接箍车丝机上下料专用机械手的研制

论文摘要

随着接箍需求量的逐年增加,对接箍加工过程的自动化程度要求越来越高,本文设计了一台接箍车丝机专用上下料机械手,代替人工给车丝机上下料,提高了接箍生产效率。该设备应用了先进的机械设计技术、电液比例控制技术、伺服控制技术和计算机控制技术,自动化程度高。全文分为以下六章:第一章介绍了机械手的国内外研究现状和发展趋势,综合论述了课题相关技术的发展和趋势,说明了课题研究的背景和意义,说明了研制接箍上下料机械手的必要性。第二章完成了机械手总体机械设计,介绍了机械手的工作流程,并对机械手的夹持装置、卡爪油缸和纵向滑架等关键部件进行设计。第三章完成了机械手液压系统的总体设计,介绍了机械手液压系统的组成和工作原理,介绍了液压系统中液压缸、电液比例阀、油箱及管道的计算及选型,最后对液压系统的性能进行了验算,保证系统能可靠稳定运行。第四章建立了非对称阀控非对称缸的数学模型,从理论上说明了非对称阀控非对称缸如何消除液压缸换向时的压力突变,并在非对称阀控非对称缸数学模型的基础上给出了机械手电液比例控制系统的数学模型,在Simulink中搭建系统的仿真模型,分析系统的动态特性和确定PID控制的三个参数。第五章完成了机械手电气控制系统的总体设计,详细介绍电液比例控制系统及电机伺服控制系统的电气实现方式,并对主控器SIMOTION D425及PROFIBUS在机械手中的运用做了介绍,最后给出了机械手的PLC控制程序。第六章对论文所作的工作进行了总结,并对接箍车丝机上下料机械手的进一步研究做出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景与意义
• 1.2 机械手国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 课题相关技术的发展和研究方向
• 1.3.1 机械设计技术
• 1.3.2 电液比例控制技术
• 1.3.3 伺服控制技术
• 1.3.4 传感器检测技术
• 1.3.5 现场总线技术
• 1.3.6 计算机控制技术
• 1.4 论文的主要工作及成果
• 第二章 机械手机械结构设计
• 2.1 总体设计
• 2.2 机械手关键部件设计
• 2.2.1 机械手夹持装置的设计
• 2.2.2 卡爪油缸的设计
• 2.2.3 纵向滑架的设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 液压系统的设计
• 3.1 液压系统总体设计
• 3.2 液压系统关键元件及参数的确定
• 3.2.1 液压缸的选择
• 3.2.2 电液比例阀的选择
• 3.2.3 液压泵和电动机的选择
• 3.2.4 油箱的选择
• 3.2.5 管道的计算
• 3.2.6 液压油的选择
• 3.3 液压系统的性能验算
• 3.4 本章小结
• 第四章 机械手电液比例位置控制系统研究
• 4.1 非对称阀控非对称缸机构的数学模型
• 4.1.1 非对称阀控非对称缸的基本方程
• 4.1.2 非对称阀控非对称缸的数学模型
• 4.2 系统的数学模型及动态分析
• 4.2.1 电液比例位置控制系统建模
• 4.2.2 系统仿真模型的建立及动态性能分析
• 4.3 PID控制及仿真分析
• 4.3.1 PID控制原理
• 4.3.2 系统PID控制仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 机械手电气控制系统设计
• 5.1 控制系统的总体设计方案
• 5.2 上位机监控软件设计
• 5.3 现场控制器SIMOTION D425的应用
• 5.4 Profibus现场总线的应用
• 5.5 电液比例闭环控制系统
• 5.6 电机伺服系统
• 5.7 PLC程序的设计
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