玻璃模具等离子焊自动生产线的研发

摘要

玻璃模具是玻璃制品成型的重要工具，其质量直接影响本身的使用寿命、玻璃制品的外观和生产成本。等离子焊接（本文主要指等离子喷焊）作为玻璃模具生产中的关键技术在行业中已经取得广泛的应用。然而，玻璃模具等离子焊接工艺却发展缓慢，目前普遍采用传统的手工操作来完成工件上下料、高温预热和等离子焊接等过程，直接导致产品质量一致性差、安全风险高、生产效率低、工作环境恶劣、劳动强度大、高温热害和能源浪费严重等一系列问题。本文对玻璃模具等离子焊接自动生产线进行研究与开发，设计出一套适用于多品种、小批量的玻璃模具等离子焊接生产线，可有效解决目前玻璃模具等离子焊接工艺中存在的问题。论文的主要工作成果如下:
　　首先，分析玻璃模具等离子焊接生产线的技术特点以及功能需求。结合玻璃模具的特点、企业对生产线要求和现有条件，提出本文的设计目标，根据设计目标制定设计方案。
　　其次，对玻璃模具等离子焊接生产线整体机械结构进行设计，完成玻璃模具的自动上料、自动预热、自动送料和焊接下料等工作。机械结构设计包括自动上料机构、转运机构、高效节能加热炉整体结构以及焊接下料机构等结构设计。
　　再次，进行高效节能加热炉整体流-固耦合传热分析和炉门热-结构耦合分析。利用FLOTRAN模块对加热炉整体结构进行流固耦合共轭传热分析来模拟加热炉整体温度场分布的，并以流-固分析结果为基础，进行加热炉炉门结构的热-结构耦合分析及优化，验证改进方案的合理性。
　　最后，基于PLC的自动生产线整体控制系统设计。生产线控制系统可分为硬件电路设计和软件设计，硬件电路设计指各个控制电路模块的设计;系统软件设计是指与控制电路模块相对应的PLC程序设计。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景及研究意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 国内外模具材料的发展概况

1．2．2 玻璃模具等离子焊技术的简介与发展概况

1．3 课题来源

1．4 课题主要研究内容

第二章 玻璃模具等离子焊自动生产线总体设计

2．1 玻璃模具

2．1．1 型腔结构特点

2．1．2 玻璃模具尺寸特征

2．2 功能需求分析

2．3 系统组成

2．4 系统总体方案设计

2．5 本章小结

第三章 玻璃模具焊接生产线外循环系统结构设计

3．1 外循环系统上料机构结构设计

3．1．1 上料运输装置

3．1．2 上料推动装置

3．2 循环转运机构

3．2．1 循环转运机架

3．2．2 转运和送料小车

3．2．3 分选上料拨动装置

3．2．4 炉门升降机构

3．2．5 两侧出料推动装置

3．2．6 炉底下料推动装置

3．3 焊接下料机构

3．3．1 焊接上料推动装置

3．3．2 焊接工作台

3．3．3 下料输送装置

3．4 外循环系统整体结构

3．5 本章小结

第四章 高效节能加热炉结构设计

4．1 高效节能加热炉的方案分析

4．1．1 加热炉类型确定

4．1．2 加热炉的工作状况

4．1．3 加热炉的设计要求

4．2 高效节能加热炉的结构设计

4．2．1 加热炉的箱体结构设计

4．2．2 加热炉升降炉门的结构设计

4．2．3 液压缸推动装置的结构设计

4．2．4 高效节能加热炉整体结构

4．3 等离子焊自动生产线整体布局

4．4 本章小结

第五章 加热炉热特性理论基础及有限元分析

5．1 加热炉热特性研究理论基础

5．1．1 热传导基础

5．1．2 热对流基础知识

5．1．3 热辐射概念与基础

5．1．4 热-结构耦合基本原理

5．1．5 热变形计算的有限元法

5．2 高效节能加热炉热特性有限元分析

5．2．1 加热炉整体流-固耦合分析

5．2．2 炉门热-结构耦合分析

5．3 本章小结

第六章 等离子焊自动生产线控制系统设计

6．1 控制系统硬件设计

6．1．1 控制系统主要硬件选型

6．1．2 控制系统PLC I／O配置

6．1．3 PLC-SR60外部接线原理图

6．1．4 触摸屏界面设计

6．1．5 PLC-DR08模块外部接线图

6．2 系统软件设计

6．2．1 PLC程序的控制模式

6．2．2 控制系统程序设计

6．3 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献