基于EtherCAT总线技术的自动涂胶控制系统设计
发布时间：2021-10-27 07:47
随着涂胶技术的普及,汽车和电子行业大都采用涂胶方式来保证不规则零件的密封性,各种形式的涂胶设备也应运而生。涂胶设备的性能直接影响了密封的质量和生产的效率。因此,相关制造企业迫切需要一种具有人性化、通用性和高效性的专用涂胶系统。本文详细研究了涂胶系统的发展现状,介绍了涂胶设备和涂胶技术的分类,概述了 EtherCAT技术的发展现状,分析了涂胶控制的影响因素和涂胶的工艺要求及技术指标,在此基础上,选用了工控机作为主控制器,交流伺服系统作为运动控制的执行机构,设计了涂胶系统的基本结构和框架。给出了各个组成部分的详细设计,包括工控机、触摸屏、供胶系统、总线耦合器、输入模块、安全模块、串口模块、电子天平、伺服驱动器和交流伺服电机等,并且简要说明了出胶控制和定位机构的基本工作原理。以涂胶系统基本结构为基础,完成了控制系统的硬件设计,包括了主供电电路、工控机供电电路、输入输出信号电路、伺服单元电路、称胶重单元电路、手持单元电路和温度控制单元电路等。根据涂胶系统的工艺要求完成了涂胶系统的软件设计,包括涂胶控制流程设计、运动控制单元控制设计、安全控制单元设计和HMI交互设计等。其中,运动控制单元设计中运...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２平面式涂胶机）（Ｙ－２００??
第一章绪论?基于ＥｔｈｅｒＣＡＴ总线技术的自动涂胶控制系统设计??开发成本。图１－４的智能化玻璃面板涂胶控制系统，这种涂胶控制系统可以根据视觉??系统自动识别零件并规划涂胶轨迹，涂胶精度能够控制在±０．５ｍｍ以内，在涂胶过程??中视觉系统还能够不断的检测涂胶效果，并对涂胶路径进行实时修正。??图１－４智能化玻璃面板涂胶控制系统??１．２．２涂胶技术概述??根据出胶头与零件是否接触，涂胶技术可以分为接触式涂胶和非接触式涂胶。根??据涂胶技术的结构不同，接触式涂胶又可以分成以下四种类型［１Ｑ］：??（１）压力型涂胶技术压力型涂胶技术的基本结构如图１－５（Ａ）所示，通过气泵产??生空气压力，迫使针管出胶，进而实现涂胶动作。这种涂胶技术结构简单，使用方便，??适应于各种零件样式的涂胶，因而大部分的涂胶控制系统都采用了这种技术。??（２）计量管式涂胶技术计量管式技术的基本结构如图１－５（Ｂ）所示，通过螺杆旋转??产生驱动力，使胶体沿着螺线方向运动。当胶体运动至计量管管头时，会受到出胶面??积的限制而产生出胶阻力［ｎ］。因而影响出胶量的因素只有螺杆驱动力和出胶阻力，易??于涂胶控制系统中出胶控制的设计。??（３）活塞式涂胶技术活塞式涂胶技术的基本结构如图１－５（Ｃ）所示，通过活塞机构??产生驱动力来进行涂胶。由电机驱动的活塞运动，将腔体内密闭并产生驱动力，迫使??胶体从出胶头中流出。这种技术本质上控制的是腔体内胶体的体积而非流体压力，因??而可以避免了胶体特性变化对出胶量的影响，进而保证涂胶质量的一致性［１２］。??（４）齿轮栗涂胶技术齿轮泵涂胶技术的基本结构如图１－５（Ｄ）所示，由两个相互??啮合的齿轮、泵缸和前后两个输胶
．．－碰?＾?呢动?祕?＆转??—收体?盼体?ｉｌｌ?ｘ??—Ｋ＇Ｘ?ＰＩ＊?贼?Ｉｆ?－社?１?＿?股－５：??（Ａ）压力型涂胶?（Ｂ）计量管式涂胶?（Ｃ）活塞式涂胶?（Ｄ）齿轮泵涂胶??图丨－５接触式涂胶的基本结构??由于出胶头与零件距离对涂胶质量的影响很大，因而随着涂胶技术的发展，非接??触式涂胶方式逐渐发展起来。这类涂胶技术一般机械结构比较复杂，不方便维护，易??受到胶体特性变化影响。非接触式涂胶主要可以分为以下两种：??（〇喷涂式涂胶技术喷涂式涂胶技术的基本结构如图１－６（Ａ）所示，通过气泵将??胶体压如腔体内，当需要涂胶动作时，快速响应的电机可以驱动活塞迅速上下往复运??动将胶体喷射出，实现高速涂胶［１５１。??（２）压电式涂胶技术压电式涂胶技术的基本结构如图］－６（Ｂ）所示，通过控制器产??生高频率交流电，利用压电陶瓷的伸缩效应，迫使压电陶瓷做同频震动。通过气泵将??胶体压入注射器内，压电陶瓷沿喷嘴轴向震动，挤出胶体，在出胶头大小固定的情况??下，可以通过迭加喷射的方法来达到调节涂胶尺寸的目的。??ｒ?Ｊ－．，．?ＨＩ?—祕??（Ａ）喷涂式涂胶技术?（Ｂ）压电式涂胶技术??图１－６非接触式涂胶的基本结构??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EtherCAT总线的涂胶机器人控制系统设计[J]. 耿英博,杜向阳,张克平,尚伟. 轻工机械. 2018(01)
