基于强制闭合的多功能螺母拧紧机系统设计

基于强制闭合的多功能螺母拧紧机系统设计

一、基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计(论文文献综述)

韦海纯[1](2021)在《基于视觉伺服的移动式拧螺母机器人作业系统研究》文中指出为了提高大型设备中的大型螺母装配效率,同时为了保证大型设备的装配质量,本文对移动式拧螺母机器人作业系统进行了研究,在移动底盘靠近目标后利用视觉伺服手段驱动机械臂对目标进行定位夹紧操作。本文的主要研究内容如下:(1)论文对比研究了视觉伺服方案,对比之下,文中将增量式PID控制器融入了基于图像的视觉伺服机器人控制方案,并加入任务序列模型,实现机器人的稳定启动,减少了系统的震荡可能性。(2)对于目标的视觉定位方案,考虑到系统搭建的简易性和适用性最终采用了基于传统计算机视觉的定位方案,方案提取相对作业目标的标志物的轮廓特征,采用霍夫变换对标志物进行多边形拟合,提取到标志物的角点坐标,解决了系统实时匹配实时响应的问题。(3)采用了张氏标定法对相机进行了标定获取了相机的内外参,采用PNP算法解决了实时获取相机外参的问题,在实时获取相机外参的情况下利用相机模型利用三角转换实时解算出特征点的深度信息。获取特征点的深度信息的情况下在线估计图像雅可比矩阵实现实时伺服控制。(4)在实验部分,在集成了kinova机械臂的移动平台上对整个视觉伺服控制方案进行了验证。搭建了相应的眼在手硬件系统,分别对常量P控制器、自适应控制器和基于增量式PID控制器和任务序列下的控制器进行实验验证,最终验证了该方法的可靠性。并为了系统稳定性设计了相应的机械补偿模块。

周飞[2](2019)在《一种通用螺栓拧紧机的设计与研究》文中提出在对国内外汽车行业、拧紧工艺及其生产设备的发展和现状做了研究后,指出了螺栓拧紧机国内外的研究现状与发展情况。针对汽车零部件多品种、小批量的生产模式,对螺栓的拧紧质量有较高工艺要求,提出了研制一套全新的螺栓拧紧设备的必要性,并将此作为本文的主要内容。本文为解决企业的生产问题,设计一种具有一定通用性的螺栓拧紧机,该设备主要由工作台及拧紧系统组成,目前主要用于风扇支架单个M10螺栓以及驱动器总成8-M10螺栓拧紧。为实现多种产品的拧紧加工,在生产中拧紧位置、拧紧控制方法、拧紧路径以及工装能快速切换。通过控制系统的可编程性及快换工装的互换性,使可加工产品范围扩增,实现设备的通用性。选用国外知名品牌拧紧轴,实现拧紧状态控制,保障拧紧质量。拧紧机采用单轴拧紧方案,在进行多螺栓拧紧时由于预紧力的施加,螺栓之间存在相互作用力,为提升拧紧质量研究了多螺栓拧紧顺序对拧紧质量的影响。根据拧紧工艺要求,完成拧紧轴和工作台伺服电机等元件选型。根据功能特点,完成拧紧系统及工作台机械结构设计,实现拧紧系统Z轴升降及拧紧功能和工作台X、Y轴快速精准定位至拧紧位置功能。然后设计立柱、机架等结构完成拧紧机机械结构整体设计。通过对三维模型仿真分析,对设备关键承力部件可靠性验证,完成拧紧机的机械结构设计与研究。最后依据机械结构特点完成控制系统的硬件选型、软件设计及人际交互界面设计,完成螺栓拧紧机设计。

