球销类零件滚压铆接设备的关键技术研究

论文摘要

球销铆接机是加工汽车球销类零件的专用设备。现存的铆接机由于控制精度不高，控制方式单一等原因导致产品出现质量不稳定，废品率较高等问题。论文对铆接工艺进行了研究，结合零件的质量要求及实际加工的特点，提出了滚压铆接方式；根据产品扭距的要求，提出并采用了扭动力矩的实时检测及反馈控制技术，建立了球销扭距的数学模型进行理论分析，并提出了动态测量方法，设计了测量机构；针对控制系统响应速度快、无超调量、稳定性好等要求，采用了电液伺服控制技术，并结合PID控制算法；由于设备运行有稳定性和可靠性的要求，采用上下位机级连控制，工控机作为上位机进行全系统的监控和管理。PLC作为下位机，可以执行有效的分散控制；在零件数学模型及加工特点的研究基础之上提出设备的工作原理，根据工作原理进行设备的总体规划设计，再将其分为液压、机械、电气三个子系统进行设计，研制开发了一台全新的综合了液压、先进制造、检测与控制、计算机与网络等相关技术与学科的球销类零件滚压铆接设备。最后通过大量的实验来对前面理论分析及方案设计进行验证，并对考虑不完善的部分提出改进的建议，为设备性能的进一步优化提供指导。通过对设备的加工工艺，控制方式，控制策略等方面进行研究设计，开发了具有高技术装备的高性能电液系统。以期达到能够保证产品质量的稳定性，提高生产效益，增强在国际市场竞争力的目地。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 铆接技术的发展
• 1.2 铆接设备的概况
• 1.2.1 铆接机的分类
• 1.2.2 铆接机的控制系统
• 1.3 论文研究内容及意义
• 1.3.1 论文研究背景与研究目标
• 1.3.2 主要研究内容和关键技术
• 1.3.3 研究意义
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 球销扭动力矩的数学模型建立及理论分析
• 2.1 球销零件运动副
• 2.2 球销扭动力矩的数学模型分析
• 2.2.1 摆动力矩数学模型分析
• 2.2.2 转动力矩数学模型分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 滚压铆接工艺的研究
• 3.1 滚压工艺的特点
• 3.2 球销类零件滚压过程分析及影响因素
• 3.3 金属变形滚压力的研究
• 3.4 滚铆与冲铆方式下产品的质量分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 滚压铆接机的系统设计
• 4.1 设备总体设计及工作原理
• 4.2 液压子系统设计
• 4.2.1 液压系统原理图设计
• 4.2.2 执行元件主要参数的计算
• 4.3 机械子系统设计
• 4.3.1 扭矩测量方法及测量机构的设计
• 4.4 电气子系统设计
• 4.4.1 硬件部分设计
• 4.4.2 软件部分设计
• 4.4.2.1 PLC软件
• 4.4.2.2 工控机软件
• 4.4.3 上下位机通信系统的设计
• 4.4.3.1 上下位机通信软件的选择
• 4.4.3.2 控制流程图与通信协议
• 4.4.3.3 上下位机软件设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 滚压铆接机控制系统仿真研究
• 5.1 电液伺服系统的组成及要求
• 5.2 滚压铆接机控制系统数学模型的建立
• 5.3 计算机仿真研究
• 5.4 现场参数调试
• 5.5 本章小结
• 第六章 滚压铆接机实验研究
• 6.1 实验设计
• 6.2 P、I、D参数对扭矩的影响
• 6.3 零件尺寸对扭矩的影响
• 6.4 蠕变时效对扭矩的影响
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的论文和参加的科研项目
• 致谢