[2]基于PLC与组态软件的自动涂胶机的研制[J]. 王丰,彭志辉,李峰平. 工业技术创新. 2016(04)
[3]伺服驱动器EtherCAT接口故障诊断及容错技术的研究[J]. 徐健,宋宝,唐小琦,颜外平. 组合机床与自动化加工技术. 2016(05)
[4]辊筒式单板涂胶机工作原理与结构[J]. 陈光伟,花军,史铁槐. 中国人造板. 2015(08)
[5]基于EtherCAT的GOOSE网络可靠性与实时性研究[J]. 刘晓胜,郑检,海天翔,朱宏林,徐殿国. 电力系统自动化. 2015(13)
[6]基于风险评价的矿用防爆车辆安全研究[J]. 梁玉芳. 煤矿机械. 2015(04)
[7]无溶剂复合混胶工作在线检测方案分析[J]. 伍秋涛. 印刷技术. 2015(06)
[8]聚焦工业4.0[J]. 柴占祥. 汽车观察. 2015(01)
[9]胶头可调流量涂胶系统在汽车行业的应用[J]. 王精宝. 现代涂料与涂装. 2014(09)
[10]供应链环境下汽车零部件采购协同控制与优化研究——以JH汽车为例[J]. 闫俊. 物流技术. 2014(16)
硕士论文
[1]基于视觉的多功能精密点胶系统研制[D]. 周宗磊.大连理工大学 2016
[2]搬运机械手的抓取设计及轨迹控制研究[D]. 吴俊利.燕山大学 2016
[3]基于三维运动平台的点胶系统研究[D]. 杨嘉力.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于总线技术的多轴涂胶机控制系统开发[D]. 刘继东.北方工业大学 2013
[5]齿轮泵动静态性能分析及结构优化[D]. 许燕.天津理工大学 2013
[6]基于DeviceNet现场总线的交流伺服驱动器从站研究[D]. 付伟明.南京航空航天大学 2013
[7]三自由度涂胶机器人及其控制系统研制[D]. 肖永强.哈尔滨理工大学 2008
[8]基于UG的涂胶机器人结构设计与仿真[D]. 刘加亮.燕山大学 2006
[9]面向RFID封装的点胶系统设计与仿真[D]. 李学荣.华中科技大学 2005
本文编号：3461173
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２平面式涂胶机）（Ｙ－２００??
第一章绪论?基于ＥｔｈｅｒＣＡＴ总线技术的自动涂胶控制系统设计??开发成本。图１－４的智能化玻璃面板涂胶控制系统，这种涂胶控制系统可以根据视觉??系统自动识别零件并规划涂胶轨迹，涂胶精度能够控制在±０．５ｍｍ以内，在涂胶过程??中视觉系统还能够不断的检测涂胶效果，并对涂胶路径进行实时修正。??图１－４智能化玻璃面板涂胶控制系统??１．２．２涂胶技术概述??根据出胶头与零件是否接触，涂胶技术可以分为接触式涂胶和非接触式涂胶。根??据涂胶技术的结构不同，接触式涂胶又可以分成以下四种类型［１Ｑ］：??（１）压力型涂胶技术压力型涂胶技术的基本结构如图１－５（Ａ）所示，通过气泵产??生空气压力，迫使针管出胶，进而实现涂胶动作。这种涂胶技术结构简单，使用方便，??适应于各种零件样式的涂胶，因而大部分的涂胶控制系统都采用了这种技术。??（２）计量管式涂胶技术计量管式技术的基本结构如图１－５（Ｂ）所示，通过螺杆旋转??产生驱动力，使胶体沿着螺线方向运动。当胶体运动至计量管管头时，会受到出胶面??积的限制而产生出胶阻力［ｎ］。因而影响出胶量的因素只有螺杆驱动力和出胶阻力，易??于涂胶控制系统中出胶控制的设计。??（３）活塞式涂胶技术活塞式涂胶技术的基本结构如图１－５（Ｃ）所示，通过活塞机构??产生驱动力来进行涂胶。由电机驱动的活塞运动，将腔体内密闭并产生驱动力，迫使??胶体从出胶头中流出。这种技术本质上控制的是腔体内胶体的体积而非流体压力，因??而可以避免了胶体特性变化对出胶量的影响，进而保证涂胶质量的一致性［１２］。??（４）齿轮栗涂胶技术齿轮泵涂胶技术的基本结构如图１－５（Ｄ）所示，由两个相互??啮合的齿轮、泵缸和前后两个输胶
