铝质矩形焊管机组开卷及活套段控制系统的设计

摘要

汽车散热器是汽车生产制造的重要零部件之一，但是我国国内汽车散热器行业目前的制造水平与国际相比还存在差距。所以为提升我国汽车工业的市场竞争力，如何开发出新型汽车散热器的准柔性成套装备，以适应社会和市场的发展需求，成为当前学术界和工业界重点研究的课题。
　　 本文根据铝质矩形焊管准柔性制造成套机组的生产特点及其需求分析，提出了开卷及活套段控制系统的整体解决方案，并分析了上述两段控制系统中所涉及的关键技术。本文通过对开卷卷径的分析，推算出了不同卷径范围对应的开卷速度曲线，实现准柔性制造，并推导出了开卷速度与跳动辊高度之间的关系，从而在机组正常工作阶段保持了开卷段线速度的稳定。本文对活套动作的时序进行分析，提出了不同开卷卷径对应不同充放套时的辊轮组动作，实现机组不停机的连续运行。
　　 最后，本文利用西门子全集成自动化(TIA)的思想，对开卷和活套段控制系统进行组态和集成，组成了PLC与HMI相结合的完整的控制系统。集成后的系统其意义在于满足了高效汽车换热器关重件准柔性制造设计的技术需求，并易于监控，节约了人力资源，提高了生产效率。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 焊管机组的准柔性制造技术

1．3 焊管机组的控制技术研究现状

1．3．1 开卷控制技术

1．3．2 活套控制技术

1．4 课题来源及主要研究内容

1．4．1 课题来源及研究意义

1．4．2 论文主要研究内容

1．4．3 论文结构

2 焊管机组开卷及活套段控制系统设计需求分析

2．1 焊管机组准柔性制造装备的组成及其工作原理

2．1．1 焊管机组的组成

2．1．2 焊管机组的工作原理

2．1．3 该焊管机组控制系统的特点

2．2 开卷与活套段控制系统需求分析

2．3 焊管机组开卷及活套段总体控制系统方案设计

2．4 焊管机组开卷及活套段控制的关键技术分析

2．4．1 张力控制方法

2．4．2 开卷卷径计算

2．4．3 交流异步电机调速

2．5 本章小结

3 开卷段控制系统的设计

3．1 开卷机控制系统分析

3．2 开卷机工作情况分析

3．2．1 开卷机线速度分析

3．2．2 开卷机转速分析

3．2．3 准柔性制造技术在开卷机控制系统中的应用

3．3 跳动辊在焊管机组张力控制中的应用

3．3．1 跳动辊数学模型的建立

3．3．2 张力控制的实现

3．4 本章小结

4 活套控制系统的设计

4．1 活套类型选择

4．2 立式活套控制系统

4．2．1 顺序法

4．2．2 同时法

4．3 准柔性制造控制系统下活套的动作时序

4．4 本章小结

5 开卷及活套段PLC控制系统的设计

5．1 全集成自动化概念

5．2 硬件设备在焊管机组中的应用

5．2．1 转速与套高测量

5．2．2 增量编码器与PLC的连接

5．3 系统组态

5．3．1 系统硬件组态

5．3．2 Wincc flexible界面设计

5．4 系统PLC程序设计

5．4．1 系统整体程序设计

5．4．2 开卷段程序设计

5．4．3 前S辊程序设计

5．4．4 活套段程序设计

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 本文工作总结

6．2 未来工作展望

致谢

参考文献