ARJ大部件装配定位器设计

摘要

本论文通过对定位器的重新设计杜绝了手工定位器在对接过程中误差大、效率低的缺点，从而保证了装配的质量，提高了机体的疲劳寿命，在大批量生产中提高了生产效率。首先，通过对现有定位器的学习和研究，完成定位器的结构设计，并对其结构进行优化。使其在原有的手工操作的基础上，设计成以自动为主手动为辅的定位设备。同时设计了过载保护装置，行程限制装置。其次，针对定位器设计一套交流伺服控制系统，具有自动控制、过载保护及报警功能。以永磁同步电动机为被控对象，以西门子S7-300为处理器，采用伺服驱动器S120为驱动模块，通过PWM控制技术对电机实现矢量控制，对伺服系统的直线加减速、直流制动、参数的检测、故障的诊断及响应等进行了研究，给出了程序实现方案。最后，通过设计基于LabWindows/CVI的测量软件，使系统能够有效的采集伺服控制系统的数据。设计的人机交互界面控件分布合理，一目了然，并成功地将信号采集技术、数字信号处理技术和信号分析技术运用到系统软件中，实现了信号的自动采集、处理、分析的功能。
　　通过对整个系统进行测试，该系统可以满足设计及应用要求。该研究对永磁同步电机伺服系统在定位器的应用具有参考意义。实际应用效果证明了系统设计的可行性和正确性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究的技术现状分析

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内现状及发展趋势

1．3 研究内容和需要解决的关键问题

1．4 论文章节安排

第二章 定位器结构设计

2．1 定位器在机翼装配中的应用

2．1．1 定位器系统组成

2．1．2 定位器系统测量原理

2．2 设计要求

2．3 定位器结构原理

2．4 定位器结构设计

2．5 安全性设计

2．6 关键参数计算

2．6．1 交流伺服电机的选择

2．6．2 传动机构

2．7 力传感器检测系统设计

2．7．1 型号选择

2．7．2 压力传感器及其匹配结构的设计

2．7．3 定位器Z向轮辐传感器的安装结构设计

2．8 本章小结

第三章 伺服驱动及控制系统设计

3．1 永磁同步电机的数学模型和控制理论

3．2 伺服驱动器的控制模型

3．3 控制系统的基本结构

3．4 关键设备选择

3．4．1 电机的选择

3．4．2 控制器选择

3．5 控制方式选择

3．6 电子齿轮比计算

3．7 控制系统组成

3．7．1 伺服控制系统电器控制原理图

3．7．2 伺服驱动系统电路原理

3．7．3 系统工作过程

3．7．4 CPU单元资源分配

3．8 本章小结

第四章 PLC与各部件的通讯

4．1 传输所用电缆介绍

4．2 S120与人机界面HMI直接通讯

4．3 控制器PLC与驱动器S120通讯

4．3．1 驱动器参数的读取及写入

4．4 驱动器对电机的定位设置

4．4．1 回零方式选择

4．4．2 手动数据输入(MDI)

4．4．3 限位(Limit)

4．5 本章小结

第五章 数据采集及软件设计

5．1 数据测量结构原理

5．1．1 模拟输入说明

5．1．2 测量方式

5．2 软件设计

5．2．1 软件流程图

5．2．2 用户界面的设计

5．2．3 测试配置的软件设计

5．2．4 数据采集模块的流程设计

5．2．5 数据采集模块

5．2．6 数据采集模块的程序设计

5．2．7 数据保存

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文