本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的電子壓力機(jī)測控系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在零部件生產(chǎn)過程中,采用壓力機(jī)進(jìn)行裝配是常用的手段。傳統(tǒng)的機(jī)械、液壓或氣液增力式壓裝設(shè)備不能準(zhǔn)確控制壓裝力和壓裝位移,已經(jīng)無法滿足汽車零部件、電子、家電等行業(yè)對(duì)高精度裝配的需求。電子壓力機(jī)在這種前景下應(yīng)運(yùn)而生。目前,精密壓裝企業(yè)使用的電子壓力機(jī)系統(tǒng),更偏向采用交流伺服電機(jī)作為動(dòng)力源,配合絲杠精密傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品壓裝,不但能產(chǎn)生準(zhǔn)確的壓裝位移和壓裝力,還可以實(shí)現(xiàn)壓裝過程的在線監(jiān)測與評(píng)估,極大提高產(chǎn)品的合格率。本課題通過對(duì)電子壓力機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的分析,結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求,提出了一種基于LabVIEW的電子壓力機(jī)測控系統(tǒng)研究方案,論文的主要研究內(nèi)容如下:首先,提出了“PC機(jī)(開發(fā)語言)+數(shù)據(jù)采集卡+PLC+伺服系統(tǒng)”的閉環(huán)實(shí)時(shí)在線檢測的控制系統(tǒng)總體方案。其次,根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求,對(duì)壓力機(jī)重要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析;對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行了分析與選擇,建立了絲杠傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型;設(shè)計(jì)帶有行星輪結(jié)構(gòu)的帶輪進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新;采用Pro/E對(duì)壓力機(jī)壓頭進(jìn)行三維實(shí)體建模,導(dǎo)入ANSYS中對(duì)其進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證了機(jī)械方案的可行性,給出了壓頭受力數(shù)學(xué)模型。然后,對(duì)壓力機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究,對(duì)PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)以及數(shù)據(jù)采集卡等進(jìn)行了分析對(duì)比,確定了使用型號(hào),進(jìn)行了伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、PLC的CPU部分和I/O部分的電氣原理圖設(shè)計(jì);給出了硬件系統(tǒng)配置表并進(jìn)行了抗干擾分析。接下來,以虛擬儀器LabVIEW作為上位機(jī)軟件平臺(tái),提出了基于LabVIEW的控制策略創(chuàng)新,建立了伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,完成了對(duì)系統(tǒng)的仿真研究;進(jìn)行了測試界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)通信與采集處理設(shè)計(jì)、測控系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)和下位機(jī)部分的程序編寫與參數(shù)設(shè)置。最后,本文對(duì)測控系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試和優(yōu)化,經(jīng)過驗(yàn)證,壓力機(jī)測控系統(tǒng)的壓力-位移精度、工作過程、壓裝動(dòng)作和報(bào)表功能滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：壓力機(jī) 有限元分析 測控系統(tǒng) PLC LabVIEW 數(shù)據(jù)采集卡
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG305;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題來源及意義14
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 總體方案設(shè)計(jì)16-21
• 2.1 電子壓力機(jī)的工作原理16
• 2.2 功能要求分析16-17
• 2.3 控制系統(tǒng)的方案選擇17-19
• 2.3.1 位置伺服系統(tǒng)控制方案確定17-18
• 2.3.2 控制器方案對(duì)比與確定18-19
• 2.4 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 第三章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究21-36
• 3.1 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)需求分析21
• 3.2 機(jī)械方案設(shè)計(jì)21-22
• 3.3 滾珠絲杠副選擇與傳動(dòng)模型建立22-27
• 3.3.1 滾珠絲杠的分析與選擇22-26
• 3.3.2 絲杠傳動(dòng)數(shù)學(xué)模型建立26-27
• 3.4 行星輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)27-31
• 3.4.1 行星輪系的構(gòu)建27-28
• 3.4.2 需要滿足的條件28-30
• 3.4.3 帶有行星輪結(jié)構(gòu)的帶輪的確定30-31
• 3.5 壓頭受力分析與可行性研究31-35
• 3.5.1 壓頭受力數(shù)學(xué)模型建立31-32
• 3.5.2 機(jī)械靜強(qiáng)度仿真與分析32-33
• 3.5.3 機(jī)械振型頻率仿真與分析33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究36-52
• 4.1 硬件選擇與分析36-43
• 4.1.1 PLC的確定36-38
• 4.1.2 伺服系統(tǒng)的分析與確定38-40
• 4.1.3 傳感器的確定40-41
• 4.1.4 數(shù)據(jù)采集卡的比較與確定41-43
• 4.2 電氣原理圖設(shè)計(jì)43-50
• 4.2.1 伺服系統(tǒng)電路43-45
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集卡電路45-47
• 4.2.3 PLC的CPU電路47-48
• 4.2.4 PLC的I/O電路48-50
• 4.3 硬件系統(tǒng)配置與抗干擾分析50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)52-76
• 5.1 上位機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)平臺(tái)的選擇52
• 5.2 基于LABVIEW的控制策略分析與確定52-58
• 5.2.1 位置伺服系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀52
• 5.2.2 基于LabVIEW的仿真工具函數(shù)調(diào)用52-53
• 5.2.3 伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立53-54
• 5.2.4 LabVIEW中位置速度控制系統(tǒng)仿真研究54-58
• 5.3 測試界面設(shè)計(jì)58-61
• 5.3.1 測控程序功能和總體結(jié)構(gòu)58
• 5.3.2 測控程序初始化58-59
• 5.3.3 測控程序主要面板59-61
• 5.4 數(shù)據(jù)通信與采集分析的處理設(shè)計(jì)61-70
• 5.4.1 PLC與LabVIEW的通信實(shí)現(xiàn)61-65
• 5.4.2 數(shù)據(jù)采集程序65-67
• 5.4.3 數(shù)據(jù)濾波去噪編程67-68
• 5.4.4 濾波去噪程序仿真實(shí)驗(yàn)68-70
• 5.5 測控系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)70-74
• 5.5.1 伺服控制模塊70-71
• 5.5.2 故障報(bào)警71-72
• 5.5.3 報(bào)表管理72-74
• 5.6 下位機(jī)控制程序設(shè)計(jì)74-75
• 5.6.1 PLC控制程序74-75
• 5.6.2 伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置75
• 5.7 本章小結(jié)75-76
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化76-82
• 6.1 設(shè)備規(guī)格與技術(shù)參數(shù)76
• 6.2 功能調(diào)試76-79
• 6.2.1 原點(diǎn)回歸調(diào)試76-77
• 6.2.2 系統(tǒng)壓力調(diào)試77-78
• 6.2.3 壓力位移精度測試78-79
• 6.3 過程驗(yàn)證79-81
• 6.3.1 工作過程驗(yàn)證79-80
• 6.3.2 壓裝動(dòng)作驗(yàn)證80-81
• 6.3.3 報(bào)表功能驗(yàn)證81
• 6.4 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 7.1 全文總結(jié)82
• 7.2 工作展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 致謝86-87
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文87

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