制动盘在线检测系统执行机构的开发

发布时间：2017-10-02 10:29

  本文关键词：制动盘在线检测系统执行机构的开发

  更多相关文章： 制动盘 动力学仿真 模态分析 电路设计 单片机

【摘要】：为了实现工厂生产线上制动盘性能的自动化检测,提高生产效率,减轻工人劳动强度并剔除性能不合格的制动盘,某企业需要一套制动盘在线检测系统的执行机构。本文主要完成以下工作。第一,对比分析气动、液压、机械、电气传动及控制的优缺点,基于实际条件选择“单片机控制+滚珠丝杠传动”的形式设计系统的总体构成;第二,利用PRO/E对滚珠丝杠、联轴器、底座、直线导轨进行三维建模并按照一定的形式对各部件进行装配,得到三维装配体模型;第三,根据机械设计理论,对滚珠丝杠和步进电机分别进行选型,并校核所选滚珠丝杠的强度及步进电机是否能驱动执行机构;第四,利用ANSYS WORKBENCH对关键部件滚珠丝杠副进行约束模态仿真分析,对选取滚珠丝杠副的安装方式以避免系统共振提供了指导和依据;第五,利用ADAMS软件对机构整体模型进行仿真分析,得到关键部件的运动学和动力学曲线,进一步确定所选步进电机能驱动执行机构;第六,利用PROTEUS和KEIL软件进行基于单片机的电路设计和控制程序的编译。经过实验验证,这套制动盘在线检测系统执行机构运行可靠,定位精度较高,能有效减轻工人劳动强度。
【关键词】：制动盘 动力学仿真 模态分析 电路设计 单片机
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题的背景及研究意义7-8
• 1.2 相关领域国内外研究现状8-11
• 1.2.1 工业机器人国内外研究现状8-9
• 1.2.2 驱动方式国内外研究现状9-10
• 1.2.3 动力学建模国内外研究现状10-11
• 1.3 本文主要研究内容11-12
• 2 关键零部件的选型及校核12-26
• 2.1 机械结构三维建模12-13
• 2.2 丝杠和步进电机的选型及校核13-19
• 2.2.1 丝杠的选型及校核14-16
• 2.2.2 步进电机的选型及校核16-19
• 2.3 丝杠安装方式的选型及校核19-24
• 2.3.1 丝杠安装方式的选型19-20
• 2.3.2 丝杠安装方式的校核20-24
• 2.4 轴承的选型及校核24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 机械系统动力学仿真26-39
• 3.1 动力学建模理论及求解算法26-28
• 3.2 动力学仿真法向接触模型28-30
• 3.2.1 冲击函数模型28-29
• 3.2.2 恢复系数模型29
• 3.2.3 两种模型的对比分析29-30
• 3.3 执行机构动力学仿真30-36
• 3.3.1 三维模型的建立30
• 3.3.2 仿真模型的建立30-32
• 3.3.3 仿真结果及分析32-36
• 3.4 滚珠丝杠副动力学仿真及结果36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 基于单片机的控制系统设计39-51
• 4.1 控制系统框图设计39-40
• 4.2 控制电路设计及关键器件的选型40-44
• 4.2.1 主控芯片及电路40
• 4.2.2 驱动器的选型40-41
• 4.2.3 电源电路设计41-42
• 4.2.4 传感器选型42
• 4.2.5 电磁铁选型42-43
• 4.2.6 电磁铁控制电路设计43-44
• 4.3 控制程序开发策略44-50
• 4.3.1 步进电机运动分析44-45
• 4.3.2 步进电机加减速算法研究45-47
• 4.3.3 控制程序组成47-48
• 4.3.4 控制系统开发工具48-50
• 4.3.5 试验板的制作50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 执行机构试验验证51-57
• 5.1 测试仪器的选择51-52
• 5.2 滚珠丝杠副启动和电磁铁敲击试验52-55
• 5.2.1 滚珠丝杠副启动试验52-54
• 5.2.2 电磁铁敲击试验54-55
• 5.3 制动盘在线检测系统执行机构应用试验55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-58
• 6.1 论文总结57
• 6.2 存在的问题及展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62

【参考文献】

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本文编号：959132