波纹片自动生产线控制系统设计与研制

发布时间：2019-04-28 17:27

【摘要】：波纹散热片自动生产线是加工变压器波纹散热片的专用设备,用于散热片的成型以及自动焊接工作,其成型精度及焊接质量直接体现在电力变压器的外型以及散热质量。本课题来源为企业委托,旨在了解波纹片生产工艺流程基础上,结合机械设计以及生产技术指标,设计适应市场需求的、自动化程度更高的波纹片自动生产线。为更好的满足客户以及行业需要,控制系统采用两组系统,独立设计,波纹油压机构及自动焊接机构分别拥有独立的控制中心以及人机界面。控制系统采用三菱FX3U系列PLC作为主控制器,西门子Smart Line 1000 IE工业触摸屏作为人机交互界面,两者完成参数设定、按钮操作、监控运行及报警处理等生产控制任务。波纹片自动生产线主要由波纹油压机以及自动焊接机两部分组成,根据其基本模块又可以分为开卷机构、成型送料机构、成型机构、剪切机构、焊接送料定位机构及自动焊接机构六部分。每部分从机械设计到程序编制都为独立模块,方便后续设备生产以及程序移植。其中,开卷机构以及波纹成型机构采用液压动力源,电磁阀控制液压马达及油缸完成成型所有动作；成型送料机构由三菱MR-J2S系列伺服系统驱动,与测长编码器组成位置闭环送料系统,完成精确送料和定位功能；波纹片自动焊接机构定位及自动焊接工作均采用伺服系统,保证了精确、高效定位的同时满足了焊接工艺要求。波纹油压机构设计关键点在于送料以及成型机构两大部分。如何提高送料效率的同时保证成型精度是自动送料机构设计的关键,提高送料效率的主要方法是提高送料速度并增加合适的送料控制算法,而保证送料精度的主要方法是在选择合适容量的伺服电机基础上,增加带有编码器的测长轮组成送料闭环控制系统,降低由于打滑及其他因素造成的送料误差。成型机构的特点是动作频繁而且动作流程要求严格,液压机构的特点也决定程序流程设计时的微小误差就会对材料或者设备造成损坏,所以合理流程设计基础上提高生产效率是成型机构的关键。合理流程设计要求在全面的了解生产工艺同时,对程序中的顺序流程以及循环结构有全面掌握,避免双线圈以及循环节点等错误的发生。液压成型机构的速度是影响设备工作效率最关键的因素,如何通过液压回路的设计、动作位置以及顺序设计提高生产效率也是系统设计的关键。自动焊接机构的关键点在于送料定位及焊接工艺的实现,焊接方案的选择、行走方案的设计以及速度设定等都需要严格按照生产工艺进行。焊接送料采用伺服系统增加传感器实现精确送料,两侧靠山拍打实现中心定位。焊接采用混合气体气保焊方式,独立焊接,通过控制信号外接方式实现自动焊接的启停。焊接行走采用伺服系统通过链条带动焊枪移动,采用接近开关作为检测装置实现原点定位。论文从生产线的工艺流程以及参数要求着手,对控制系统的结构组成、硬件设计、程序设计以及人机界面组态等方面进行了分析介绍,并在论文最后对于项目的现场调试以及遇到问题和解决方法进行了总结。
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【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM41;TP273

【参考文献】