三相次级整流单面凸焊数控设备的研制

摘要

目前，电阻焊技术已然成为现代工业生产中不可或缺的部分，而电阻凸焊作为电阻焊中一种重要的焊接工艺方法，在航空航天、汽车工业以及电子零部件的生产中，发挥着难以替代的重要作用。随着计算机技术、自动控制技术和新型传动技术的飞速发展，实现节能、高效的自动化凸焊将成为未来电阻凸焊重要的发展方向。本文以钢网、钢背为电阻凸焊的研究对象，为满足汽车刹车片焊接对优质、高效、节能的要求，在研制单面凸焊数控设备方面，进行了深入的研究。
　　本课题以STM32F103C8T6单片机为控制器核心，采用模块化的设计思路来对单面凸焊数控系统进行设计。首先在单面凸焊数控系统的人机交互方面，本文采用的是触摸屏的人机交互方式，设计单面凸焊数控系统的人机交互界面以及主控芯片与迪文触摸屏之间的通讯电路，根据迪文触摸屏HMI指令集编写了触摸屏控制文本显示程序，采用触摸屏的暂存缓冲区数据显示折线图实现焊接电流曲线实时显示；其次，为了实现单面凸焊工件自动进给的功能，对单面凸焊进给系统的伺服传动机构进行设计计算，完成了进给系统中伺服电机和伺服驱动器的选型，通过分析伺服驱动器的特点以及单面凸焊数控系统的要求，开发出了伺服驱动进给系统并对其进行了相应的软件设计；最后根据STM32F103C8T6主控芯片的特点设计了单面凸焊硬件控制系统和软件控制系统，引入了-IIμC/OS实时操作系统以实现多任务在线实时操作，并给出了-IIμC/OS实时操作系统在移植的过程中需要修改的代码。
　　本文设计了一套基于伺服驱动控制系统及人机交互系统的单面凸焊数控设备，该设备具有精度高，响应速度快等特点，为最终实现较高生产效率及较好的焊接质量提供了有效的技术支持。

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第1章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2三相次级整流电阻焊发展及应用

1.3伺服系统的发展及应用

1.4焊接设备中人机交互研究现状

1.5课题的主要研究内容

第2章 人机交互界面的设计

2.1整体结构的设计

2.2人机交互简介

2.3人机交互界面系统的整体架构

2.4触摸屏与控制器串口通讯电路

2.5人机界面指令的编写

2.6人机交互界面的制作

2.7本章小结

第3章 系统传动机构的设计计算

3.1滚珠丝杠的设计与计算

3.2齿轮的计算

3.3伺服电机的选型与计算

3.4工作台强度的校核

3.5导轨的设计与校核

3.6滚珠丝杠加工轴的强度校核

3.7本章小结

第4章 控制系统硬件电路设计

4.1主电力电路的组成及其工作原理

4.2 控制系统的回路设计

4.3伺服驱动控制系统硬件电路的设计

4.4本章小结

第5章 控制系统软件设计

5.1系统软件的结构

5.2系统主程序的设计

5.3系统子程序的设计

5.4触摸屏程序

5.5μC/OS-II操作系统移植

5.6本章小结

第6章 结论

参考文献

论文发表情况

致谢

附录

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