杜欣宇[3](2016)在《小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统设计》文中提出随着车载电视等数码设备越来越多出现在汽车上,这类电子设备通常采用小长径比螺丝进行锁付和固定内部元件。然而,目前企业主要的生产方式仍依靠人工利用电动拧紧工具进行螺丝锁付,随着用工成本的增加和对产品质量要求的提升,企业开始寻求小长径比螺丝的自动化锁付设备代替人工锁付。本文针对小长径比螺丝的锁付工艺,设计了小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统,实现了小长径比螺丝的高效锁付。一、针对小长径比螺丝锁付的工艺流程,设计了小长径比多轴自动锁螺丝机的控制方案及电气系统,对关键电气元件进行选型,完成了电气系统的接线,构建了小长径比多轴自动锁螺丝机样机一台,并对样机进行综合调试,为小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制软件的开发提供了硬件基础。二、利用运动控制卡提供的动态链接库开发运动控制软件,直线轴伺服电机采用位置控制可快速准确定位,而螺丝拧紧采用扭矩法控制,可准确判断螺丝拧紧情况,通过工件信息获取电批运动位置,实现小长径比螺丝的自动锁付。三、分析机械结构,基于设备运动坐标系,选取运动过程中关键点,利用MATLAB进行曲线拟合,求解出路径方程,优化运动路径,再利用运动控制卡轮廓运动插补实现所需运动曲线,从而提高锁付效率,减小设备运动过程中的振动问题。四、通过实验对路径优化结果进行评价。针对锁付时间和振动进行相应测试实验,对比优化前后锁付相同工件所用时间及机台振动情况,判断路径优化的效果。本设计完成了小长径比多轴自动锁螺丝机样机控制系统一套及其配套的运动控制软件。通过实验验证,优化后,小长径比多轴自动锁螺丝机锁付48寸背板平均用时19.08s,比企业人工锁付时间缩短约4s,成功率达98.5%,可满足企业要求。

高岩[4](2016)在《高端紧固件紧固工艺技术研究》文中研究说明紧固件大量应用于各种机械产品与装备,其中高端紧固件连接在风电、核电、高铁、航空航天等重要领域的使用愈加广泛。高端紧固件是指采用特殊材料、制造工艺等技术手段以获得更高的机械性能,从而克服恶劣工况,应用在特殊的机械设备上的紧固。本文针对高端紧固件的紧固工艺技术,以紧固控制及紧固测试理论为基础,通过对影响紧固装配效果的各种因素的分析,从改变拧紧过程中扭矩-转角的分配等变量入手进行试验方案设计,在满足试验要求的前提下进行了紧固工艺试验台的设计,并进行选型、校核及可靠性分析,最终确定了试验的可行性并给出了试验方案。其中紧固工艺从以下三个方面着手:紧固工具、紧固控制方法和紧固顺序。紧固工具的传感器集成度和自动化程度决定了可选用的紧固控制方法,紧固控制方法在追求更高精度的同时也要求紧固工具提升至更先进的水平;而紧固顺序与紧固工具的数量息息相关,紧固工具越多,工序越简单,整体设备越复杂,成本越高。紧固测试技术方面论述了三个重要项目的测量:扭矩-转角-转速、预紧力和伸长量。扭矩-转角-转速是进行扭矩-转角控制必要的测试量;而预紧力对被连接件的性能有直接影响,各种紧固工艺本质上就是为了获得更加精确、均匀的预紧力。并且还开发了基于垫圈式压力传感器的LabVIEW程序来获取预紧力的变化情况。伸长量直观反映了预紧力的大小,通过对预紧力和伸长量离散度的综合分析,可以判别所选用的紧固工艺优劣。试验台的设计首先分析了试件组成部分及结构,根据研究对象及进行试验的需求来确定试验台的运动及功能,并且借鉴了龙门机床的常用结构来完成试验台最初的设计,再从关键零部件入手计算、校核完成了选型,确定了试件的安装、试验台的驱动、传动及控制系统,从整体到部分完成试验台及紧固工艺技术试验的方案设计。