．．－碰?＾?呢动?祕?＆转??—收体?盼体?ｉｌｌ?ｘ??—Ｋ＇Ｘ?ＰＩ＊?贼?Ｉｆ?－社?１?＿?股－５：??（Ａ）压力型涂胶?（Ｂ）计量管式涂胶?（Ｃ）活塞式涂胶?（Ｄ）齿轮泵涂胶??图丨－５接触式涂胶的基本结构??由于出胶头与零件距离对涂胶质量的影响很大，因而随着涂胶技术的发展，非接??触式涂胶方式逐渐发展起来。这类涂胶技术一般机械结构比较复杂，不方便维护，易??受到胶体特性变化影响。非接触式涂胶主要可以分为以下两种：??（〇喷涂式涂胶技术喷涂式涂胶技术的基本结构如图１－６（Ａ）所示，通过气泵将??胶体压如腔体内，当需要涂胶动作时，快速响应的电机可以驱动活塞迅速上下往复运??动将胶体喷射出，实现高速涂胶［１５１。??（２）压电式涂胶技术压电式涂胶技术的基本结构如图］－６（Ｂ）所示，通过控制器产??生高频率交流电，利用压电陶瓷的伸缩效应，迫使压电陶瓷做同频震动。通过气泵将??胶体压入注射器内，压电陶瓷沿喷嘴轴向震动，挤出胶体，在出胶头大小固定的情况??下，可以通过迭加喷射的方法来达到调节涂胶尺寸的目的。??ｒ?Ｊ－．，．?ＨＩ?—祕??（Ａ）喷涂式涂胶技术?（Ｂ）压电式涂胶技术??图１－６非接触式涂胶的基本结构??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于EtherCAT总线的涂胶机器人控制系统设计[J]. 耿英博,杜向阳,张克平,尚伟. 轻工机械. 2018(01)
[2]基于PLC与组态软件的自动涂胶机的研制[J]. 王丰,彭志辉,李峰平. 工业技术创新. 2016(04)
[3]伺服驱动器EtherCAT接口故障诊断及容错技术的研究[J]. 徐健,宋宝,唐小琦,颜外平. 组合机床与自动化加工技术. 2016(05)
[4]辊筒式单板涂胶机工作原理与结构[J]. 陈光伟,花军,史铁槐. 中国人造板. 2015(08)
[5]基于EtherCAT的GOOSE网络可靠性与实时性研究[J]. 刘晓胜,郑检,海天翔,朱宏林,徐殿国. 电力系统自动化. 2015(13)
[6]基于风险评价的矿用防爆车辆安全研究[J]. 梁玉芳. 煤矿机械. 2015(04)
[7]无溶剂复合混胶工作在线检测方案分析[J]. 伍秋涛. 印刷技术. 2015(06)
[8]聚焦工业4.0[J]. 柴占祥. 汽车观察. 2015(01)
[9]胶头可调流量涂胶系统在汽车行业的应用[J]. 王精宝. 现代涂料与涂装. 2014(09)
[10]供应链环境下汽车零部件采购协同控制与优化研究——以JH汽车为例[J]. 闫俊. 物流技术. 2014(16)
硕士论文
[1]基于视觉的多功能精密点胶系统研制[D]. 周宗磊.大连理工大学 2016
[2]搬运机械手的抓取设计及轨迹控制研究[D]. 吴俊利.燕山大学 2016
[3]基于三维运动平台的点胶系统研究[D]. 杨嘉力.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于总线技术的多轴涂胶机控制系统开发[D]. 刘继东.北方工业大学 2013
[5]齿轮泵动静态性能分析及结构优化[D]. 许燕.天津理工大学 2013
[6]基于DeviceNet现场总线的交流伺服驱动器从站研究[D]. 付伟明.南京航空航天大学 2013
[7]三自由度涂胶机器人及其控制系统研制[D]. 肖永强.哈尔滨理工大学 2008
[8]基于UG的涂胶机器人结构设计与仿真[D]. 刘加亮.燕山大学 2006
[9]面向RFID封装的点胶系统设计与仿真[D]. 李学荣.华中科技大学 2005
本文编号：3461173
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