电源外壳自动生产线控制系统优化设计
发布时间：2022-07-12 08:58
电源外壳是在工业类开关电源等设备中大量使用的铝合金金属外壳,目前国内市场需求大,适合大批量生产,国内很多电源外壳加工企业制造自动化程度极低,还是人工操作为主,部分工厂过渡到了半自动生产线,依然没有实现生产线的全自动化,亟待进行全面改造。受校企合作企业委托,对该企业现有的电源外壳自动生产线进行优化设计。由于电源外壳产品需求的改变,决定了生产线必需改进与优化,同样其生产工艺也需改进与优化,从而导致控制系统必需进行优化设计。基于此课题,原有控制系统不能满足新的全自动生产线功能需求,论文从原有的嵌入式控制系统优化设计背景入手,分析与优化了嵌入式系统硬件和软件,满足企业新形势的要求。主要从以下几个方面进行研究:1.根据原有的电源外壳生产工序流程,优化设计了新的生产工序流程,其中重点介绍了机械手结构设计和运动分析,提出了电源外壳全自动生产线控制系统的功能需求和性能指标,设计了两种电控优化方案,通过对比确定采用嵌入式系统控制方案。2.通过对电源外壳生产线嵌入式控制器硬件性能指标分析,对嵌入式控制系统硬件设计总体方案进行了优化设计,从而确定了主从控制器为相同的硬件框架。对现有的工业控制器的处理器进行调...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 电源外壳自动生产线国内外发展现状
1.2.1 机械加工自动生产线国外发展现状
1.2.2 机械加工自动生产线国内发展现状
1.3 电源外壳自动生产线控制系统发展现状
1.4 课题研究的来源及意义
1.4.1 课题来源
1.4.2 课题的研究意义
1.5 论文研究的主要内容
第二章 电源外壳自动生产线控制方案优化设计
2.1 电源外壳生产线工序流程优化设计
2.2 电源外壳自动生产线机械手结构设计和运动分析
2.2.1 机械手结构设计
2.2.2 机械手运动流程分析
2.2.3 电源外壳自动生产线的整体布局
2.3 电源外壳自动生产线控制系统需求分析
2.3.1 电源外壳自动生产线控制系统优化的功能需求
2.3.2 机械手控制系统优化的性能指标
2.4 电源外壳自动生产线中的被控对象分析
2.5 电源外壳自动生产线的控制方案优化设计研究
2.5.1 生产线控制方案优化设计
2.5.2 生产线的两种控制方案比较
2.5.3 生产线控制方案的确定
2.6 本章小结
第三章 电源外壳自动生产线嵌入式系统硬件优化设计
3.1 嵌入式控制系统硬件设计总体方案优化设计
3.2 嵌入式控制器各硬件模块设计
3.2.1 核心控制模块
3.2.2 电源转换模块
3.2.3 数字I/O输入模块
3.2.4 数字I/O输出模块
3.2.5 伺服电机驱动模块
3.2.6 编码器信号反馈模块
3.2.7 通信模块
3.3 印刷电路板优化布线与抗干扰措施
3.4 硬件系统功能验证
3.4.1 伺服电机驱动模块电路测试
3.4.2 编码器信号反馈模块电路测试
3.5 本章小结
第四章 电源外壳自动生产线嵌入式系统软件优化设计
4.1 电源外壳自动生产线软件系统架构优化设计
4.2 实时操作系统选择和移植
4.2.1 实时操作系统选择
4.2.2 μC/OS-Ⅲ在STM32F407 上的移植
4.3 主控制器软件优化设计
4.3.1 主控制器软件系统程序框架优化设计
4.3.2 任务的划分
4.3.3 任务的优先级分配
4.3.4 任务的设计
4.4 人机交互界面设计
4.4.1 人机交互系统选择
4.4.2 上位机通信协议设计
4.4.3 系统实时数据库建立
4.4.4 人机交互界面设计
4.5 从控制器软件优化设计
4.5.1 S型曲线速度规划
4.5.2 复合控制算法优化设计和仿真
4.6 本章小结
第五章 电源外壳自动生产线控制系统试验与分析
5.1 机械手调试
5.1.1 机械手速度规划