王晓波[5](2016)在《螺纹联接自动装配系统的研究》文中研究表明螺纹联接装配在工业装配制造中占有越来越重要的地位,研究并提高其装配核心技术和工艺是实现复杂的螺纹联接的主要方式之一。本文以多路阀生产装配中螺纹联接的拧紧装配为研究背景,针对螺纹联接装配系统的结构设计、拧紧控制和速度轨迹规划等问题进行了研究。本论文通过参考现有成熟的拧紧设备,结合企业需求,研究设计了应用于多路阀螺纹联接装配的平台系统。本论文主要完成了以下研究工作:(1)介绍了课题研究的背景和来源,分析了螺纹联接装配技术的发展和研究现状,指出了螺纹拧紧设备对保证多路阀螺纹装配质量和装配效率所具有重要的意义,并对课题研究的主要目标和工作内容作了认真的剖析。(2)提出基于企业实际需求的螺纹联接装配系统设计,主要由自动拧紧机构、多路阀初步装配升降平台、电控柜组成,并完成了机构的选型和工作说明。(3)针对螺纹装配拧紧过程中预紧力、拧紧转角和拧紧力矩的数学关系模型,确定了螺栓在弹性区域的拧紧转角数值,提出了扭矩转角控制的螺纹拧紧控制方法,并设计了拧紧控制的工作流程。(4)针对特定型号螺纹联接拧紧中对预紧扭矩的要求,建立了拧紧轴单元的控制模型,设计了螺纹联接拧紧过程中的期望速度轨迹,对建立的控制模型进行仿真,得出带模型补偿PI极点配置控制策略能获得更好的动态响应和稳态精度。(5)搭建dSPACE DS1103控制的伺服电机转速调节实验系统用于模拟螺纹联接拧紧控制,进行了伺服电机参数估计和速度控制算法的验证。

鹿海洋,王萌,何振鲁,刘坤,张剑,郭小彦,贾平[6](2013)在《电动拧紧机在推土机装配中的应用》文中指出阐述了电动拧紧机常用拧紧质量控制策略和动静态扭矩的关系及其测量方法,以SD16、SD22及SD32型推土机的链轮齿块和大齿圈为测试对象,测量拧紧时间和拧紧动态扭矩,研究电动拧紧机在推土机装配应用中的效率和精度。

范云生[7](2012)在《汽车螺纹联接柔性装配系统的研究及应用》文中指出螺纹联接的装配是汽车装配制造中的关键技术和重要工艺之一,螺纹联接柔性装配系统是实现复杂的螺纹联接装配工艺、提高装配效率和保证装配质量的主要方式。本文以汽车装配生产线中螺纹联接装配的工程应用为研究背景,针对螺纹联接柔性装配系统的结构设计、过程控制、协调控制和工艺优化控制等主要问题进行了详细的研究,并且将研究成果应用到实际的螺纹联接装配工程领域。本文主要完成了以下研究工作:(1)建立了螺纹联接装配预紧过程的数学模型,并根据预紧力等效原理建立了可在实际控制系统中应用的拧紧力矩与拧紧转角的关系模型。针对不同的装配工艺要求,设计并实现了不同的螺纹联接装配控制技术。(2)推导了基于SVPWM的PMSM交流伺服系统和行星齿轮传动机构的数学模型,建立了PMSM交流伺服矢量控制系统和机械传动系统的动态仿真模型,并对交流伺服拧紧控制机电耦合调速系统进行了仿真验证。(3)针对单螺纹联接的交流伺服拧紧装配,提出一种基于预测函数控制的交流伺服拧紧装配过程控制系统,并进行了控制算法和控制系统的仿真研究。针对多螺纹联接装配难以协调控制的问题,提出一种动态偏差解耦的协调控制结构和模糊并行分布补偿控制策略,实际工程应用结果表明它们可以提高整体装配的控制精度。(4)针对汽车螺纹联接装配的工程应用,实现了一种分布式总线装配过程控制系统的网络化结构。通过对CAN总线技术、嵌入式技术、数据库管理、S PC技术和OPC网络技术的集成,设计出结构和性能可以替代国外同类进口设备的螺纹联接柔性装配系统,实现了汽车螺纹联接装配过程的分布式协调控制和网络化柔性装配结构的工程应用。(5)针对汽车主锥总成锁紧螺母装配工艺的优化,提出一种模型预估模糊拧紧定位装配控制器,实现对主锥总成的轴向预紧力、锁紧螺母的拧紧扭矩和转角定位的多变量目标智能控制,提高了主锥总成装配的控制精确度和装配效率;针对汽车锥形轴承的预紧装配工艺优化,将锥形轴承的启动摩擦力作为控制目标,提出一种改进的基于启动摩擦力在线控制的装配方式,不仅解决了一类锥形轴承的预紧装配和在线控制启动摩擦力矩的问题,而且还提高了锥形轴承预紧装配时启动摩擦力的一致性;同时,提出一种基于在线故障诊断的ABS轮速传感器集成装配结构,在锥形轴承预紧装配系统中实现了轮速传感器在线故障诊断的集成装配控制,优化了轮速传感器的装配工艺,缩短了生产线长度和装配节拍。

