小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)運動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、分類號TH6密級公開收藏編號___________學(xué)號143101009學(xué)校代碼11062編號_____________(應(yīng)用研究)小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)運動控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)名稱：車輛工程研究方向：車輛性能試驗與檢測技術(shù)研究生姓名：杜欣宇校內(nèi)導(dǎo)師、職稱：劉建春教授校外導(dǎo)師、職稱：鄒朝圣高級工程師所在學(xué)院：機(jī)械與汽車工程學(xué)院二〇一六年十二月I小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)運動控制系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著車載電視等數(shù)碼設(shè)備越來越多出現(xiàn)在汽車上，這類電子

2、設(shè)備通常采用小長徑比螺絲進(jìn)行鎖付和固定內(nèi)部元件。然而，目前企業(yè)主要的生產(chǎn)方式仍依靠人工利用電動擰緊工具進(jìn)行螺絲鎖付，隨著用工成本的增加和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升，企業(yè)開始尋求小長徑比螺絲的自動化鎖付設(shè)備代替人工鎖付。本文針對小長徑比螺絲的鎖付工藝，設(shè)計了小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了小長徑比螺絲的高效鎖付。一、針對小長徑比螺絲鎖付的工藝流程，設(shè)計了小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)的控制方案及電氣系統(tǒng)，對關(guān)鍵電氣元件進(jìn)行選型，完成了電氣

3、系統(tǒng)的接線，構(gòu)建了小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)樣機(jī)一臺，并對樣機(jī)進(jìn)行綜合調(diào)試，為小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)運動控制軟件的開發(fā)提供了硬件基礎(chǔ)。二、利用運動控制卡提供的動態(tài)鏈接庫開發(fā)運動控制軟件，直線軸伺服電機(jī)采用位置控制可快速準(zhǔn)確定位，而螺絲擰緊采用扭矩法控制，可準(zhǔn)確判斷螺絲擰緊情況，通過工件信息獲取電批運動位置，實現(xiàn)小長徑比螺絲的自動鎖付。三、分析機(jī)械結(jié)構(gòu)，基于設(shè)備運動坐標(biāo)系，選取運動過程中關(guān)鍵點，利用MATLAB進(jìn)行曲線擬合，求解出路徑方程

4、，優(yōu)化運動路徑，再利用運動控制卡輪廓運動插補(bǔ)實現(xiàn)所需運動曲線，從而提高鎖付效率，減小設(shè)備運動過程中的振動問題。四、通過實驗對路徑優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行評價。針對鎖付時間和振動進(jìn)行相應(yīng)測試實驗，對比優(yōu)化前后鎖付相同工件所用時間及機(jī)臺振動情況，判斷路徑優(yōu)化的效果。本設(shè)計完成了小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)樣機(jī)控制系統(tǒng)一套及其配套的運動控制軟件。通過實驗驗證，優(yōu)化后，小長徑比多軸自動鎖螺絲機(jī)鎖付48寸背板平均用時19.08s，比企業(yè)人工鎖付時間縮短約4s，成