数控锯齿式皮棉清理机的研究与开发

论文摘要

随着农产品的国际化不断加深,棉花产业面临的竞争也越来越激烈。加快棉花加工业向规模化、智能化发展,降低操作人员的劳动强度,生产高质量的皮棉,增强企业国际竞争力成为我们当下的主要任务。论文首先简单介绍了当今国内外棉花加工现状,并对国内外主要的棉花加工工艺设备做了比较。然后针对加工工艺中的锯齿式皮棉清理机做了详细的研究,包括清杂原理、设计原理、影响其清杂效率的各种因素,并通过建模和实验对锯齿式皮清机排杂刀做了深入研究,为后续的设计选型和安装提供了依据。为了改善原有固定排杂刀的皮清结构,本文设计了可调节排杂机构,通过改变排杂刀的个数来达到调节皮棉纤维清理量的目的。为了实现对可调排杂机构的控制,设计了基于PLC控制的皮棉清理加工控制系统：通过数据采集部分把棉花的性状反馈到上位机系统,上位机根据预置的模糊控制算法发出控制指令,驱动排杂机构调整。完成了硬件的选型,包括PLC、数据采集系统、步进电机及其驱动电路。软件设计采用了模块化的程序设计方法,提高了软件系统的可靠性能。本文的研究工作基本实现了锯齿式皮棉清理机的自动化、智能化,对皮棉质量和等级的提高和我国棉花加工业的发展具有深远的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外棉花加工现状
• 1.2.1 国外棉花加工现状
• 1.2.2 国内棉花加工现状
• 1.3 课题的提出及意义
• 1.4 课题的主要内容
• 第2章 皮棉清理原理研究
• 2.1 皮棉清理机概述
• 2.1.1 皮棉中杂质分类
• 2.1.2 皮棉清理机的发展现状
• 2.2 气流式清理原理研究
• 2.2.1 气流式皮清机工作机理
• 2.2.2 影响气流式皮清机清杂效率因素
• 2.3 机械式清理原理研究
• 2.3.1 锯齿式皮清机结构组成
• 2.3.2 锯齿式皮清机工作机理
• 2.3.3 锯齿式皮清机设计原理
• 2.4 锯齿式皮清机排杂刀角度研究
• 2.4.1 排杂刀概述
• 2.4.2 排杂刀角度与排杂角度研究
• 2.5 影响锯齿式皮清机清杂效率的几大因素
• 2.6 本章小结
• 第3章 数控锯齿式皮棉清理机设计
• 3.1 数控锯齿式皮清机的功能需求
• 3.2 总体方案设计
• 3.3 控制系统方案设计
• 3.4 数控锯齿式皮棉清理机主要结构设计
• 3.4.1 锯齿辊设计
• 3.4.2 调节排杂结构设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 模糊控制在皮棉清理中的应用
• 4.1 模糊控制概述
• 4.2 模糊控制器的设计步骤
• 4.3 模糊控制在皮棉清理中的应用
• 4.3.1 皮棉清理模糊控制系统设计
• 4.3.2 皮棉清理模糊控制系统仿真
• 4.4 模糊控制算法实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 控制系统软硬件设计
• 5.1 控制系统硬件设计
• 5.1.1 PLC系统
• 5.1.2 数据采集识别系统
• 5.1.3 步进电机选型
• 5.1.4 步进电机驱动系统设计
• 5.2 控制系统软件设计
• 5.2.1 主程序设计
• 5.2.2 状态切换子程序设计
• 5.2.3 上位机监控系统设计
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表