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全自动气门嘴精加工数控机床研究

作　者: 宋秋实
导　师: 王宝仁
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 数控技术自动控制气门嘴加工步进电机运动控制 HMI
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

气门嘴作为车辆轮胎的一种重要配件,随着汽车行业的迅速发展,其需求量也迅速的增加。当前气门嘴加工行业技术比较落后,自动化程度低,是一个典型的劳动密集型行业,其质量稳定性不易保证,而且随着劳动力成本的日益提高,其利润空间不断缩小。因此,提高气门嘴加工行业的自动化程度、提高产品质量、节约劳动力资源,成为当前该行业亟待解决的问题。针对这一现状,本课题设计了一个用于气门嘴精加工的全自动机床,实现多道精加工工序的集成,可以适应于不同规格气门嘴的精加工。首先对气门嘴精加工工艺流程进行分析,提出了全自动加工机床的总体方案,包括自动上下料、自动夹紧、自动换刀、自动进给等功能模块；其次,针对各功能模块的运动要求,设计了运动控制方案,进给模块采用步进电机驱动滚珠丝杠的驱动方式,换刀机构采用了步进电机加蜗轮蜗杆驱动、气缸定位的设计方案,自动夹紧采用了气缸夹紧,采用机械手实现自动上料和下料。第三,对全自动机床的总体结构进行设计,对各个机构的运动方式做了可行性分析,对进给系统和换刀系统的相关效率、相关摩擦力、力矩、功率等数据做了相关计算,对电动机,导轨,刀具等做出合适的具体选择；最后,对自动机床的控制系统硬件和软件进行了设计,提出了采用ARM微控制器与DSP协同工作的方式作为控制核心,由DSP作为处理器设计运动控制模块,承担运动控制任务和IO管理,由ARM微控制器设计控制台管理模块,进行人机接口管理、编程以及通信任务,同时采用一块CPLD实现脉冲发生器,完成对步进电机的控制。该课题综合了气门嘴加工工艺分析、机构运动分析、机构设计、伺服驱动系统设计以及数控系统软硬件设计,完成了自动上料、自动装夹、自动换刀、自动进给等功能要求,可以实现多道气门嘴精加工工序的集中处理,有效地提高了气门嘴精加工过程的质量稳定性和自动化程度。

全自动气门嘴精加工数控机床研究

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