长尾夹自动装配系统设计与控制的研究

论文摘要

长尾夹作为一种应用相当广泛的文具有着很大的市场需求。由于长尾夹单个成本低廉,所以目前长尾夹装配以手工为主。但是手工装配时劳动强度大,过程重复枯燥,生产效率低,满足不了市场的发展需求。故一套长尾夹的自动装配系统成为了企业发展的关键所在。本课题研究长尾夹装配步骤,自主设计开发了一套长尾夹自动装配系统,搭建了长尾夹夹体的自动装配装置平台,取得一定成果。本文研究主要成果如下:1、介绍了产品自动装配机的发展现状,同时还介绍了长尾夹自动装配机的已有研究成果。2、阐述了长尾夹自动装配机的装配步骤,详细叙述了几个关键机构的设计理念和运行机制,并介绍了各个部件之间的配合流程。3、对夹体自动装配装置的三个重要部件进行静力学分析,随后利用MATLAB软件进行曲线绘制以获得机构部分参数。根据参数优化设计机构并确定驱动装置的选型。4、根据控制要求选择了西门子S7-200 224CNPLC为装配装置的控制器。搭建控制平台并利用STEP7-Micro/WIN4.0编程软件编写控制程序,实现装置的连续动作、单步动作以及停机复位等操作,完成装配任务。5、对搭建的实验平台进行动态的仿真模拟,得出机构运动时间和工作压力等重要参数,然后进行平台的实验调试以获得最佳装配效果。本文设计搭建了一套长尾夹的自动装配装置,实现夹体从上料卸料,运送,装配等一系列自动化动作。使用PLC进行控制编程并实验得出其最高装配效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.1.1 长尾夹的背景状况
• 1.1.2 长尾夹自动化生产的意义
• 1.2 目前国内外研究现状及分析
• 1.2.1 国内外自动装配技术的研究现状
• 1.2.2 国内外自动装配控制技术的研究现状
• 1.2.3 国内外长尾夹自动装配技术的研究现状
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第二章 长尾夹自动化装配系统的设计
• 2.1 总体装配流程
• 2.2 把手整列上料装置的结构设计
• 2.2.1 总体结构显示
• 2.2.2 振动料斗机构
• 2.2.3 二级抖散机构
• 2.2.4 整列定向机构
• 2.3 夹体自动装配装置的结构设计
• 2.3.1 总体
• 2.3.2 夹体整列机构
• 2.3.3 夹体分配机构
• 2.3.4 上料卸料机构
• 2.3.5 夹紧机构
• 2.3.6 运送机构
• 2.3.7 装配机构
• 2.4 本章小结
• 第三章 机构的力学计算及参数选定
• 3.1 自动装配系统力学分析
• 3.1.1 运送机构力学分析
• 3.1.2 装配机构力学分析
• 3.1.3 上料卸料系统力学分析
• 3.2 气缸的确定和选择
• 3.3 本章小结
• 第四章 长尾夹自动装配控制系统
• 4.1 控制系统整体分析
• 4.2 长尾夹自动装配机控制系统硬件设计
• 4.2.1 硬件总体结构设计
• 4.2.2 PLC控制硬件设计
• 4.2.3 气动系统设计
• 4.2.4 控制反馈系统设计
• 4.3 长尾夹自动装配控制系统软件设计
• 4.3.1 STEP7-Micro/WIN4.0编程环境
• 4.3.2 PLC程序流程
• 4.3.3 装配系统控制流程
• 4.3.4 系统程序设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验平台的建立与仿真
• 5.1 实验平台的搭建
• 5.2 实验平台的仿真
• 5.2.1 气缸运动数学模型建立
• 5.2.2 气缸运动仿真模型建立
• 5.3 实验数据测试
• 5.3.1 装配效率的计算
• 5.3.2 平台调试实验
• 5.3.3 平台效率实验
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目及成果