基于EtherCAT總線技術的自動涂膠控制系統(tǒng)設計
發(fā)布時間:2021-10-27 07:47
隨著涂膠技術的普及,汽車和電子行業(yè)大都采用涂膠方式來保證不規(guī)則零件的密封性,各種形式的涂膠設備也應運而生。涂膠設備的性能直接影響了密封的質量和生產(chǎn)的效率。因此,相關制造企業(yè)迫切需要一種具有人性化、通用性和高效性的專用涂膠系統(tǒng)。本文詳細研究了涂膠系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了涂膠設備和涂膠技術的分類,概述了 EtherCAT技術的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了涂膠控制的影響因素和涂膠的工藝要求及技術指標,在此基礎上,選用了工控機作為主控制器,交流伺服系統(tǒng)作為運動控制的執(zhí)行機構,設計了涂膠系統(tǒng)的基本結構和框架。給出了各個組成部分的詳細設計,包括工控機、觸摸屏、供膠系統(tǒng)、總線耦合器、輸入模塊、安全模塊、串口模塊、電子天平、伺服驅動器和交流伺服電機等,并且簡要說明了出膠控制和定位機構的基本工作原理。以涂膠系統(tǒng)基本結構為基礎,完成了控制系統(tǒng)的硬件設計,包括了主供電電路、工控機供電電路、輸入輸出信號電路、伺服單元電路、稱膠重單元電路、手持單元電路和溫度控制單元電路等。根據(jù)涂膠系統(tǒng)的工藝要求完成了涂膠系統(tǒng)的軟件設計,包括涂膠控制流程設計、運動控制單元控制設計、安全控制單元設計和HMI交互設計等。其中,運動控制單元設計中運...
【文章來源】:蘇州大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2平面式涂膠機)(Y-200??
第一章緒論?基于EtherCAT總線技術的自動涂膠控制系統(tǒng)設計??開發(fā)成本。圖1-4的智能化玻璃面板涂膠控制系統(tǒng),這種涂膠控制系統(tǒng)可以根據(jù)視覺??系統(tǒng)自動識別零件并規(guī)劃涂膠軌跡,涂膠精度能夠控制在±0.5mm以內,在涂膠過程??中視覺系統(tǒng)還能夠不斷的檢測涂膠效果,并對涂膠路徑進行實時修正。??圖1-4智能化玻璃面板涂膠控制系統(tǒng)??1.2.2涂膠技術概述??根據(jù)出膠頭與零件是否接觸,涂膠技術可以分為接觸式涂膠和非接觸式涂膠。根??據(jù)涂膠技術的結構不同,接觸式涂膠又可以分成以下四種類型[1Q]:??(1)壓力型涂膠技術壓力型涂膠技術的基本結構如圖1-5(A)所示,通過氣泵產(chǎn)??生空氣壓力,迫使針管出膠,進而實現(xiàn)涂膠動作。這種涂膠技術結構簡單,使用方便,??適應于各種零件樣式的涂膠,因而大部分的涂膠控制系統(tǒng)都采用了這種技術。??(2)計量管式涂膠技術計量管式技術的基本結構如圖1-5(B)所示,通過螺桿旋轉??產(chǎn)生驅動力,使膠體沿著螺線方向運動。當膠體運動至計量管管頭時,會受到出膠面??積的限制而產(chǎn)生出膠阻力[n]。因而影響出膠量的因素只有螺桿驅動力和出膠阻力,易??于涂膠控制系統(tǒng)中出膠控制的設計。??(3)活塞式涂膠技術活塞式涂膠技術的基本結構如圖1-5(C)所示,通過活塞機構??產(chǎn)生驅動力來進行涂膠。由電機驅動的活塞運動,將腔體內密閉并產(chǎn)生驅動力,迫使??膠體從出膠頭中流出。這種技術本質上控制的是腔體內膠體的體積而非流體壓力,因??而可以避免了膠體特性變化對出膠量的影響,進而保證涂膠質量的一致性[12]。??(4)齒輪栗涂膠技術齒輪泵涂膠技術的基本結構如圖1-5(D)所示,由兩個相互??嚙合的齒輪、泵缸和前后兩個輸膠