王党日[8](2012)在《汽车车轮螺纹拧紧可重构工具控制系统开发与应用》文中研究指明车轮拧紧设备是汽车厂总装生产线的关键设备,它既影响生产效率,同时也是关键质量控制点。随着车型的不断增加,需要的车轮拧紧设备种类越来越多.如果能实现汽车车轮螺纹拧紧工具的可重构,就可以达到一种拧紧设备适应多种车型的作用,具有很大的现实意义和经济意义。通过对汽车车轮拧紧装备变径和变角(实现变拧紧轴数)的研究,从而解决国家装备发展的矛盾、汽车产商的生产矛盾,实现创造经济价值的目标。研究分析以前的拧紧机控制系统,在比较各种控制方案的基础上,开发研制基于PLC和工控机的可重构车轮拧紧控制系统,使汽车车轮装配的自动化和柔性化程度更高,有效地提高装配质量和生产效率,降低生产成本和工人的劳动轻度。本文的主要研究内容包括:(1)汽车车轮螺纹拧紧可重构工具控制系统总体方案设计与研究包括确定汽车车轮螺纹拧紧可重构工具实现的功能要求,控制系统的总体方案;比较现在各种控制方法的优劣,确定控制方法;进行拧紧策略研究。(2)汽车车轮螺纹拧紧可重构工具变径变角技术研究变径变角可重构方式的研究;变径变角控制系统的研制与开发,对变径变角机构进行控制,提高工具的可靠性和精度,并搭建样机进行测试。(3)汽车车轮螺纹拧紧可重构工具拧紧技术研究拧紧方式的对比(比较扭矩拧紧法、扭矩转角法、屈服点控制、法螺栓长度法四种拧紧方式的特点);拧紧算法的研究以及仿真。(4)汽车车轮螺纹拧紧可重构工具监控的技术研究通过组态王软件对汽车车轮螺纹拧紧可重构工具的拧紧质量、变径精度、变角精度、设备运行情况、通讯状态进行实时监控;监控系统采用模块化设计。

杨建国,王党日,陈辉,殷伟智,徐俊,李鹏[9](2011)在《汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统》文中研究指明车轮拧紧设备是汽车总装生产线的关键设备.在分析螺栓拧紧策略的基础上提出了一种基于PLC(programmable logic controller)和工控机的汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统,并对控制系统硬件和软件部分进行了分析,介绍了硬件组成、软件功能模块图、流程图等.该控制系统实现了硬件和软件的模块化,便于根据生产需要灵活组态,对提高汽车车轮螺栓拧紧的效率具有重要意义.

