拖拉式鞋套机鞋套备料系统的设计与研究

发布时间：2022-07-27 18:57

　　目前,拖拉式鞋套机鞋套备料主要采用人工方式进行,存在人工劳动强度大、生产效率低等问题,难以满足大批量生产要求,这极大限制了拖拉式鞋套机的推广。本文通过分析人工备料原理,结合企业实际生产需求,应用PLC控制技术、触摸屏人机界面交互技术、模糊PID控制技术设计研发了一款鞋套包装机及其控制系统。本论文主要从以下几个方面进行研究:第一,对鞋套包装机进行了总体设计,主要包括鞋套穿套动作分析、完成机械化穿套动作各执行机构的选择与设计以及鞋套包装机总体结构方案的确立,并对鞋套包装机主要机械结构的功能进行了分析介绍。第二,对鞋套包装机控制系统进行了研究分析,主要包括系统硬件设计和软件设计。从硬件选型、I/O地址分配表、硬件清单表、接线电路图及如何实现设备控制等方面做了详细的分析与设计,并以PLC为控制系统核心,对系统PLC程序和触摸屏人机界面进行了设计。第三,为了提高鞋套包装机设备的穿套精度,设计了一种模糊PID参数自整定算法应用于夹爪输送机构和步进电机组成的步进驱动系统,主要包括步进驱动系统数学模型的建立、模糊PID控制器的设计及基于MATLAB/SIMULINK的系统模型搭建和仿真。通过对比分析模... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 课题来源与研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 鞋套机的发展历程
        1.3.2 鞋套包装机的研究现状
    1.4 研究对象关键技术分析
        1.4.1 PLC控制技术
        1.4.2 传感技术
        1.4.3 模糊PID控制技术
    1.5 课题的研究内容
第2章 鞋套包装机总体设计
    2.1 鞋套穿套动作分析
        2.1.1 人工穿套
        2.1.2 机械化穿套
        2.1.3 机械化穿套动作的可行性分析
    2.2 机器穿套动作执行机构的选择与设计
        2.2.1 固定球上下运动机构的选择与设计
        2.2.2 夹爪前后运动机构的选择与设计
        2.2.3 夹爪升降机构的选择与设计
        2.2.4 夹爪夹紧机构的选择与设计
    2.3 鞋套包装机结构方案设计
        2.3.1 总体结构确立
        2.3.2 鞋套包装机的主要结构组成
    2.4 本章小结
第3章 鞋套包装机控制系统设计
    3.1 控制系统总体方案设计
        3.1.1 鞋套包装机的工作流程和控制要求
        3.1.2 控制系统方案的确定
    3.2 控制系统硬件设计
        3.2.1 控制中心选型
        3.2.2 触摸屏的选择
        3.2.3 硬件清单及结构组成
        3.2.4 系统硬件电路设计
    3.3 控制系统软件设计
        3.3.1 软件设计流程与思路
        3.3.2 PLC控制程序设计
        3.3.3 人机界面设计
    3.4 本章小结
第4章 鞋套包装机步进驱动系统控制算法研究
    4.1 步进驱动系统控制算法分析
        4.1.1 PID控制
        4.1.2 模糊控制
    4.2 步进驱动系统数学模型建立
        4.2.1 步进驱动系统简介
        4.2.2 系统传递函数求解
    4.3 模糊PID参数自整定控制器设计
        4.3.1 定义输入输出语言变量
        4.3.2 隶属函数的建立
        4.3.3 模糊控制规则的确定
        4.3.4 解模糊处理
        4.3.5 模糊PID控制算法在PLC中的实现
    4.4 模糊PID控制器的仿真
        4.4.1 基于MATLAB/Simulink仿真模块的建立
        4.4.2 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第5章 控制系统调试及实验验证
    5.1 实验平台简介
    5.2 现场调试内容
    5.3 运行结果分析与记录
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的工业卷边机智能上下料机械手设计[J]. 庄文密,周瑜,田会峰,谈昕.  制造业自动化. 2017(07)
[2]基于PLC的三伺服枕式包装机控制系统设计[J]. 李敏,孙琪,赵敏.  包装工程. 2017(07)
[3]全自动包装码垛机器人控制系统设计[J]. 李坤全,邵凤翔.  机械设计与制造. 2017(04)
[4]一种穿梭车升降结构的机械设计[J]. 李鑫,黄凤良,钱伟行,刘成.  机械制造与自动化. 2016(03)
[5]一种PLC控制L型大板块包装机的设计[J]. 张志锋,肖世德,赵阳,叶美松,梁明通.  包装工程. 2016(11)
[6]基于模糊自适应PID控制的煤粉计量控制系统[J]. 郑炽阳,刘晓悦.  河北联合大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于PLC上药机械手的设计与研究[J]. 黄晓冉,董小雷.  制造业自动化. 2015(10)
[8]混合步进电机的模糊控制研究[J]. 陶彩霞,杨艳萍.  自动化与仪器仪表. 2014(12)
[9]步进电机驱动系统模糊PID仿真分析[J]. 徐亚茹,陆静平.  机械设计与制造. 2014(12)
[10]基于PLC的嵌入式智能控制研究[J]. 何武林.  科技展望. 2014(22)

硕士论文
[1]基于PLC控制的汽车保险杠通用打孔机研究与设计[D]. 刘超.湖北工业大学 2017
[2]基于PLC的绕丝机控制系统设计[D]. 康广庆.长安大学 2017
[3]模糊PID控制器的研究及其PLC实现[D]. 戴晓嘉.辽宁科技大学 2016
[4]全自动无纺布鞋套机运动学分析及结构优化[D]. 梁夏.武汉纺织大学 2016
[5]全自动无纺布鞋套机弹性势能夹具的设计与研究[D]. 陈胜.武汉纺织大学 2016
[6]基于PLC模糊控制的玻璃器皿生产线自动调速系统的研究[D]. 吕明洋.山东大学 2015
[7]PLC在自动化纸袋糊底机控制中的应用与研究[D]. 朱永迪.兰州理工大学 2011
[8]基于模糊PID的步进电机控制技术研究[D]. 肖云茂.浙江工业大学 2009
[9]基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计和分析[D]. 李中宁.长春理工大学 2008



本文编号：3665997