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一种旋杯式高速静电侧喷机控制系统的设计与实现

作　者: 安艳松
导　师: 张大卫
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 静电喷涂轨迹规划软仿形伺服控制旋杯控制
分类号: U468.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文以汽车涂装生产线中广泛采用的静电涂装关键设备—旋杯式高速静电侧喷机为研究对象,通过对其控制系统进行分析与设计,建立了一套软仿形自动静电喷涂系统,并成功应用于实际生产。主要创新性工作成果如下:研究了静电喷涂生产工艺和自动静电喷涂机平面布局方案,在此基础上以四台自动静电侧喷机为硬件核心,结合企业原有喷涂设备,运用网络通讯技术,建立了一套12杯站软仿形自动静电喷涂系统。在深入分析三自由度侧喷机传动系统的基础上,研究了侧喷机垂直运动速度与喷雾叠幅之间的关系,从而推导出各轴运动速度的表达式,为轨迹规划提供了理论基础。基于优化资源配置的考虑,采用基于IPC+PLC+Profibus-DP现场总线的分布式控制系统结构,以“PLC+位置控制模块+高压转速控制卡”为系统控制器,并采用伺服运动控制技术和转速闭环控制技术分别实现了侧喷机的软仿形和旋杯转速的精确控制。开发了软仿形自动喷涂控制软件,通过生产中的应用证明该软件操作简单,运行可靠,取得了满意的应用效果。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题研究背景和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-13
    1.2.1 静电喷涂  8-9
    1.2.2 仿形技术  9
    1.2.3 PLC 控制系统  9-10
    1.2.4 网络化控制  10-13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
第二章侧喷机结构设计与轨迹规划  14-23
  2.1 引言  14
  2.2 侧喷机结构设计  14-16
  2.3 轨迹规划  16-22
  2.4 小结  22-23
第三章控制系统总体设计  23-34
  3.1 引言  23
  3.2 控制系统功能需求分析  23-24
  3.3 控制系统总体设计  24-28
  3.4 运动控制系统方案设计  28-30
    3.4.1 运动控制器选择  28
    3.4.2 电机驱动方式  28-29
    3.4.3 伺服运动系统组成  29-30
  3.5 旋杯控制系统方案设计  30-33
    3.5.1 高压控制系统设计  31-32
    3.5.2 转速控制系统设计  32-33
    3.5.3 供漆控制系统设计  33
  3.6 小结  33-34
第四章控制系统硬件集成  34-46
  4.1 引言  34
  4.2 控制系统硬件配置  34-35
  4.3 运动控制系统配置  35-42
    4.3.1 PLC 系统  35-36
    4.3.2 位置控制单元  36-38
    4.3.3 伺服驱动器及电机  38-40
    4.3.4 I/O 接口设计  40-42
  4.4 旋杯控制系统配置  42-45
    4.4.1 远程模块配置  42-43
    4.4.2 雾化器配置  43-44
    4.4.3 高压控制卡配置  44-45
  4.5 小结  45-46
第五章控制系统软件设计  46-58
  5.1 引言  46
  5.2 软件总体设计  46-47
  5.3 PLC 程序编写  47-52
    5.3.1 PLC 编程环境  47-48
    5.3.2 PLC 程序结构图  48-49
    5.3.3 功能子程序设计  49-52
  5.4 自动喷涂监控系统设计  52-57
    5.4.1 监控系统设计原则  52-53
    5.4.2 Wincc 与PLC 通讯方式设计  53-54
    5.4.3 监控系统结构设计  54-55
    5.4.4 组态界面设计  55-57
  5.5 小结  57-58
第六章系统调试  58-61
  6.1 引言  58-59
  6.2 喷涂系统工艺参数调试  59-60
  6.3 结论  60-61
第七章全文结论  61-63
  7.1 结论  61
  7.2 工作展望  61-63
参考文献  63-66
论文作者在攻读硕士学位期间发表论文和科研情况说明  66-67
致谢  67-68
附录  68-70

一种旋杯式高速静电侧喷机控制系统的设计与实现

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