王才东[10](2011)在《深水管道法兰自动连接机具关键技术研究及样机研制》文中指出随着陆上石油资源逐渐枯竭,世界各国越来越重视海上油气的开采。同时,海油开采技术的不断进步,促使海洋石油的开发由浅水向深水发展。海底输油管道作为深水油气开发建设工程的重要组成部分,是连续输送大量油气最快捷、最安全和最经济可靠的运输方式。深水石油管道连接需依靠自动化连接机具完成。本文以国家“863计划”重大专项《深水海底管道铺设技术》的子课题《深水海底管道水下回接技术及AUT检验设备国产化技术研究》为依托,为满足深水海底石油管道连接作业需求,系统开展深水管道法兰自动连接机具的应用研究。研制具有自主知识产权的深水海底管道连接设备,对提高我国在深海石油开发领域的技术水平,降低深海石油开采成本具有重要意义。论文综述了国内外海底管道连接技术的发展概况,并着重介绍深水管道法兰自动连接机具的国内外发展现状,并对它们的优缺点进行对比分析。根据管道法兰自动连接机具的技术要求,参考国外相关技术装备的设计经验,并考虑国内现有技术条件,提出了深水管道法兰自动连接机具的总体技术方案,包括机械本体结构、液压系统以及控制系统。机具结构采用模块化设计方法,由螺栓库、螺母库、拉伸器库组成。在对机具结构设计分析的基础上,规划了机具的作业流程。根据深水海底油气管道法兰连接作业需求,提出了一套法兰连接机具液压动力供给装置的设计方案,解决了水下遥控潜水器(ROV)与法兰连接机具机械结构联接和油路对接的难题。设计了具有滑台座的柔顺液压接头,以补偿对接装置初定位误差,降低对初定位精度的要求,从机械结构上保证了液压油路的精确对接。基于概率理论建立了油路对接成功概率模型,得到了对接成功概率与油路插头的尺寸精度、位置精度的关系。利用Matlab软件对油路插头精度进行数值计算,结果表明,该装置的油路对接成功率较高。针对深水管道法兰自动连接机具20个螺栓同时引入螺母的难题,研制了一套螺栓引入机构,通过设置弹簧、聚四氟乙烯导向套和橡胶支撑环,保证螺栓可靠的引入螺母。针对水下作业环境,建立了螺栓引入螺母碰撞过程的数学模型。运用ADAMS动力学仿真软件,建立螺栓引入机构系统多体动力学模型,并对其作业过程进行动力学仿真,得到螺栓引入螺母过程的速度、位移曲线,为机具的实际作业运动控制提供依据。在螺栓引入机构试验样机上进行螺栓引入试验,结果表明螺栓能成功引入螺母,验证了螺栓引入机构结构设计的合理性。运用多刚体运动学理论,通过对法兰自动连接机具的位姿变换矩阵求全微分,建立机具的误差模型,并进行误差的仿真计算,得到各结构参数对螺栓末端位姿误差的影响。对法兰自动连接机具进行误差匹配设计,结合机具的具体结构形式,设计了螺栓库转角误差调整机构,实现了对螺栓库转角误差的硬件补偿,提高了螺栓末端的定位精度。研制深水管道法兰自动连接机具试验样机,搭建机具试验平台,在试验平台上进行机具的性能试验。为验证马达转速同步性能,进行了马达初始液阻测定试验、螺母套筒扳手机械摩擦试验、转速同步性调试试验,试验结果表明,设计的螺母库和液压同步控制回路能够保证20个马达转速同步误差为0.0447,满足法兰自动连接机具的作业要求。进行了法兰自动连接机具陆上综合调试试验,结果表明,设计的法兰自动连接机具在远程视频系统监控下成功完成两管道的法兰螺栓连接,达到了预期设计目标,为管道法兰自动连接机具的工程化应用打下了一定的基础。

二、基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计(论文提纲范文)

(1)基于视觉伺服的移动式拧螺母机器人作业系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 拧螺母机器人研究现状
    1.3 视觉伺服控制的国内外研究现状
    1.4 论文研究的主要内容
第二章 视觉伺服硬件平台搭建
    2.1 视觉系统搭建
        2.1.1 D435i相机介绍
        2.1.2 视觉系统架构
    2.2 机械臂平台搭建
    2.3 机械臂运动学模型
        2.3.1 机械臂正运动学模型
        2.3.2 机械臂逆运动学模型
    2.4 本章小结
第三章 视觉伺服实现方案
    3.1 相机模型与标定
        3.1.1 相机成像几何模型
        3.1.2 影响相机内参的因素
        3.1.3 相机手眼标定
        3.1.4 张氏标定法
    3.2 特征点深度
        3.2.1 PNP算法基本原理
        3.2.2 三角变换特征点深度
    3.3 基于图像的视觉伺服控制
        3.3.1 雅可比矩阵
        3.3.2 基于任务序列和增量式PID的视觉伺服控制
    3.4 本章小结
第四章 软件系统搭建及视觉伺服实验
    4.1 手眼标定环境搭建
    4.2 相机标定
        4.2.1 相机内参标定
        4.2.2 相机手眼标定
    4.3 不同视觉伺服模型对比实验
        4.3.1 常量增益下视觉伺服实验
        4.3.2 自适应增益下视觉伺服实验
        4.3.3 基于增量式PID和任务序列的视觉伺服控制实验
    4.4 拧螺母机终端执行器设计
        4.4.1 执行器设计
        4.4.2 夹具结构介绍
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士论文期间获得的成果