5.1.2 机械手精确定位试验
5.2 攻丝工位和放置螺钉工位调试
5.3 系统联机调试试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机缸体柔性生产线自动上下料装置研究[J]. 毕岩,房长兴. 制造技术与机床. 2018(02)
[2]ABB机器人在等离子熔炼系统中的应用[J]. 肖雄,李勇,王欢,吴喜龙,王金营,贺小塘,赵雨. 贵金属. 2017(S1)
[3]KUKA机器人以高精确度满足用户需求[J]. 自动化博览. 2017(08)
[4]船用针阀体轴类工件的自动化生产线设计与实现[J]. 徐鹏,李阳,顾欢,韩瑜. 制造技术与机床. 2017(08)
[5]基于液压驱动的动态试验控制系统设计[J]. 王建锋,卜忱,谭浩. 航空学报. 2017(S1)
[6]基于STM32的步进电机离散化S形曲线加减速控制方法[J]. 周团坤,张莹,杨晓明,张尼,沈坤. 自动化与仪表. 2017(06)
[7]“十三五”国家战略性新兴产业发展规划（全文）[J]. 中国战略新兴产业. 2017(01)
[8]我国智能制造装备产业发展的调控策略[J]. 张文利,周友良. 经济纵横. 2016(12)
[9]自动化生产线向服务型企业转型的第一步[J]. 乔宇. 现代制造. 2016 (25)
[10]机器人与机床行业面临的机遇和挑战[J]. 于振中. 金属加工(冷加工). 2016(10)
硕士论文
[1]定子硅钢片高速冲压机械手控制系统研究[D]. 黄丙耀.深圳大学 2017
[2]数控加工中加减速控制及平滑算法的研究与实现[D]. 司慧晓.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[3]低压蒸汽发电装置的嵌入式系统研究[D]. 李永聪.河北工业大学 2015
[4]基于ARM的手套提花机控制系统设计与实现[D]. 刘云飞.杭州电子科技大学 2015
[5]基于STM32F4的码垛机器人运动控制器研究[D]. 何明超.上海交通大学 2015
[6]基于ARM和运动控制芯片的嵌入式运动控制器设计[D]. 张永骞.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于WEB的大连豪森PDM系统的研究与开发[D]. 张西鹏.大连工业大学 2011
[8]基于多处理器的剑杆织机控制系统[D]. 应腾云.浙江大学 2010
本文编号：3658829
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 电源外壳自动生产线国内外发展现状
1.2.1 机械加工自动生产线国外发展现状
1.2.2 机械加工自动生产线国内发展现状
1.3 电源外壳自动生产线控制系统发展现状
1.4 课题研究的来源及意义
1.4.1 课题来源
1.4.2 课题的研究意义
1.5 论文研究的主要内容
第二章 电源外壳自动生产线控制方案优化设计
2.1 电源外壳生产线工序流程优化设计
2.2 电源外壳自动生产线机械手结构设计和运动分析
2.2.1 机械手结构设计
2.2.2 机械手运动流程分析
2.2.3 电源外壳自动生产线的整体布局
2.3 电源外壳自动生产线控制系统需求分析
2.3.1 电源外壳自动生产线控制系统优化的功能需求
2.3.2 机械手控制系统优化的性能指标
2.4 电源外壳自动生产线中的被控对象分析
2.5 电源外壳自动生产线的控制方案优化设计研究
2.5.1 生产线控制方案优化设计
2.5.2 生产线的两种控制方案比较
2.5.3 生产线控制方案的确定
2.6 本章小结
第三章 电源外壳自动生产线嵌入式系统硬件优化设计
3.1 嵌入式控制系统硬件设计总体方案优化设计
3.2 嵌入式控制器各硬件模块设计
3.2.1 核心控制模块
3.2.2 电源转换模块
