本文關(guān)鍵詞：動車制動車輪自動裝配線控制系統(tǒng)的研制

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【摘要】：隨著中國高鐵及動車組的飛速發(fā)展,車輪這一動車組關(guān)鍵部件也已引入國產(chǎn)。但由于發(fā)展時間較短以及車輪、制動盤本身特殊的結(jié)構(gòu)特點限制,在動車車輪與其兩側(cè)制動盤裝配生產(chǎn)中,目前國內(nèi)還沒有一套用于實現(xiàn)自動化裝配的設(shè)備,仍主要依靠人工完成。本課題來源于企業(yè)需求,針對目前動車車輪與制動盤人工裝配存在的效率低、勞動強度大等問題,在充分分析車輪與制動盤裝配技術(shù)要求、指標以及裝配工藝基礎(chǔ)上,設(shè)計了一條滿足生產(chǎn)需求、自動化程度高的動車車輪與制動盤自動裝配線,實現(xiàn)上料、裝配、下料等一系列自動化過程。本文主要對該自動裝配線控制系統(tǒng)進行了研制并進行了以下工作:首先,結(jié)合機械機構(gòu)設(shè)計對自動裝配線功能實現(xiàn)方案進行分析,對自動裝配線整體結(jié)構(gòu)進行了單元劃分,并對每一部分具體工序流程進行了設(shè)計與時序規(guī)劃,以此確定了以組態(tài)軟件iFIX作上位機,以多塊可編程控制器(PLC)為核心控制器實現(xiàn)對伺服單元、機械手等執(zhí)行機構(gòu)進行控制的集散式控制方案。其次,根據(jù)控制系統(tǒng)總體方案對系統(tǒng)硬件進行了設(shè)計,其中包括硬件組成結(jié)構(gòu)設(shè)計及選型、PLC系統(tǒng)、伺服運動系統(tǒng)、傳感器等設(shè)計以及設(shè)備間通信設(shè)計等,并完成控制系統(tǒng)電氣原理圖的繪制。再次,在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上進行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計,完成包括PLC程序、特征點相位檢測、機械手等程序的設(shè)計;通過上位組態(tài)軟件iFIX實現(xiàn)PLC、各設(shè)備之間信號交互,并開發(fā)人機界面,實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理等。最后,完成系統(tǒng)電氣控制柜以及現(xiàn)場設(shè)備安裝、接線,進行反復(fù)調(diào)試以檢驗系統(tǒng)可靠性及穩(wěn)定性等,并根據(jù)出現(xiàn)的問題對控制系統(tǒng)進行分析、優(yōu)化和改進。運行結(jié)果表明,該自動裝配線可以平穩(wěn)、可靠地完成裝配任務(wù)要求,達到了預(yù)期設(shè)計目標,滿足企業(yè)生產(chǎn)需求,具有良好的使用價值。
【關(guān)鍵詞】：動車車輪 自動裝配線 可編程控制器 伺服運動系統(tǒng)
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U266;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的來源9
• 1.2 課題的研究目的和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外自動化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 制動車輪自動裝配線系統(tǒng)組成及工藝流程15-33
• 2.1 制動車輪自動裝配線系統(tǒng)任務(wù)分析15-18
• 2.1.1 制動車輪自動裝配線控制系統(tǒng)任務(wù)要求15-17
• 2.1.2 制動車輪自動裝配線功能實現(xiàn)方案分析17-18
• 2.2 制動車輪自動裝配線系統(tǒng)組成18-25
• 2.2.1 車輪上料單元18-20
• 2.2.2 車輪相位檢測及中層移動單元20-22
• 2.2.3 制動盤上料及裝配單元22-24
• 2.2.4 下料單元24-25
• 2.3 制動車輪自動裝配線工藝流程與時序規(guī)劃25-32
• 2.3.1 自動裝配線工藝流程25-28
• 2.3.2 時序規(guī)劃28-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 控制系統(tǒng)方案及硬件設(shè)計33-48
• 3.1 控制系統(tǒng)方案設(shè)計34-37
• 3.1.1 制動車輪自動裝配線控制系統(tǒng)設(shè)計原則34
• 3.1.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及工作原理34-37
• 3.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計37-40
• 3.2.1 PLC選型37-39
• 3.2.2 PLC通信設(shè)計39-40
• 3.2.3 PLC系統(tǒng)I/O設(shè)計40
• 3.3 伺服系統(tǒng)設(shè)計40-45
• 3.3.1 伺服電機選型40-42
• 3.3.2 伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置42-43
• 3.3.3 伺服系統(tǒng)運動控制實現(xiàn)43-45
• 3.4 傳感器的應(yīng)用設(shè)計45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計48-66
• 4.1 PLC程序設(shè)計48-54
• 4.1.1 PLC程序工作流程48-49
• 4.1.2 PLC程序設(shè)計49-54
• 4.2 車輪及制動盤不平衡量相位掃描程序設(shè)計54-58
• 4.2.1 激光檢測相位誤差測試54-56
• 4.2.2 車輪與制動盤特征點相位程序設(shè)計56-58
• 4.3 工業(yè)機械手應(yīng)用程序設(shè)計58-62
• 4.3.1 庫卡機械手與控制系統(tǒng)通信59
• 4.3.2 庫卡機械手自動程序59-61
• 4.3.3 東芝機械手程序61-62
• 4.4 組態(tài)軟件i IFX的應(yīng)用62-64
• 4.4.1 iFIX的任務(wù)分析62-64
• 4.4.2 人機交互界面64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 制動車輪自動裝配線調(diào)試運行66-71
• 5.1 電氣系統(tǒng)安裝與布線66-67
• 5.2 自動裝配線調(diào)試運行67-70
• 5.2.1 控制系統(tǒng)上電67
• 5.2.2 控制系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試67-69
• 5.2.3 問題處理與系統(tǒng)優(yōu)化69-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76

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本文編號：652044