..-碰?^?呢動?祕?&轉??—收體?盼體?ill?x??—K'X?PI*?賊?If?-社?1?_?股-5:??(A)壓力型涂膠?(B)計量管式涂膠?(C)活塞式涂膠?(D)齒輪泵涂膠??圖丨-5接觸式涂膠的基本結構??由于出膠頭與零件距離對涂膠質量的影響很大,因而隨著涂膠技術的發(fā)展,非接??觸式涂膠方式逐漸發(fā)展起來。這類涂膠技術一般機械結構比較復雜,不方便維護,易??受到膠體特性變化影響。非接觸式涂膠主要可以分為以下兩種:??(〇噴涂式涂膠技術噴涂式涂膠技術的基本結構如圖1-6(A)所示,通過氣泵將??膠體壓如腔體內,當需要涂膠動作時,快速響應的電機可以驅動活塞迅速上下往復運??動將膠體噴射出,實現(xiàn)高速涂膠[151。??(2)壓電式涂膠技術壓電式涂膠技術的基本結構如圖]-6(B)所示,通過控制器產(chǎn)??生高頻率交流電,利用壓電陶瓷的伸縮效應,迫使壓電陶瓷做同頻震動。通過氣泵將??膠體壓入注射器內,壓電陶瓷沿噴嘴軸向震動,擠出膠體,在出膠頭大小固定的情況??下,可以通過迭加噴射的方法來達到調節(jié)涂膠尺寸的目的。??r?J-.,.?HI?—祕??(A)噴涂式涂膠技術?(B)壓電式涂膠技術??圖1-6非接觸式涂膠的基本結構??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于EtherCAT總線的涂膠機器人控制系統(tǒng)設計[J]. 耿英博,杜向陽,張克平,尚偉. 輕工機械. 2018(01)
[2]基于PLC與組態(tài)軟件的自動涂膠機的研制[J]. 王豐,彭志輝,李峰平. 工業(yè)技術創(chuàng)新. 2016(04)
[3]伺服驅動器EtherCAT接口故障診斷及容錯技術的研究[J]. 徐健,宋寶,唐小琦,顏外平. 組合機床與自動化加工技術. 2016(05)
[4]輥筒式單板涂膠機工作原理與結構[J]. 陳光偉,花軍,史鐵槐. 中國人造板. 2015(08)
[5]基于EtherCAT的GOOSE網(wǎng)絡可靠性與實時性研究[J]. 劉曉勝,鄭檢,海天翔,朱宏林,徐殿國. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(13)
[6]基于風險評價的礦用防爆車輛安全研究[J]. 梁玉芳. 煤礦機械. 2015(04)
[7]無溶劑復合混膠工作在線檢測方案分析[J]. 伍秋濤. 印刷技術. 2015(06)
[8]聚焦工業(yè)4.0[J]. 柴占祥. 汽車觀察. 2015(01)
[9]膠頭可調流量涂膠系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應用[J]. 王精寶. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2014(09)
[10]供應鏈環(huán)境下汽車零部件采購協(xié)同控制與優(yōu)化研究——以JH汽車為例[J]. 閆俊. 物流技術. 2014(16)
碩士論文
[1]基于視覺的多功能精密點膠系統(tǒng)研制[D]. 周宗磊.大連理工大學 2016
[2]搬運機械手的抓取設計及軌跡控制研究[D]. 吳俊利.燕山大學 2016
[3]基于三維運動平臺的點膠系統(tǒng)研究[D]. 楊嘉力.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]基于總線技術的多軸涂膠機控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 劉繼東.北方工業(yè)大學 2013
[5]齒輪泵動靜態(tài)性能分析及結構優(yōu)化[D]. 許燕.天津理工大學 2013
[6]基于DeviceNet現(xiàn)場總線的交流伺服驅動器從站研究[D]. 付偉明.南京航空航天大學 2013
[7]三自由度涂膠機器人及其控制系統(tǒng)研制[D]. 肖永強.哈爾濱理工大學 2008
[8]基于UG的涂膠機器人結構設計與仿真[D]. 劉加亮.燕山大學 2006
[9]面向RFID封裝的點膠系統(tǒng)設計與仿真[D]. 李學榮.華中科技大學 2005
本文編號:3461173
【文章來源】:蘇州大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2平面式涂膠機)(Y-200??