3.2.3 数字I/O输入模块
3.2.4 数字I/O输出模块
3.2.5 伺服电机驱动模块
3.2.6 编码器信号反馈模块
3.2.7 通信模块
3.3 印刷电路板优化布线与抗干扰措施
3.4 硬件系统功能验证
3.4.1 伺服电机驱动模块电路测试
3.4.2 编码器信号反馈模块电路测试
3.5 本章小结
第四章 电源外壳自动生产线嵌入式系统软件优化设计
4.1 电源外壳自动生产线软件系统架构优化设计
4.2 实时操作系统选择和移植
4.2.1 实时操作系统选择
4.2.2 μC/OS-Ⅲ在STM32F407 上的移植
4.3 主控制器软件优化设计
4.3.1 主控制器软件系统程序框架优化设计
4.3.2 任务的划分
4.3.3 任务的优先级分配
4.3.4 任务的设计
4.4 人机交互界面设计
4.4.1 人机交互系统选择
4.4.2 上位机通信协议设计
4.4.3 系统实时数据库建立
4.4.4 人机交互界面设计
4.5 从控制器软件优化设计
4.5.1 S型曲线速度规划
4.5.2 复合控制算法优化设计和仿真
4.6 本章小结
第五章 电源外壳自动生产线控制系统试验与分析
5.1 机械手调试
5.1.1 机械手速度规划
5.1.2 机械手精确定位试验
5.2 攻丝工位和放置螺钉工位调试
5.3 系统联机调试试验
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机缸体柔性生产线自动上下料装置研究[J]. 毕岩,房长兴. 制造技术与机床. 2018(02)
[2]ABB机器人在等离子熔炼系统中的应用[J]. 肖雄,李勇,王欢,吴喜龙,王金营,贺小塘,赵雨. 贵金属. 2017(S1)
[3]KUKA机器人以高精确度满足用户需求[J]. 自动化博览. 2017(08)
[4]船用针阀体轴类工件的自动化生产线设计与实现[J]. 徐鹏,李阳,顾欢,韩瑜. 制造技术与机床. 2017(08)
[5]基于液压驱动的动态试验控制系统设计[J]. 王建锋,卜忱,谭浩. 航空学报. 2017(S1)
[6]基于STM32的步进电机离散化S形曲线加减速控制方法[J]. 周团坤,张莹,杨晓明,张尼,沈坤. 自动化与仪表. 2017(06)
[7]“十三五”国家战略性新兴产业发展规划（全文）[J]. 中国战略新兴产业. 2017(01)
[8]我国智能制造装备产业发展的调控策略[J]. 张文利,周友良. 经济纵横. 2016(12)
[9]自动化生产线向服务型企业转型的第一步[J]. 乔宇. 现代制造. 2016 (25)
[10]机器人与机床行业面临的机遇和挑战[J]. 于振中. 金属加工(冷加工). 2016(10)
硕士论文
[1]定子硅钢片高速冲压机械手控制系统研究[D]. 黄丙耀.深圳大学 2017
[2]数控加工中加减速控制及平滑算法的研究与实现[D]. 司慧晓.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2017
[3]低压蒸汽发电装置的嵌入式系统研究[D]. 李永聪.河北工业大学 2015
[4]基于ARM的手套提花机控制系统设计与实现[D]. 刘云飞.杭州电子科技大学 2015
[5]基于STM32F4的码垛机器人运动控制器研究[D]. 何明超.上海交通大学 2015
[6]基于ARM和运动控制芯片的嵌入式运动控制器设计[D]. 张永骞.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于WEB的大连豪森PDM系统的研究与开发[D]. 张西鹏.大连工业大学 2011
[8]基于多处理器的剑杆织机控制系统[D]. 应腾云.浙江大学 2010
本文编号：3658829
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