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泵车臂架自动焊接生产线控制系统设计

2020-12-12阅读(861)

泵车臂架自动焊接生产线控制系统设计

论文摘要

焊接技术和自动控制技术、机器人技术的结合，已经广泛的用于汽车、工程机械的焊装中，成为了焊装的主要工艺手段。制造工艺的创新、新材料的应用，在不断推动焊装工艺的发展与提高，焊装生产线也在逐渐向全自动化方向发展。本课题“泵车臂架自动焊接生产线控制系统设计”是湖南大学机电液实验室与某企业的合作项目，论文通过在焊接自动生产线上实现生产过程的自动化控制的研究，尝试将现代化的控制手段用于传统产业技术的改造，以促进工程技术的进步，达到提高工程机械生产领域的自动化水平的目的。这项探索的成功实施，对于全面提升制造型企业的信息化和自动化水平具有重要的意义和现实的价值，为以后在诸如机械、工程装备、制造等各领域的技术改造起到良好的示范作用。论文以满足实际生产需要为出发点，综合分析了系统焊接流程，对泵车臂架进行了工艺分析，详细介绍了工位分配和各工位的工作过程以及焊接方案，制订了整个系统的工作流程。根据焊接方式的特点和工艺要求，确定了系统的组成和各组成部分的功能。生产线控制单元以PLC为控制核心，工业计算机为辅助控制，实现了实时与焊接机器人、焊接夹具、传感器、检测与监控等部分的控制。在对工位分析中，以其中一个典型工位为实例，分析了工位焊接工作流程，提出了相应焊接控制要求，对输入输出控制信号做了分析，并进行了I/O地址分配，最后设计了PLC控制顺序动作表。并分析了系统运行时可能受到的干扰，分别从控制系统的工作环境、硬件和软件三个方面来采取措施，提高系统的抗干扰能力。对现场总线和工业以太网络进行了研究和分析，决定在焊接生产线中采用现场总线方式的控制网络，根据实际焊接流程，使用分布式I/O来实现分布式控制网络的构建，使用工业以太网以及交换机网络来实现信息网络的构建。课题针对焊接技术在机械制造中的应用，对臂架自动焊接生产线控制系统的设计展开了研究，并围绕焊接生产线控制系统的技术重点进行了设计和研究，提出了具有可行性的控制系统设计方案，是国内焊接生产线设计领域的一种尝试。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 插图索引
  • 附表索引
  • 第1章 绪论
  • 1.1 焊接工艺与发展
  • 1.1.1 焊接的定义及特点
  • 1.1.2 焊接工艺的研究内容
  • 1.1.3 焊接工艺要素
  • 1.1.4 焊接工艺的发展
  • 1.2 焊接自动化
  • 1.2.1 焊接自动化的基本内容
  • 1.2.2 焊接生产线的基本组成
  • 1.2.3 焊接生产线的分类及其特点
  • 1.3 我国工程机械的发展现状
  • 1.4 论文的主要研究内容及实际意义
  • 1.5 本课题的难点
  • 第2章 焊接生产线工艺分析和设计
  • 2.1 臂架总体结构
  • 2.2 臂架的零部件分析
  • 2.3 工位方案设计
  • 2.3.1 焊装线的基本形式
  • 2.3.2 物料输送方案
  • 2.3.3 工位方案设计
  • 2.4 臂架工艺设计
  • 2.4.1 第一工位工艺设计
  • 2.4.2 第二工位工艺设计
  • 2.4.3 第三工位工艺设计
  • 2.4.4 第四工位工艺设计
  • 2.4.5 第五工位工艺设计
  • 2.4.6 第六工位工艺设计
  • 2.4.7 第七工位工艺设计
  • 2.4.8 第八工位工艺设计
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 焊接生产线设备配置
  • 3.1 焊装夹具
  • 3.1.1 焊装夹具的组成及原理
  • 3.1.2 夹具的控制方式
  • 3.2 弧焊机器人
  • 3.2.1 焊接机器人概述
  • 3.2.2 本项目选用机器人型号
  • 3.2.3 控制方式
  • 3.3 西门子 PLC
  • 3.4 搬运装置
  • 3.5 变位装置
  • 3.6 本章小结
  • 第4章 控制系统设计
  • 4.1 系统总体控制要求
  • 4.2 系统框图
  • 4.3 PLC 控制系统设计
  • 4.3.1 设计原则
  • 4.3.2 PLC 控制系统设计
  • 4.4 工位控制设计
  • 4.4.1 工位动作流程
  • 4.4.2 输入输出控制设计
  • 4.4.3 PLC 选型配置
  • 4.4.4 I/O 地址分配
  • 4.4.5 PLC 顺序动作表
  • 4.5 PLC 控制系统电气原理图
  • 4.6 PLC 控制系统抗干扰设计
  • 4.6.1 现场工作环境
  • 4.6.2 硬件方面
  • 4.6.3 软件方面
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 系统网络结构及方案设计
  • 5.1 网络结构
  • 5.1.1 网络控制要求
  • 5.1.2 网络结构
  • 5.2 工业以太网
  • 5.2.1 以太网的特点
  • 5.2.2 以太网络拓扑结构
  • 5.3 现场总线组网
  • 5.3.1 PROFIBUS 现场总线简介
  • 5.3.2 PROFIBUS 数据传输类型
  • 5.3.3 网络设计
  • 5.4 MPI 网络
  • 5.4.1 MPI 通信扩展
  • 5.4.2 MPI 网络地址设置
  • 5.5 组态设置
  • 5.5.1 控制器软件组态
  • 5.5.2 网络组态
  • 5.5.3 DP 信息循环
  • 5.6 本章小结
  • 总结和展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
  • 附录 B 各型臂架外形尺寸图
  • 附录 C 各工位动作流程图
  • 附录 D 各工位 I/O 地址分配表
  • 附录 E 各工位动作顺序表

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