自动插件机控制系统的设计与分析
发布时间：2021-05-11 12:28
自动插件机,是一款PCB板通孔快速插装设备。随着精密电子产业的技术革新,电子元器件的加工生产趋向于微密型、多样性生产。为解决中、小企业电子元器件装配技术升级的问题,需要研发一款价格低廉、满足装配质量的自动插件设备来迎合市场需求。课题以自动插件机的运动控制系统为主题,开展了以下设计与分析:第一,以固高GTN运控卡为主控单元,搭建了插件机控制系统的硬件框架,设计出运控系统的整体方案。硬件机构包括PCB板传送系统、供料系统、插件系统、真空气动模块。将各机构模块化设计的思路,可有效提升整台设备的插件节拍。第二,通过建立Z轴插件头的传动模型,推导并建立插件头在负载和外加干扰情况下的角位移控制器,并在Matlab中对其进行仿真分析,结果验证了插件头运动控制的精确度。第三,在搭建的自动插件机硬件平台基础上,配合GTN运控卡的底层库函数,编写各模块的运动控制程序。软件驱动控制的的对象包含X/Y/Z伺服控制轴,I/O模块控制轴W/V,以及真空气动部分,另软件编写涉及到自动插件设备的运行检测、报警系统、以及上位机调试界面设计工作。通过对插件机进行实际调试运行后,发现可初步完成插件装配工作。
【文章来源】：五邑大学广东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 自动插件技术概述
1.1.1 AI设备关键技术介绍
1.2 课题的来源以及研究意义
1.2.1 课题的来源
1.2.2 研究的意义
1.3 自动插件机的研究现状
1.4 自动插件机的分类
1.5 论文内容安排
2 自动插件机控制系统的硬件设计
2.1 插件机控制系统总体方案
2.2 工控机
2.3 固高GTN运动控制卡
2.4 PCB板传送系统
2.4.1 扩散反射型光电传感器
2.4.2 单向异步电机
2.5 插件系统
2.5.1 X/Y轴模组结构
2.5.2 X/Y轴控制系统
2.5.3 Z轴结构
2.5.4 Z轴控制系统
2.6 供料系统
2.7 真空气动模块
2.7.1 真空气动装置
2.8 小结
3 插件头运动控制模型的建立
3.1 Z轴插件头传动控制建模
3.2 加入干扰后的控制模型建立
3.2.1 运动控制模型参数的确定
3.3 小结
4 自动插件机运控系统的仿真
4.1 传统PID算法的研究
4.2 PID参数值调节的方式
4.3 Z轴插件头的运动仿真
4.4 控制轴在实际运行系统中的测试
4.5 小结
5 自动插件机控制系统的软件设计
5.1 插件机控制系统软件总体结构
5.1.1 自动插件机在线调试程序设计
5.1.2 轴控系统调试步骤(X/Y/Z轴)
5.1.3 轴控系统调试结果
5.1.4 I/O端轴控(W/V轴)
5.1.5 真空气动部分的软件驱动
5.2 运动状态检测
5.2.1 轴限位安全检测
5.2.2 伺服控制系统检测驱动报警
5.3 上层控制调试界面
5.4 小结
结论
参考文献
附录A
附录B
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电传感器在机场物流领域的应用[J]. 李晓波. 物流技术. 2015(16)
[2]电磁阀的工作原理及其在化工装置中的应用[J]. 张磊,付英. 化工设计通讯. 2012(03)
[3]数控系统中伺服系统位置前馈控制器的设计[J]. 金钊,林宝君,冀群心. 测控技术. 2010(08)
[4]高精度贴片机视觉系统图像预处理算法研究[J]. 解杨敏,刘强. 机械工程师. 2007(11)
[5]PID控制器参数整定[J]. 张松兰. 科技情报开发与经济. 2007(29)
[6]贴片机贴装路径优化研究[J]. 曾成,徐红. 现代制造工程. 2007(03)
[7]贴片机视觉对中系统[J]. 鲜飞. 电子与封装. 2006(07)
[8]步入 工控机 黄金岁月[J]. 肖吉德. 电气时代. 2003(06)
[9]表面贴装关键技术综述[J]. 罗磊,王石刚,蔡建国. 组合机床与自动化加工技术. 2003(02)
[10]浅谈气动二位五通电磁阀的应用[J]. 刘国民,陈磊. 液压与气动. 2000(05)
硕士论文
[1]斗式提升机料斗专用焊机控制系统的设计与研究[D]. 张雨.石河子大学 2017
[2]基于CPAC的SCARA机器人控制系统的研究[D]. 杨帆.湖北工业大学 2016
[3]长春维鸿东光电子战略转型的案例研究[D]. 李杰.吉林大学 2016
[4]基于机器视觉的插件机定位系统的研究与应用[D]. 宋佳星.大连理工大学 2014