(2)一种通用螺栓拧紧机的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 螺栓拧紧装备国内外研究现状
    1.3 本文的研究内容
第2章 螺栓拧紧机设计方案分析
    2.1 螺栓拧紧机的设计依据
        2.1.1 螺栓拧紧机的通用性
        2.1.2 拧紧机设计目的及功能
        2.1.3 拧紧精度及设备能力要求
    2.2 螺栓拧紧机设计流程
    2.3 拧紧机的系统方案分析
    2.4 小结
第3章 螺栓拧紧控制方法与拧紧次序研究
    3.1 螺栓拧紧工艺
    3.2 螺栓拧紧过程分析
    3.3 螺栓拧紧方法研究
        3.3.1 扭矩紧固法
        3.3.2 扭矩-转角法
        3.3.3 屈服点控制法
    3.4 螺栓最佳拧紧次序选择
        3.4.1 拧紧力矩与结合面刚度的关系
        3.4.2 螺栓组拧紧次序对预紧力的影响
    3.5 小结
第4章 机械结构设计
    4.1 拧紧系统设计
        4.1.1 拧紧轴选型
        4.1.2 气缸、电磁阀和导轨的设计选型
        4.1.3 Z轴进给装置设计
        4.1.4 拧紧系统机械结构
    4.2 工作台机械结构设计
        4.2.1 电机选型与滚珠丝杆的设计计算
        4.2.2 快换工装结构
        4.2.3 工作台机械结构
    4.3 螺栓拧紧机机械结构
        4.3.1 机架和立柱机械结构
        4.3.2 螺栓拧紧机运动过程
    4.4 拧紧机主要承力件有限元分析
        4.4.1 主要承力件几何模型建立与材料选择
        4.4.2 网格划分与前处理
        4.4.3 主要承力件有限元分析结果
    4.5 小结
第5章 控制系统设计
    5.1 电气部分设计要求
    5.2 控制系统硬件设计
        5.2.1 PLC系统选型
        5.2.2 伺服系统
    5.3 控制系统软件设计
        5.3.1 循环启动状态
        5.3.2 拧紧机控制系统流程
    5.4 人机交互设计
        5.4.1 控制柜操作盘
        5.4.2 HMI画面功能
    5.5 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文

(3)小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 课题背景概述
    1.2 本课题研究目的与意义
    1.3 国内外发展现状
        1.3.1 拧紧方法研究及拧紧工具发展及现状
        1.3.2 自动锁螺丝机运动控制技术的发展及现状
    1.4 论文主要内容
第二章 螺纹连接控制方法及工具选型
    2.1 螺纹拧紧控制策略
        2.1.1 扭矩法
        2.1.2 扭矩-转角法
        2.1.3 落座点转角法
        2.1.4 其他拧紧方法
        2.1.5 拧紧控制方法总结
    2.2 拧紧工具的选型及控制方法
    2.3 本章小结
第三章 运动控制系统设计方案
    3.1 用户需求
    3.2 总体设计方案
    3.3 控制方案确定
    3.4 电气系统设计
        3.4.1 系统方案设计及选型
        3.4.2 伺服电机校核
        3.4.3 控制电路气路设计
    3.5 本章小结
第四章 控制软件的开发
    4.1 软件设计框架
    4.2 人机交互界面设计
        4.2.1 人机交互界面设计原则
        4.2.2 主要操作界面的设计
    4.3 编程控制流程
    4.4 关键功能的软件实现
        4.4.1 螺丝锁付
        4.4.2 串口通信
    4.5 本章小结
第五章 锁付轨迹的优化
    5.1 锁付运动路径分析
    5.2 MATLAB求解路径函数
    5.3 运动控制编程实现
    5.4 本章小结
第六章 系统测试与实验
    6.1 系统测试
    6.2 路径优化实验
        6.2.1 锁付时间实验
        6.2.2 振动测试实验
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
主要研究成果

