钉头管是一种通过在光管外表面上焊接钉头的方法加工成型的换热元件，它广泛应用于石油、化工等行业的工业加热炉的对流段内，满足管内和管外不同流体传热的需要。传统的钉头管的加工采用手工装钉、利用普通焊枪施焊，其劳动强度大，生产效率低，能耗高，且焊接质量不稳定，已不能满足现代生产的需要。本文提出的钉头管自动焊接机床，采取快速制造的理念设计制造，实现了钉头管的全自动化焊接加工，具有较高的生产率和稳定的加工质量。 本文分析了钉头管现有加工方法的优缺点，结合作为本课题中的具体焊接对象——钉头和光管，选取短周期电弧螺柱焊作为钉头管的焊接方法。在深入分析钉头管自动加工所需的加工工序，并实际考察工厂的实际制造技术之后，研究与设计了钉头管自动焊接机床。具体工作如下： 1．在分析机床所需的运动及焊接工艺中的关键技术的基础上，根据设计一套结构新颖的机械结构，并用软件Pro／ENGINEER建立了三维模型。该结构组成简单、方便制造、工作可靠，能实现转位、进料、定位、及焊接等全自动化操作。 2．针对本机床中气动执行元件的不同工作条件和形式设计了简单可靠的气动回路。并根据所驱动负载和所需的运动速度，确定气动回路各个元件的参数规格。 3．结合本机床中被控对象的特性和控制方法，提出了基于可编程控制器的电气控制策略，对其硬件系统和软件系统进行了详细的剖析，并给出了相应的电路图和PLC梯形图程序。 4．自动焊接头里的引弧和回压动作的速度可靠性是本系统成功的关键因素，本文利用仿真软件AMESim对其进行气动、机械、控制综合建模及仿真，结果证明这两个关键动作能连续可调并能满足焊接工艺的要求。 最后，对全文进行了总结，并为后续的研究工作提出了一些展望。