新型长尾夹自动装配系统关键技术的研究

摘要

目前长尾夹装配以手工为主，还没有长尾夹连续自动装配系统。因此本课题自主研发了一套长尾夹自动装配系统。通过力学和仿真分析对该系统的关键技术进行研究，完成软件和硬件的开发，实现了长尾夹高效自动装配。该装配系统的研发对文具企业的发展具有重要意义。
　　(1)阐述了自动装配技术的发展趋势以及长尾夹自动装配技术的研究现状，调研了目前长尾夹半自动化装配的研究成果，提出了长尾夹自动装配系统及关键部件的设计方案。
　　(2)概述了该装配系统整体结构的设计，并详细分析了若干机构的结构特点和设计要点。通过反复实验找出影响装配效率与装配成功率的因素，并针对这些影响因素进行分析。首先设计了新型的上下料顶开机构，有效的提高了上下料的成功率。其次设计了曲柄滑块驱动机构代替了气缸驱动，大大减少了由驱动机构所带来的冲击力和震动。
　　(3)开发了基于S5PV210的长尾夹自动装配控制系统。首先根据控制需求设计了总体控制方案，并详述了硬件设计和软件设计。硬件设计包括CPU外围一些基本电路的设计与电机驱动电路设计。软件部分是LINUX环境中基于QT的交互式界面设计。
　　(4)搭建了长尾夹自动装配系统单元平台，并进行调试。首先对上料和卸料机构进行了位移的测量，并通过位移曲线分析了其速度与加速度的变化情况。其次在不同电压下对其工作效率与装配成功率进行测试，得出了不同电压下的工作效率以及装配速度对把手装配成功率的影响。
　　综上所述，经过对装配系统的关键机构的研究及改进保证了系统的可靠性，提高了装配的效率与成功率，达到了预期效果。若将本长尾夹自动装配系统进行应用推广，将很好的满足实际装配需求，可完全替代人工装配，降低了企业的生产成本。

目录

声明

摘要

1．1．1 长尾夹的背景概述

1．1．2 长尾夹自动化生产的意义

1．2 目前国内外研究现状及分析

1．2．1 国内外自动化装配的研究现状

1．2．2 国内外长尾夹自动装配技术的研究现状

1．3 本论文的主要研究内容

第2章 长尾夹自动装配系统的总体设计

2．1 长尾夹自动装配系统整体布局及主要过程概述

2．1．1 长尾夹自动装配系统整体布局

2．2 把手与夹体整列整型系统的结构设计

2．2．1 把手抖散机构

2．2．2 二级抖散阶梯机构

2．2．3 把手分离导向机构

2．2．5 把手导向运输机构

2．3．6 夹体整列分配机构

2．3 夹体与把手的装配系统

2．3．1 上料和卸料同步机构

2．3．2 把手装配机构

2．3 长尾夹自动装配系统整体图

2．4 本章小结

第3章 新型上料和卸料顶开机构的设计与分析

3．1 新型上料和卸料顶开机构的设计

3．1．1 现阶段夹紧运送机构与上下料机构的分析

3．1．2 楔形嵌入式长尾夹上下料顶开机构的设计

3．2 新型上料和卸料顶开机构的力学分析

3．4 本章小结

第4章 新型驱动机构的设计与分析

4．1 新型驱动机构的设计

4．1．1 现阶段驱动机构的分析

4．1．2 曲柄滑块机构运动特点分析

4．1．3 新型驱动机构的设计

4．2 驱动及相关机构的力学分析

4．2．1 上下料同步受力分析

4．2．2 把手装配机构受力分析

4．2．3 驱动电机转矩仿真分析

4．3 本章小结

第5章 长尾夹自动装配控制系统设计

5．1 控制系统总体方案设计

5．2 控制系统硬件设计

5．2．1 主控芯片的介绍

5．2．2 控制系统基本电路的设计

5．2．3 电机控制电路及微动开关的设计

5．3 控制系统软件设计

5．3．1 嵌入式Linux操作系统的搭建

5．3．2 驱动程序的开发

5．3．3 应用程序的设计

5．4 本章小结

6．1 实验平台搭建

6．2 实验平台调试

6．2．1 上料和卸料单步调试

6．2．2 夹紧运送单步调试

6．2．3 把手装配单步调试

6．3 关键机构的运动参数与工作效率的测量与分析

6．3．1 上下料与把手装配的位移及分析

6．3．2 工作效率与成功率的测试

6．4 本章小结

7．1 结论

7．2 创新点

7．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目及成果