陶瓷阀芯全自动装配机的研发

发布时间：2017-09-16 11:31

  本文关键词：陶瓷阀芯全自动装配机的研发

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【摘要】：陶瓷阀芯通过旋转阀杆来控制水流通断与流量,其密封性能优越,使用寿命长,广泛应用于水龙头出水口处。由于陶瓷阀芯组成零件数量较多,部分零件性状不规则,装配作业精度要求较高等因素,实现自动化装配存在着一定困难,因此目前一般均采用手工装配。本文根据企业实际生产需求,通过对自动化装配理论的研究并结合相关产品设计理论,针对产量较大的"Q15RAT90-IN"型陶瓷阀芯设计了合理的全自动装配系统。项目主要工作如下： 1.研究了"Q15RAT90-IN"型陶瓷阀芯的结构和零件组成,制定了装配流程与相应装配工艺,结合自动化控制相关理论,对装配系统的总体方案进行了设计。设计了传送装置、送料装置、装配机械手、检测装置和控制单元的方案,选定了圆形转台式的十工位装配机形式。 2.基于项目过程中主要的设计思路和设计原则,对装配机的具体机械实现方案进行了设计。对各工位的机械结构和工作原理做了介绍,对核心工位进行了详细的设计。介绍了样机试制相关情况,并根据样机实际调试情况对机械结构进行优化设计与改进。 3.研究了机器视觉技术的相关理论和工程实践应用方法,并利用机器视觉技术实现陶瓷静片的精确周向定位。分析了本项目机器视觉系统的功能需求,确定了系统硬件组成,研究了相关图像处理的算法和相关软件的设计过程,设计制造了相应的机械辅助实现装置及其控制单元。 4.分析了装配机控制系统的基本要求和主要任务,简单介绍了三菱Q系列PLC的基本情况并确定了Q01型及相关组成模块选型。介绍了控制系统的硬件组成、系统总体流程和相应的程序控制。 5.完成了相关零部件的加工制造和整机的装配与调试,样机运行较为稳定,状态较为良好,达到了预定的设计参数和预期的目标要求。
【关键词】：装配自动化 零件定位 装配机械手 机器视觉 可编程控制器
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 项目背景及意义11-13
• 1.1.1 项目背景11-12
• 1.1.2 项目意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 自动装配系统研究现状13-15
• 1.2.2 阀芯装配及其相关技术研究现状15-17
• 1.3 研究内容17-18
• 2 阀芯自动装配机总体方案设计18-36
• 2.1 装配任务分析19-24
• 2.1.1 陶瓷阀芯结构分析19-20
• 2.1.2 装配流程与工艺分析20-22
• 2.1.3 装配自动化程度分析22-24
• 2.2 装配机的选定24-28
• 2.2.1 专用装配机24-25
• 2.2.2 柔性自动装配25-27
• 2.2.3 装配机类型的选定27-28
• 2.3 装配功能实现装置28-34
• 2.3.1 传送装置28-29
• 2.3.2 送料装置29-31
• 2.3.3 装配机械手31-32
• 2.3.4 检测装置32-33
• 2.3.5 控制单元33-34
• 2.4 陶瓷阀芯自动装配机布局34-35
• 2.4.1 布局与工位34-35
• 2.4.2 设计参数35
• 2.5 本章小结35-36
• 3 陶瓷阀芯全自动装配机机械方案设计36-66
• 3.1 机械方案概述36-41
• 3.1.1 整体布局36-38
• 3.1.2 精度设计38
• 3.1.3 转盘与夹具设计38-40
• 3.1.4 转盘驱动设计40-41
• 3.2 阀体工位设计41-45
• 3.3 润滑垫圈工位设计45-47
• 3.4 阀杆工位设计47-53
• 3.5 开合件组合相关工位设计53-60
• 3.5.1 左右转换器工位设计53-55
• 3.5.2 陶瓷动片工位设计55-57
• 3.5.3 上油工位设计57
• 3.5.4 陶瓷静片工位设计57-60
• 3.6 其他工位设计60-63
• 3.6.1 卡簧工位设计60-61
• 3.6.2 密封垫工位设计61-62
• 3.6.3 下料工位设计62-63
• 3.7 检测装置设计63-64
• 3.8 样机制作64-65
• 3.9 本章小结65-66
• 4 机器视觉系统的设计与实现66-81
• 4.1 机器视觉系统的组成66-67
• 4.1.1 系统的硬件组成66-67
• 4.1.2 系统的功能模块分析67
• 4.2 机器视觉的图像处理和算法研究67-71
• 4.2.1 数字图像概述67
• 4.2.2 数字图像的预处理67-69
• 4.2.3 装配陶瓷片的角度检测69-71
• 4.3 机器视觉系统的软件实现71-74
• 4.3.1 LabVIEW和IMAQ VISION简介71
• 4.3.2 图像采集模块的实现71-72
• 4.3.3 图像预处理模块的实现72-73
• 4.3.4 图像识别分析模块的实现73-74
• 4.4 机器视觉系统的运动控制实现74-78
• 4.4.1 硬件电路设计75-76
• 4.4.2 运动控制软件设计76-78
• 4.5 机器视觉的误差分析78-80
• 4.5.1 误差来源与分类78
• 4.5.2 本系统中的误差分析及改进措施78-80
• 4.6 本章小结80-81
• 5 自动装配机控制系统设计81-91
• 5.1 可编程控制器选定81-83
• 5.1.1 控制系统任务与要求81
• 5.1.2 气动系统部分81-82
• 5.1.3 PLC类型选定82-83
• 5.2 系统硬件构成83-84
• 5.3 系统软件设计84-88
• 5.3.1 PLC编程方式选择84-85
• 5.3.2 整体程序设计85-86
• 5.3.3 各工位动作的逻辑控制设计86-88
• 5.4 阀体周向定位单元控制88-90
• 5.5 本章小结90-91
• 6 总结与展望91-93
• 6.1 总结91-92
• 6.2 展望92-93
• 参考文献93-98
• 作者简介及在学期间科研成果98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 邵明,谢存禧,唐超军;可重组柔性装配系统发展现状与系统实例[J];机械设计与研究;1999年03期

2 吴学鹏;;面向装配的设计(DFA)技术研究[J];机械研究与应用;2008年03期

3 徐云庆;盛小明;;基于气动机械手的零件自动化柔性装配设备[J];苏州大学学报(工科版);2009年04期

4 李蕾,杜春华,薛培鼎;贴片机视觉检测中角度计算的一种高效算法[J];微计算机信息;2005年05期

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本文编号：862781