全自动弹簧管端面加工装置的设计

发布时间：2017-07-13 15:17

  本文关键词：全自动弹簧管端面加工装置的设计

  更多相关文章： 弹簧管加工 机电一体化设计 机械系统方案设计 运动学仿真

【摘要】：汽车拉索弹簧管是广泛应用于汽车中线传动类机构上的一种零配件,由弹性钢材料内外包覆橡胶制成。其质量可靠性与汽车行驶安全密切相关。弹簧管在加工成型后经锯片切割截成不同的长度后,要经过端面去毛刺、扩孔及疏通内管等工序。由于弹簧管长度和外径的多变以及由于弹簧管的柔性材料等原因,其端面处理过程难于以简单的全自动机械装置来实现。业界目前尚无自动化设备能胜任,而普遍采用人工。其生产效率较低且工人劳动繁重,且不能保证产品加工的质量。本论文研究的目的就是针对上述的问题在企业原有截断设备的基础上,设计出可靠稳定的设备实现对弹簧管截断及端面处理的全自动化一体加工。本文先依据对装置需求功能的分解进行整体的方案设计,再对优选方案进行具体结构设计。根据拉索弹簧管的生产工序以及各个设备的工作方式,设计出一种以同步加工方式工作的设备来同时完成弹簧管加工的四步工序,实现了较高的生产效率。用三维辅助设计软件SolidWorks建立整个装置的三维模型,并对关键零部件进行结构强度校核。针对弹簧管两端位置夹持的不确定性以及弹簧管端面磨削倒角过程中与砂轮接触面的恒推力保持要求,本文提出了以直流无刷电机加丝杠传动的方式代替气缸推动磨头滑台进给运动并在磨削过程中对电机进行模糊恒转矩控制的运动控制方案。其后建立了关键部件的数学模型,并应用Matlab Simulink对其进行运动仿真分析,对模糊控制规则进行了优选。最后基于微控制单元MCU和PLC控制系统实现整个装置的运动控制,并对其进行编程。
【关键词】：弹簧管加工 机电一体化设计 机械系统方案设计 运动学仿真
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 汽车拉索弹簧管概述10-13
• 1.2.1 汽车拉索弹簧管及其工艺10-11
• 1.2.2 国内外自动化设备的研究现状11-13
• 1.3 课题的研究内容及方法13-17
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 解决的关键技术问题14
• 1.3.3 研究方法14-17
• 第2章 弹簧管全自动加工装置的方案设计17-31
• 2.1 汽车拉索那弹簧管生产加工工艺介绍17-21
• 2.1.1 拉索弹簧管加工工序介绍17-18
• 2.1.2 拉锁钢丝绳现有加工设备介绍18-21
• 2.2 系统设计原则与要求21-22
• 2.3 总体方案的设计22-29
• 2.3.1 拉索弹簧管生产流程介绍22
• 2.3.2 装置总功能分解22-25
• 2.3.3 装置整体实现方案的选定25-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 弹簧管全自动加工装置整体结构设计31-53
• 3.1 机械系统总体结构31-32
• 3.2 弹簧管自动截断装置设计32-33
• 3.3 整体机架设计33-36
• 3.4 送料装置设计36-41
• 3.4.1 上料装置设计36-40
• 3.4.2 定位夹紧装置设计40-41
• 3.5 铰孔扩孔装置设计41-42
• 3.6 吹气通孔装置42-43
• 3.7 弹簧管端面磨削装置设计43-49
• 3.7.1 磨削去毛刺装置的功能结构实现43-47
• 3.7.2 关键零件结构强度校核47-49
• 3.8 弹簧管全自动加工装置整体结构49-52
• 3.9 本章小结52-53
• 第4章 端面磨削装置运动系统建立及仿真53-81
• 4.1 引言53
• 4.2 滑台机械部分数学模型建立53-60
• 4.2.1 弹簧管接触力模型建立53-58
• 4.2.2 滑台运动模型建立58-60
• 4.3 电机控制算法模型建立60-74
• 4.3.1 无刷电机模型建立61-65
• 4.3.2 电机恒力矩模型65-70
• 4.3.3 模糊控制模块70-74
• 4.4 整体模型建立与仿真测试74-78
• 4.4.1 整体模型建立74-75
• 4.4.2 仿真结果75-78
• 4.5 本章小结78-81
• 第5章 弹簧管端面加工装置控制系统设计81-91
• 5.1 引言81
• 5.2 整体控制系统原理设计81-84
• 5.3 磨削滑台运动控制模块设计84-90
• 5.3.1 转矩模糊控制器部分的实现87-88
• 5.3.2 电机驱动器部分的实现88-89
• 5.3.3 电机驱动功率板的实现89-90
• 5.4 本章小结90-91
• 结论91-93
• 参考文献93-97
• 攻读硕士学位期间所发表的论文97-99
• 致谢99

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 胡克;;0.04级弹簧管的加工[J];仪器制造;1978年02期

2 裴家度;;任意壁厚对称组合圆弧剖面弹簧管的计算[J];仪器制造;1981年03期

3 王树懿;;波纹截面弹簧管灵敏度的计算[J];仪器制造;1983年01期

4 赵杰;;新型结构的压力弹簧管[J];工业仪表与自动化装置;1984年03期

5 裴家度;计算弹簧管的图解法[J];仪表技术与传感器;1987年01期

6 王和平;弹簧管微小变形的修复[J];工业计量;1993年06期

7 赵恩国,焦明星,侯一民,高宗海;一种测量C型弹簧管弹性特性的新方法[J];机械科学与技术;2003年05期

8 赵恩国,焦明星,高宗海,刘月明;直弹簧管及其应变-压力特性[J];西安理工大学学报;2003年02期

9 吴振亭 ,章志芳;基于有限单元法的C型弹簧管模态分析[J];CAD/CAM与制造业信息化;2004年03期

10 付建勋;C型弹簧管固有频率灵敏度的有限元分析[J];现代制造工程;2005年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 任进和;李晓健;乔学胜;;弹簧管筒子的涤棉纱染色[A];“第五届全国染整行业技术改造研讨会”论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李云峰;电液伺服阀中弹簧管刚度精密测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 林德利;粉粒物料运输车卸料装置压力表信号转换系统的开发与应用[D];广西科技大学;2015年

2 郑铭路;全自动弹簧管端面加工装置的设计[D];北京工业大学;2016年

3 肖燕平;弹簧管刚度模型分析及相关测量方式转换的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 李茫雪;双C型弹簧管式光纤差压表[D];黑龙江大学;2008年

5 杨建新;基于CCD的弹簧管和反馈杆刚度检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 赵恩国;光纤Bragg光栅流体压力传感技术的研究[D];西安理工大学;2003年

，

本文编号：537413