自调整角度机系统设计与分析研究

论文摘要

随着现代工业技术的发展,企业对于生产线的效率和产量要求不断提高。各种新技术和新设备在生产线中的应用越来越广泛,这使得工业生产线的自动化程度越来越高,以逐步代替那些繁琐的、工作环境恶劣或者精度要求较高人为操作较难实现的生产工艺过程。自调整角度机系统的设计正是出于此种目的,对于提高生产精度和效率以及改善工艺是很有必要的。本文主要成功进行了自调整角度机机械结构设计、硬件设计以及软件程序设计。机械结构部分主要根据研磨夹具和自调整角度机动作要求进行了方案确定和结构本体设计;硬件设计主要包括控制系统PLC单元的选取以及PLC控制单元和伺服电机单元的端口设计和电子电路设计;控制系统软件设计主要包括依据选取的电气元件和自调整角度机机械结构进行系统控制程序的编写。系统所采用PLC对单伺服电机进行控制,基本可以满足生产工艺要求,保证系统的可靠性。其次采用计算机辅助分析,基于ANSYS软件对某些关键元件进行了有限元分析,包括对所调节夹具中的弹性元件的有限元分析,以及对自调整角度机中的柔性调整元件的有限元分析,为夹具的角度变形以及自调整角度机误差分析提供了理论依据。最后,在初期的调试和测试当中,对自调整角度机进行了角度调整精度测试和分析,结果满足要求。同时,对自调整角度机的定位误差和角度测量原理进行了简要说明和分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外相关技术发展现状
• 1.3.1 微位移系统与角度测量方法研究
• 1.3.2 可编程控制器国内外发展现状
• 1.3.3 PLC 对伺服电机控制的研究
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 总体方案及机械结构设计
• 2.1 引言
• 2.2 自调整角度机总体设计
• 2.2.1 自调整角度机设计要求
• 2.2.2 夹具角度变形原理分析
• 2.2.3 结构总体分析及运动分析
• 2.3 自调整角度机机械结构设计
• 2.3.1 夹具的定位、夹紧及其水平运动
• 2.3.2 伺服电机的升降运动
• 2.3.3 角度调节
• 2.3.4 传感器保持架结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统硬件及软件设计
• 3.1 引言
• 3.2 系统硬件及电路设计
• 3.2.1 PLC 的硬件结构及相关电路接口设计
• 3.2.2 上位机部分与程序设计基础
• 3.2.3 系统主电路接线设计
• 3.3 PLC 系统软件设计
• 3.3.1 系统的构成
• 3.3.2 程序设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 研磨夹具及关键元件有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 研磨夹具弹性片有限元分析
• 4.2.1 基本假设与实体模型简化
• 4.2.2 夹具体有限元结果分析
• 4.3 柔性调整元件有限元分析
• 4.3.1 基本假设与实体模型简化
• 4.3.2 同轴度无偏差条件下橡胶元件接触变形
• 4.3.3 同轴度偏差值与橡胶元件变形及应力特性
• 4.4 本章小结
• 第5章 测试与分析
• 5.1 引言
• 5.2 角度测量原理及同轴度误差分析
• 5.2.1 传感器角度测量原理
• 5.2.2 调整元件同轴度误差分析
• 5.3 自调整角度机角度调整精度测试
• 5.3.1 角度调整精度测试方法
• 5.3.2 角度调整精度测试分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