永磁铁氧体磁铁转子自动分选技术的研究与实现

摘要

永磁铁氧体磁铁转子是组成电机的一种重要零件，其尺寸和表面质量在电机运行中起着举足轻重的角色。而目前对于这两个参数的检测仍然沿用传统的人工用肉眼和借助工具的方式，这存在诸如效率低下、检测精度低及成本高等缺点，由此本文提出使用自动检测并分选的方式，以此解决行业中的共性问题，是一个新的应用型课题。
　　本文首先深入了解当前国内的自动分选设备，然后从自动分选技术入手，详细地分析自动分选技术的各个部分及相应的模块，以此来打开自己的设计思路，为后面装置的设计打下基础。然后选择检测工艺流程，以此为依据进行总体结构设计，并对某些机构的参数进行确认。检测机构的设计是结构设计的主要工作，包括了两部分内容：1、传输机构，根据磁铁转子的结构尺寸设计了一种基于人工测量方式改进的机构，用于将磁铁转子从振动盘送到尺寸测量工位；2、表面展开机构，采用主从动轮的方式实现磁铁转子的360o展开。设计时首先时说明整个机构的工作过程，再对其中的每个零件进行设计，并对相应的标准件进行选型。利用SolidWorks自带的插件对分选装置的关键部分检测机构进行模态分析，结果表明机构在运动时不会产生共振现象。
　　在完成结构设计后，以此为检测平台，设计了系统的控制方案，主要包括硬件和软件系统。硬件方面，基于STM32设计了各模块的控制电路。为了实现磁铁转子表面展开速度和相机扫描速度的匹配，设计了编码器倍频电路；利用移位寄存器实现了尺寸测量结果的实时追踪。软件方面，利用ST官方自带的固件库进行开发。STM32自带多个定时器，能方便地完成对电机的控制和接收编码器的信号；根据系统控制对象的特点将表面检测任务放在主函数中，而其它任务放在中断函数中；通过RS232串口，根据自定义的通信协议与上位机通信，通过接收到的检测结果，利用对分选盒的控制，实现自动分选功能。根据分选机构的特点，用软件的办法避免了分选步进电机连续不断地启停和换向。
　　课题最后对设计的分选装置进行了调试，分析了实验误差，并提出改进办法。

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第一章 绪论

1.1 课题背景与目的

1.2 自动分选技术国内外研究状况

1.3 自动分选技术概述

1.4 本课题研究的主要内容

第二章 系统的总体方案设计

2.1 分选系统的基本要求

2.2 分选系统的工艺要求

2.3 分选系统的总体结构

2.4 运动机构相关参数的确定

2.5 系统功能需求

2.6 ARM微处理器和主控芯片选型

2.7 本章小结

第三章 系统机械结构设计及关键件模态分析

3.1 上料装置

3.2 传输机构的设计

3.3 表面展开装置设计

3.4 检测机构的模态分析

3.5 直线移动平台的选型

3.6 分选装置的设计

3.7 本章小结

第四章 系统的控制方案设计

4.1 控制方案总体设计

4.2 系统的核心控制模块设计

4.3 编码器信号处理电路

4.4 电机控制电路设计

4.5 尺寸测量结果的追踪实现

4.6 控制系统软件设计

4.7 本章小结

第五章 系统的实现与调试

5.1系统实际运行情况

5.2 存在的问题及改进

5.3 误差分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录

附录1 零件图

附录2 核心控制电路PCB图