车架、半桥法兰、传动轴和液压缸等（3）特种焊，主要应用于汽车阀杆、后桥、半轴、转向杆、齿轮等（4）氧乙炔焊、主要用于车身总成的补焊（5）钎焊，主要用于散热器、铜和钢件、硬质合金的焊接由此可见，汽车制造业中广泛采用焊接技术，焊接设备的好坏不仅直接关系到整车的产品质量与安全性，还间接关系到我国汽车产业能否健康发展以致能否处于世界领先地位。
