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基于CNC的轮胎翻新成型加工系统研究

作　者: 朱贺
导　师: 惠晶
学　校: 江南大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 伺服系统数控成型轮胎翻新插补算法位置控制
分类号: TQ336.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
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内容摘要

随着科技的进步,经济的发展,汽车已经成为人们普遍的代步工具,随之而来就是废旧轮胎带来的“黑色污染”问题。轮胎翻新是目前极为常用也是行之有效的处理旧轮胎的方法,是一个解决废旧轮胎污染问题和节约资源的绿色环保产业,也是轮胎工业中不可或缺的重要一环。如何使翻新轮胎能够达到与新胎基本相等的里程数和安全性,是轮胎翻新的关键所在。基于此,本文的任务是研究和设计新型全自动轮胎打磨机。主要研究内容如下：首先,本文从轮胎翻新行业的意义,发展历史和废旧轮胎翻新原理着手,指出轮胎翻新可以带来巨大的社会效益和经济效益。通过分析比较国内外轮胎翻新的技术差距,指出本文研究的另一个意义在于提高国内轮胎翻新水平。目前国内的轮胎打磨系统多是半自动或者仍是人工打磨,精度差、效率低,新型的打磨机采用高精度交流伺服传动构成2轴数控进给系统,人机界面与PLC结合做控制器,实现了参数的在线柔性化快速调整,全自动打磨轮胎,打磨精度和生产效率成倍提高。其次,本文对伺服运动系统进行研究,建立了机床伺服运动系统的数学模型,分析系统的特性和影响系统动静态特性的主要因素,在此基础上对伺服系统中的曲线插补进行重点研究。在前人研究的基础上,应用了一种新型的插补算法,给出了插补算法的推导和最终插补算法。根据插补原理,进行了基于PLC的直线插补与圆弧插补运动程序的开发,并对其进行分析,使运动控制系统具有了平面点位运动控制和轨迹运动控制功能。文章对系统的软硬件都进行了设计,硬件设计包括系统各部分选型、端子的I/O分配、接线图等；软件设计包括控制主程序以及位控程序设计。通过编写一个GOT监控系统,设计了加工参数设定、报警显示、机床状态监控和点动操作画面,可实现各种监控和设定功能,方便操作和维修。最后,经实际运行证明,所开发的两轴数控轮胎打磨系统达到设计要求,能够适应轮胎翻新工艺,显著提高生产效率和产品加工质量。如果进一步完善,可以在该行业推广应用,创造可观的经济和社会效益。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 轮胎翻新产业发展与市场需求  7
  1.2 轮胎翻新产业现状  7-9
    1.2.1 国外翻新轮胎概况  7-8
    1.2.2 国内翻新轮胎概况  8-9
    1.2.3 国内外轮胎翻新技术比较  9
  1.3 课题的提出和选题意义  9-11
    1.3.1 课题来源  9-10
    1.3.2 研究意义  10-11
  1.4 论文主要研究任务与创新点  11-13
    1.4.1 论文的主要研究任务  11
    1.4.2 论文的主要研究内容  11
    1.4.3 论文的创新点  11-13
第二章系统总体方案设计  13-21
  2.1 轮胎翻新的工艺流程介绍  13-16
  2.2 控制系统的任务分析  16-18
  2.3 控制方案选择  18
  2.4 控制系统硬件结构  18-19
  2.5 本章小结  19-21
第三章伺服电机位置跟踪与控制策略  21-33
  3.1 伺服驱动系统概述  21-24
    3.1.1 伺服系统简介  21-22
    3.1.2 伺服系统位置跟踪实现  22-24
  3.2 两轴CNC系统的位置控制策略  24-31
    3.2.1 NURBS曲线定义  25
    3.2.2 NURBS曲线实时插补算法  25-29
    3.2.3 实时插补流程  29-30
    3.2.4 NURBS曲线插补实现方案  30-31
  3.3 本章小结  31-33
第四章系统硬件设计  33-43
  4.1 控制系统选型  33-35
    4.1.1 PLC选型  33-34
    4.1.2 位控单元的选型  34
    4.1.3 触摸屏选型  34-35
  4.2 伺服系统的选型  35-39
    4.2.1 伺服电机与伺服控制器的选择  35
    4.2.2 伺服电机的选择原则  35-38
    4.2.3 伺服控制器选择原则  38-39
  4.3 硬件电路设计  39-41
    4.3.1 供电电路设计  39-40
    4.3.2 PLC与变频器电路设计  40-41
  4.4 PLC输入输出端子电路设计  41-42
  4.5 本章小结  42-43
第五章系统软件设计  43-53
  5.1 触摸屏界面设计  43-46
    5.1.1 触摸屏待机画面  43
    5.1.2 主控制界面  43-46
  5.2 内部变量的规划  46
  5.3 PLC控制程序设计  46-49
    5.3.1 控制的主程序和子程序  46-47
    5.3.2 PLC与位控单元的通信  47-48
    5.3.3 PLC与变频器的通讯设计  48
    5.3.4 PLC与伺服系统的通讯设计  48-49
  5.4 位控模块程序设计  49-50
  5.5 系统调试与运行结果  50-51
  5.6 本章小结  51-53
第六章总结与展望  53-55
  6.1 工作总结  53
  6.2 以后工作的展望  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-61
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文  61

基于CNC的轮胎翻新成型加工系统研究

内容摘要

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