蜂窝结构板发泡胶自动填充系统研制

发布时间：2017-06-14 12:09

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【摘要】：铝蜂窝结构板具有比强度高、比刚度大、隔热隔音、抗疲劳和质量轻等优越的性能,在航空、航天、船舶和建筑等领域应用十分广泛。目前国内铝蜂窝结构板制造主要是靠手工生产,效率低,品质不稳定,制约了产能的提升,制造自动化的需求迫在眉睫。本文研制了一种铝蜂窝结构板发泡胶自动填充系统,包括切胶装置、末端执行器和控制系统等部分,实现了发泡胶填充的自动化。本文首先在分析技术要求基础上,结合传统的发泡胶填充工艺,对发泡胶自动填充系统进行总体方案设计。然后根据总体方案的工作原理,对切胶装置和末端执行器进行了详细的结构设计,其中,切胶装置采用钢带传送发泡胶,经过涡流管制冷降温后,送至切刀进行切割,末端执行器包括胶条输送装置、填充管和视觉定位装置。选用库卡六自由度工业机器人作为末端执行器的载体,可实现大范围、快速和高精度的孔位定点。采用视觉定位装置实现蜂窝孔中心快捷、准确定位。最后,对控制系统硬件和软件进行了详细设计,实现了对切胶、输送和填充过程的有效控制。本文通过实际生产来验证发泡胶自动填充系统的功能和性能。实验结果表明,该系统对于不同种类蜂窝孔的填充效果良好,能连续稳定地自动完成填充作业,达到了预期的设计目标。
【关键词】：铝蜂窝结构板 发泡胶填充 视觉定位 工业机器人 自动化
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 课题背景、来源及研究的目的和意义10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究背景10-11
• 1.1.3 课题研究意义11
• 1.2 蜂窝结构板国内外研究现状11-21
• 1.2.1 蜂窝结构板结构及特点11-12
• 1.2.2 蜂窝结构板研究进展概况12-13
• 1.2.3 铝蜂窝结构板制造技术发展现状13-18
• 1.2.4 铝蜂窝结构板应用现状18-21
• 1.2.5 国内外文献综述简析21
• 1.3 本文的主要研究内容21-23
• 第2章 发泡胶自动填充系统总体方案设计23-30
• 2.1 引言23
• 2.2 系统总体方案23-24
• 2.3 技术指标24-25
• 2.4 工作原理25-29
• 2.4.1 作业流程设计25-26
• 2.4.2 切胶装置工作原理26-27
• 2.4.3 胶条输送装置工作原理27
• 2.4.4 视觉定位工作原理27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 发泡胶自动填充系统结构详细设计30-56
• 3.1 引言30
• 3.2 系统结构组成30-31
• 3.3 切胶装置结构设计31-45
• 3.3.1 切胶装置整体结构组成31-32
• 3.3.2 机架结构设计32-33
• 3.3.3 胶条传送部件设计33-35
• 3.3.4 胶条传送部件电机及减速器的选型35-36
• 3.3.5 制冷部件的设计选型36-38
• 3.3.6 裁剪部件的设计38-41
• 3.3.7 切胶装置静力学分析41-44
• 3.3.8 切胶装置模态分析44-45
• 3.4 末端执行器结构设计45-53
• 3.4.1 结构组成45
• 3.4.2 填充管结构设计45-46
• 3.4.3 胶条输送装置选型设计46-48
• 3.4.4 胶条输送检测设计48-49
• 3.4.5 相机选型设计与标定49-51
• 3.4.6 光源选用及调整支架设计51-52
• 3.4.7 末端执行器结构模态分析52-53
• 3.5 作业机械手选型53-55
• 3.6 本章小结55-56
• 第4章 发泡胶自动填充控制系统设计56-64
• 4.1 引言56
• 4.2 控制系统设计方案56-60
• 4.2.1 控制系统总体框架56
• 4.2.2 硬件设计方案56-58
• 4.2.3 软件设计方案58-60
• 4.3 切胶装置控制系统详细设计60-62
• 4.3.1 切胶装置操作面板设计60
• 4.3.2 切胶装置气路控制系统设计60-62
• 4.4 系统操作流程62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 发泡胶自动填充实验与工艺参数确定64-79
• 5.1 引言64
• 5.2 系统装配64-65
• 5.3 胶条切割实验及切刀形式确定65-67
• 5.4 胶条输送实验及工艺参数确定67-72
• 5.5 胶条填充实验及填充管开孔形式确定72-77
• 5.6 系统功能验证试验77-78
• 5.7 本章小结78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-86
• 个人简历86

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