炮弹无人自动拆解系统的研究

论文摘要

炮弹处废是军事工业处理废旧炮弹、回收弹药的重要内容。传统炮弹处废操作半手工半自动化完成,工作效率低,并且存在较大安全隐患,因此使炮弹处废工作安全化、自动化、智能化,成为当前的一大问题。论文在深入研究了工业自动化控制的基础上,实地仔细调研了军械器材仓库处废操作的现状,研究开发了“炮弹无人自动拆解系统”。本文首先介绍了由山东大学及济南军区双方专家多次论证确定的废旧炮弹自动拆解系统的总体设计方案,对系统功能需求进行了分析并提出了系统的总体结构框架。该系统包括三个主要部分:自动搬运和定位系统、炮弹拆解系统、远程监控系统。自动搬运和定位系统中针对机械手进行了详细的设计介绍,完成机械手手部模块、腕部模块、直臂模块和横臂模块的设计,并且在本章中提出了设计过程中的模块化思想;炮弹拆解系统中,设计了新型的炮弹底火旋拧装置、拔弹装置、切割倒药装置,满足了自动拆解的需求。远程监控系统从控制系统原理介绍入手,分别从硬件结构和软件需求上确定了控制系统,通过上位机与PLC的通信,军械仓库操作人员可以远程监控拆解作业,降低了传统作业中操作人员的劳动强度,提高了自动化程度和安全可靠性。该系统的各项指标已进行了反复测试,并在军械器材仓库得到了应用,达到了预期的效果。针对炮弹无人自动拆解系统在实际应用中出现的不足,我们进行了总结,并提出了相应的解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景
• 1.3 研究现状及发展趋势
• 1.3.1 炮弹无人自动拆解系统研究现状及发展趋势
• 1.3.2 自动控制领域的现状及发展趋势
• 1.4 本课题研究内容
• 第2章 炮弹无人自动拆解系统的总体方案设计
• 2.1 系统功能需求分析
• 2.2 系统方案设计
• 2.2.1 系统结构组成
• 2.2.2 炮弹无人自动拆解系统总体流程
• 2.3 本章小结
• 第3章 炮弹无人自动拆解系统中机械手的结构设计
• 3.1 机械手的总体设计方案
• 3.1.1 机械手的坐标形式和自由度
• 3.1.2 机械手的工作过程
• 3.2 驱动器及传动件的选择
• 3.2.1 驱动器的选择
• 3.2.2 机械手传动机构的选择
• 3.3 模块化设计
• 3.3.1 模块设计准则
• 3.3.2 模块化设计方法
• 3.3.3 模块式机械手及组成
• 3.4 执行机构设计
• 3.4.1 手部模块结构设计
• 3.4.2 腕部模块结构设计
• 3.4.3 直臂模块设计
• 3.4.4 横臂模块结构设计
• 3.5 驱动系统设计
• 3.5.1 机械手驱动系统的控制设计
• 3.5.2 气动辅助元件选取
• 3.6 本章小结
• 第4章 炮弹无人自动拆解系统的工艺设备
• 4.1 炮弹底火旋拧机结构设计
• 4.1.1 目的功能
• 4.1.2 炮弹底火旋卸机的结构组成
• 4.1.3 工作原理
• 4.1.4 传感器的选择
• 4.2 拔弹机结构设计
• 4.2.1 目的功能
• 4.2.2 拔弹机的结构组成
• 4.2.3 工作原理
• 4.2.4 气缸的型号选择
• 4.3 切割倒药机结构设计
• 4.3.1 目的功能
• 4.3.2 切割倒药机的结构组成
• 4.3.3 工作原理
• 4.3.4 主要参数的确定
• 4.4 本章小结
• 第5章 远程控制系统
• 5.1 远程控制系统的功能和意义
• 5.2 远程控制系统的原理框图
• 5.3 上位机（个人PC）的选型
• 5.3.1 上位机在控制系统中的作用
• 5.3.2 上位机的选择
• 5.4 可编程控制器（PLC）的选择及性能
• 5.4.1 PLC选择原则
• 5.4.2 三菱FX系列PLC主要性能
• 5.5 PLC与上位机的通信
• 5.5.1 数据通信接口
• 5.5.2 组态软件的通信模块
• 5.5.3 通信功能的实现
• 5.6 上位机监控软件的开发
• 5.6.1 上位机软件的概述
• 5.6.2 监控软件界面的开发
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表