[5]贴片机控制系统设计[D]. 汪巍.西安电子科技大学 2014
[6]直流电机伺服控制技术研究与实现[D]. 王刚.大连理工大学 2013
[7]LED插件若干技术的研究[D]. 付文华.合肥工业大学 2012
[8]自动插件机控制系统的研究[D]. 庄德才.青岛科技大学 2011
[9]贴片机控制系统底层软件模块与上层软件设计[D]. 魏云峰.苏州大学 2011
[10]PID控制器参数整定方法及应用研究[D]. 韩帮华.青岛科技大学 2009
本文编号：3181409
【文章来源】：五邑大学广东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 自动插件技术概述
1.1.1 AI设备关键技术介绍
1.2 课题的来源以及研究意义
1.2.1 课题的来源
1.2.2 研究的意义
1.3 自动插件机的研究现状
1.4 自动插件机的分类
1.5 论文内容安排
2 自动插件机控制系统的硬件设计
2.1 插件机控制系统总体方案
2.2 工控机
2.3 固高GTN运动控制卡
2.4 PCB板传送系统
2.4.1 扩散反射型光电传感器
2.4.2 单向异步电机
2.5 插件系统
2.5.1 X/Y轴模组结构
2.5.2 X/Y轴控制系统
2.5.3 Z轴结构
2.5.4 Z轴控制系统
2.6 供料系统
2.7 真空气动模块
2.7.1 真空气动装置
2.8 小结
3 插件头运动控制模型的建立
3.1 Z轴插件头传动控制建模
3.2 加入干扰后的控制模型建立
3.2.1 运动控制模型参数的确定
3.3 小结
4 自动插件机运控系统的仿真
4.1 传统PID算法的研究
4.2 PID参数值调节的方式
4.3 Z轴插件头的运动仿真
4.4 控制轴在实际运行系统中的测试
4.5 小结
5 自动插件机控制系统的软件设计
5.1 插件机控制系统软件总体结构
5.1.1 自动插件机在线调试程序设计
5.1.2 轴控系统调试步骤(X/Y/Z轴)
5.1.3 轴控系统调试结果
5.1.4 I/O端轴控(W/V轴)
5.1.5 真空气动部分的软件驱动
5.2 运动状态检测
5.2.1 轴限位安全检测
5.2.2 伺服控制系统检测驱动报警
5.3 上层控制调试界面
5.4 小结
结论
参考文献
附录A
附录B
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电传感器在机场物流领域的应用[J]. 李晓波. 物流技术. 2015(16)
[2]电磁阀的工作原理及其在化工装置中的应用[J]. 张磊,付英. 化工设计通讯. 2012(03)
[3]数控系统中伺服系统位置前馈控制器的设计[J]. 金钊,林宝君,冀群心. 测控技术. 2010(08)
[4]高精度贴片机视觉系统图像预处理算法研究[J]. 解杨敏,刘强. 机械工程师. 2007(11)
[5]PID控制器参数整定[J]. 张松兰. 科技情报开发与经济. 2007(29)
[6]贴片机贴装路径优化研究[J]. 曾成,徐红. 现代制造工程. 2007(03)
[7]贴片机视觉对中系统[J]. 鲜飞. 电子与封装. 2006(07)
[8]步入 工控机 黄金岁月[J]. 肖吉德. 电气时代. 2003(06)
[9]表面贴装关键技术综述[J]. 罗磊,王石刚,蔡建国. 组合机床与自动化加工技术. 2003(02)
[10]浅谈气动二位五通电磁阀的应用[J]. 刘国民,陈磊. 液压与气动. 2000(05)
硕士论文
[1]斗式提升机料斗专用焊机控制系统的设计与研究[D]. 张雨.石河子大学 2017
[2]基于CPAC的SCARA机器人控制系统的研究[D]. 杨帆.湖北工业大学 2016
[3]长春维鸿东光电子战略转型的案例研究[D]. 李杰.吉林大学 2016
[4]基于机器视觉的插件机定位系统的研究与应用[D]. 宋佳星.大连理工大学 2014
[5]贴片机控制系统设计[D]. 汪巍.西安电子科技大学 2014
[6]直流电机伺服控制技术研究与实现[D]. 王刚.大连理工大学 2013
[7]LED插件若干技术的研究[D]. 付文华.合肥工业大学 2012
[8]自动插件机控制系统的研究[D]. 庄德才.青岛科技大学 2011
[9]贴片机控制系统底层软件模块与上层软件设计[D]. 魏云峰.苏州大学 2011
[10]PID控制器参数整定方法及应用研究[D]. 韩帮华.青岛科技大学 2009
本文编号：3181409
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