汽车拉索钢丝绳自动加工一体机的研发

发布时间：2017-08-24 23:01

  本文关键词：汽车拉索钢丝绳自动加工一体机的研发

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【摘要】：近年来,随着我国汽车行业的快速发展,汽车拉索钢丝绳的需求与日俱增,拉索钢丝绳加工行业是劳动密集型行业,对劳动力的需求非常巨大;近几年,伴随着江浙地区劳动力成本的不断上涨,以及产业转型的巨大压力,对拉索钢丝绳加工进行自动化改造、降低劳动力成本是大势所趋。因此,对于企业来说如何降低产品生产周期、降低不必要的成本是提高企业效益和增加企业产品竞争力的最主要因素。设计拉索钢丝绳自动化加工一体机的关键在于整个系统的方案设计以及控制系统设计和如何提高系统的稳定性,提高生产效率和加工质量。本文首先介绍了拉索钢丝绳的加工工艺,主要包括截断、打花、压铸和清边。根据加工工艺,开发了一套机械自动化拉索钢丝绳生产加工方案,并对系统的关键工位进行了相关参数的计算和部分元器件的选型。其次为提高系统的稳定性和生产效率,对关键环节——转台送料机构中的悬臂浮动机械手构建了数学模型,将其看成转动刚体上固结的悬臂梁,通过离散成有限自由度系统,根据矩阵迭代法求其固有频率和主振型,并利用ANSYS软件分析验证了模型的正确性,同时也为后序的ADAMS建模仿真奠定了基础。再次基于ADAMS虚拟样机仿真软件,对悬臂浮动机械手进行了离散柔性体建模,分析了在不同运动规律下末端浮动机械手的动态特性,选择了合理的运动规律,并对末端建立振动模型和参数优化,为合理的设计末端弹簧刚度和末端质量提供了理论依据。最后为实现拉索钢丝绳自动化加工,基于PLC核心技术,完成了拉索钢丝绳自动加工的控制系统的设计,包括系统的硬件设计、软件设计以及系统的人机界面设计,形成了“气动—传感器—PLC—人机界面”的自动化控制系统。
【关键词】：拉索钢丝绳 方案设计 柔性体离散建模 参数优化 控制系统
【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】：U466
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景和现状9-11
• 1.2 汽车拉索钢丝绳的概述11-15
• 1.2.1 汽车拉索11-12
• 1.2.2 拉索钢丝绳接头连接技术12-14
• 1.2.3 国内外拉索钢丝绳自动化生产设备的研究现状14-15
• 1.3 课题的研究意义15-16
• 1.4 课题的研究内容及方法16-19
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法16-19
• 第2章 汽车拉索钢丝绳自动加工一体机方案设计19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 汽车拉索钢丝绳加工工艺的介绍19-20
• 2.3 系统设计原则与要求20-21
• 2.3.1 系统的总体设计原则20
• 2.3.2 一体机布局规划步骤及要求20-21
• 2.4 整体方案拟定21-23
• 2.4.1 规划原则21
• 2.4.2 汽车拉索钢丝绳自动加工一体机总体方案21-23
• 2.5 关键工位设计及参数计算23-29
• 2.5.1 关键工位方案设计23-28
• 2.5.2 应用方案部分参数计算28-29
• 2.6 本章小结29-31
• 第3章 转动刚体上固结悬臂梁振动系统分析31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 用MATLAB实现多自由度系统固有频率以及主振型分析31-34
• 3.3 转台送料浮动机械手模型分析与建立34-41
• 3.3.1 浮动机械手振型数学方程的建立与仿真34-37
• 3.3.2 基于ANSYS验证模型的振型和固有频率37-39
• 3.3.3 离散化模型的建立39-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 基于ADAMS转台机械手仿真分析及参数优化43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 基于ADAMS模型的建立43-46
• 4.2.1 基于ADAMS柔性体建模方法43-44
• 4.2.2 在ADAMS中建立转台机械手模型44-46
• 4.3 不同运动规律下的机械手动态特性46-55
• 4.3.1 常用的运动规律47-50
• 4.3.2 在不同运动输入下的振动响应及分析50-51
• 4.3.3 转台悬臂末端参数优化51-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第5章 拉索钢丝绳自动加工一体机控制系统设计57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 控制系统设计57-66
• 5.2.1 拉索钢丝绳自动加工控制系统工艺流程和控制要求57-58
• 5.2.2 自动控制系统的硬件设计58-60
• 5.2.3 自动控制系统的软件设计60-64
• 5.2.4 自动控制系统的人机界面设计64-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间所发表的论文73-75
• 致谢75

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