第一章緒論?基于EtherCAT總線技術的自動涂膠控制系統(tǒng)設計??開發(fā)成本。圖1-4的智能化玻璃面板涂膠控制系統(tǒng),這種涂膠控制系統(tǒng)可以根據(jù)視覺??系統(tǒng)自動識別零件并規(guī)劃涂膠軌跡,涂膠精度能夠控制在±0.5mm以內,在涂膠過程??中視覺系統(tǒng)還能夠不斷的檢測涂膠效果,并對涂膠路徑進行實時修正。??圖1-4智能化玻璃面板涂膠控制系統(tǒng)??1.2.2涂膠技術概述??根據(jù)出膠頭與零件是否接觸,涂膠技術可以分為接觸式涂膠和非接觸式涂膠。根??據(jù)涂膠技術的結構不同,接觸式涂膠又可以分成以下四種類型[1Q]:??(1)壓力型涂膠技術壓力型涂膠技術的基本結構如圖1-5(A)所示,通過氣泵產(chǎn)??生空氣壓力,迫使針管出膠,進而實現(xiàn)涂膠動作。這種涂膠技術結構簡單,使用方便,??適應于各種零件樣式的涂膠,因而大部分的涂膠控制系統(tǒng)都采用了這種技術。??(2)計量管式涂膠技術計量管式技術的基本結構如圖1-5(B)所示,通過螺桿旋轉??產(chǎn)生驅動力,使膠體沿著螺線方向運動。當膠體運動至計量管管頭時,會受到出膠面??積的限制而產(chǎn)生出膠阻力[n]。因而影響出膠量的因素只有螺桿驅動力和出膠阻力,易??于涂膠控制系統(tǒng)中出膠控制的設計。??(3)活塞式涂膠技術活塞式涂膠技術的基本結構如圖1-5(C)所示,通過活塞機構??產(chǎn)生驅動力來進行涂膠。由電機驅動的活塞運動,將腔體內密閉并產(chǎn)生驅動力,迫使??膠體從出膠頭中流出。這種技術本質上控制的是腔體內膠體的體積而非流體壓力,因??而可以避免了膠體特性變化對出膠量的影響,進而保證涂膠質量的一致性[12]。??(4)齒輪栗涂膠技術齒輪泵涂膠技術的基本結構如圖1-5(D)所示,由兩個相互??嚙合的齒輪、泵缸和前后兩個輸膠
..-碰?^?呢動?祕?&轉??—收體?盼體?ill?x??—K'X?PI*?賊?If?-社?1?_?股-5:??(A)壓力型涂膠?(B)計量管式涂膠?(C)活塞式涂膠?(D)齒輪泵涂膠??圖丨-5接觸式涂膠的基本結構??由于出膠頭與零件距離對涂膠質量的影響很大,因而隨著涂膠技術的發(fā)展,非接??觸式涂膠方式逐漸發(fā)展起來。這類涂膠技術一般機械結構比較復雜,不方便維護,易??受到膠體特性變化影響。非接觸式涂膠主要可以分為以下兩種:??(〇噴涂式涂膠技術噴涂式涂膠技術的基本結構如圖1-6(A)所示,通過氣泵將??膠體壓如腔體內,當需要涂膠動作時,快速響應的電機可以驅動活塞迅速上下往復運??動將膠體噴射出,實現(xiàn)高速涂膠[151。??(2)壓電式涂膠技術壓電式涂膠技術的基本結構如圖]-6(B)所示,通過控制器產(chǎn)??生高頻率交流電,利用壓電陶瓷的伸縮效應,迫使壓電陶瓷做同頻震動。通過氣泵將??膠體壓入注射器內,壓電陶瓷沿噴嘴軸向震動,擠出膠體,在出膠頭大小固定的情況??下,可以通過迭加噴射的方法來達到調節(jié)涂膠尺寸的目的。??r?J-.,.?HI?—祕??(A)噴涂式涂膠技術?(B)壓電式涂膠技術??圖1-6非接觸式涂膠的基本結構??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于EtherCAT總線的涂膠機器人控制系統(tǒng)設計[J]. 耿英博,杜向陽,張克平,尚偉. 輕工機械. 2018(01)
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[7]無溶劑復合混膠工作在線檢測方案分析[J]. 伍秋濤. 印刷技術. 2015(06)
[8]聚焦工業(yè)4.0[J]. 柴占祥. 汽車觀察. 2015(01)
[9]膠頭可調流量涂膠系統(tǒng)在汽車行業(yè)的應用[J]. 王精寶. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2014(09)
[10]供應鏈環(huán)境下汽車零部件采購協(xié)同控制與優(yōu)化研究——以JH汽車為例[J]. 閆俊. 物流技術. 2014(16)
碩士論文
[1]基于視覺的多功能精密點膠系統(tǒng)研制[D]. 周宗磊.大連理工大學 2016
[2]搬運機械手的抓取設計及軌跡控制研究[D]. 吳俊利.燕山大學 2016
[3]基于三維運動平臺的點膠系統(tǒng)研究[D]. 楊嘉力.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]基于總線技術的多軸涂膠機控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 劉繼東.北方工業(yè)大學 2013
[5]齒輪泵動靜態(tài)性能分析及結構優(yōu)化[D]. 許燕.天津理工大學 2013
[6]基于DeviceNet現(xiàn)場總線的交流伺服驅動器從站研究[D]. 付偉明.南京航空航天大學 2013
[7]三自由度涂膠機器人及其控制系統(tǒng)研制[D]. 肖永強.哈爾濱理工大學 2008
[8]基于UG的涂膠機器人結構設計與仿真[D]. 劉加亮.燕山大學 2006
[9]面向RFID封裝的點膠系統(tǒng)設計與仿真[D]. 李學榮.華中科技大學 2005
本文編號:3461173
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