(4)高端紧固件紧固工艺技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 高端紧固件概述
    1.2 航空航天用高端紧固件
    1.3 论文背景及主要研究工作
    1.4 本章小结
2 紧固工艺
    2.1 紧固工具
    2.2 紧固控制方法
        2.2.1 扭矩控制法
        2.2.2 扭矩-转角控制法
        2.2.3 屈服点控制法
        2.2.4 伸长量控制法
        2.2.5 紧固控制方法小结
    2.3 紧固顺序
        2.3.1 ASME PCC-1简介
        2.3.2 部分紧固顺序介绍
    2.4 本章小结
3 紧固测试技术
    3.1 测试目的及意义
    3.2 扭矩-转角-转速
    3.3 预紧力
        3.3.1 预紧力的计算
        3.3.2 预紧力的测试
        3.3.3 预紧力的采集
    3.4 伸长量
    3.5 本章小结
4 试验台设计
    4.1 试件模型
        4.1.1 低压涡轮盘轴结构件
        4.1.2 螺栓、螺母
        4.1.3 初步拧紧
    4.2 试验台基础设计
        4.2.1 紧固工艺的确定
        4.2.2 运动轨迹的确定
        4.2.3 基本结构的确定
    4.3 试件的定位夹紧
        4.3.1 分度盘的选用
        4.3.2 轴承和支承轮的选用
        4.3.3 试件安装
    4.4 拧紧枪的选用
    4.5 滑台的选用
    4.6 试验台结构
    4.7 电动机及丝杠的选用
        4.7.1 电动机功率计算
        4.7.2 丝杠选型计算
        4.7.3 电动机选型计算
    4.8 本章小结
5 有限元分析及紧固工艺试验方案
    5.1 ANSYS Workbench简介
    5.2 薄壁件夹紧
    5.3 框架结构变形
    5.4 紧固工艺对试件影响
    5.5 紧固工艺试验方案
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢

(5)螺纹联接自动装配系统的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 螺纹联接装配的研究现状
        1.2.1 螺纹联接装配的研究现状
        1.2.2 国内外螺纹联接装配系统的研究现状
        1.2.3 螺纹联接的拧紧控制方法的研究现状
    1.3 课题研究意义及研究内容
        1.3.1 课题的研究意义
        1.3.2 研究内容
    1.4 本章小结
第2章 螺纹联接装配设备的机构设计
    2.1 螺纹联接装配设备的构成及工作过程
        2.1.1 螺纹联接装配设备的构成
        2.1.2 螺纹装配系统的工作过程
    2.2 螺纹自动拧紧机构的原理与结构
        2.2.1 螺纹自动拧紧机的组成
        2.2.2 螺纹自动拧紧轴的结构
    2.3 多路阀初步装配升降平台的机构设计
        2.3.1 多路阀初步装配升降平台的工作原理
        2.3.2 多路阀初步装配升降平台的结构设计
    2.4 本章小结
第3章 螺纹联接装配的关系模型及工作流程
    3.1 螺纹联接的预紧及其预紧力
        3.1.1 螺纹联接的预紧力
        3.1.2 螺纹联接的最大预紧力
    3.2 螺纹联接装配中的关系模型
        3.2.1 预紧力与拧紧力矩的关系模型
        3.2.2 预紧力与拧紧转角的关系模型
        3.2.3 拧紧力矩与拧紧转角的关系模型
        3.2.4 弹性区域拧紧转角的确定
    3.3 螺纹联接的控制方法及工作流程设计
        3.3.1 螺纹联接的控制方法确定
        3.3.2 拧紧控制的目标转矩设计
        3.3.3 拧紧控制的工作流程研究
    3.4 本章小结
第4章 螺纹联接拧紧单元的建模与控制
    4.1 螺纹联接拧紧单元的建模
        4.1.1 伺服电机的数学模型
        4.1.2 机械传动系统的结构及建模
    4.2 伺服电机的控制策略研究
        4.2.1 伺服电机转速的轨迹规划
        4.2.2 带模型补偿的PI极点配置
    4.3 仿真结果
    4.4 本章小结
第5章 螺纹联接拧紧转速调节实验
    5.1 实验平台的设计
        5.1.1 实验系统的组成及介绍
        5.1.2 dSPACE DS1103控制器板
    5.2 伺服电机转速调节实验系统的系统辨识
        5.2.1 时域系统辨识及结果
    5.3 实验测试结论及分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
参考文献

(6)电动拧紧机在推土机装配中的应用(论文提纲范文)

1 拧紧质量控制策略
    1.1 扭矩法
    1.2 扭矩-转角法
    1.3 屈服极限法
2 静态扭矩与动态扭矩
3 拧紧效率及精度
    3.1 效率
    3.2 精度

(7)汽车螺纹联接柔性装配系统的研究及应用(论文提纲范文)

创新点摘要
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景、目的和意义
    1.2 螺纹联接装配的发展与研究现状
        1.2.1 螺纹联接装配技术的发展及其研究现状
        1.2.2 国内外螺纹联接装配系统的研究现状
        1.2.3 交流伺服拧紧装配过程控制的研究现状
    1.3 预测控制和协调控制的发展与研究现状
        1.3.1 预测控制理论研究及其发展
        1.3.2 预测函数控制的研究现状
        1.3.3 多电机协调控制的研究现状
    1.4 汽车螺纹联接装配相关技术的研究现状
        1.4.1 嵌入式的柔性装配系统
        1.4.2 分布式总线装配过程控制系统
        1.4.3 装配过程控制的质量管理
        1.4.4 网络化的装配管理系统架构
    1.5 论文的主要内容
第2章 螺纹联接预紧过程建模及其装配技术的研究
    2.1 引言
    2.2 螺纹联接的预紧及其预紧力
        2.2.1 螺纹联接的预紧过程
        2.2.2 螺纹联接的预紧力范围
        2.2.3 屈服预紧后的预紧力变化
    2.3 螺纹联接装配预紧力的数学模型
        2.3.1 预紧力与拧紧力矩的关系模型
        2.3.2 预紧力与拧紧转角的关系模型
        2.3.3 预紧力与伸长量的关系模型
    2.4 拧紧力矩与拧紧转角的关系模型
        2.4.1 数学模型
        2.4.2 曲线模型
    2.5 螺纹联接装配的预紧控制技术
        2.5.1 拧紧力矩控制
        2.5.2 拧紧转角控制
        2.5.3 屈服拧紧控制
        2.5.4 伸长量控制
    2.6 本章小结
第3章 交流伺服拧紧机电系统的建模与智能控制
    3.1 引言
    3.2 交流伺服驱动系统建模与仿真研究
        3.2.1 PMSM的数学模型
        3.2.2 PMSM数学模型的矢量变换
        3.2.3 PMSM的矢量控制
        3.2.4 PMSM矢量控制策略的实现
        3.2.5 空间矢量脉宽调制及其仿真建模
        3.2.6 基于SVPWM的PMSM矢量控制的仿真
    3.3 交流伺服拧紧机械传动系统的建模及仿真
        3.3.1 交流伺服拧紧机械传动系统的结构
        3.3.2 交流伺服拧紧机械传动系统的建模
        3.3.3 交流伺服拧紧机械传动系统的仿真研究
    3.4 交流伺服拧紧机电耦合调速系统的仿真研究
        3.4.1 交流伺服驱动系统与机械传动系统的耦合
        3.4.2 交流伺服拧紧机电耦合调速系统的仿真
    3.5 本章小结
第4章 交流伺服拧紧过程的预测函数控制及仿真验证
    4.1 引言
    4.2 预测函数控制的研究
        4.2.1 预测函数控制的基本原理
        4.2.2 预测函数控制算法的研究
        4.2.3 预测函数控制系统的结构和稳定性
    4.3 预测函数控制算法的仿真研究
        4.3.1 预测函数控制器的设计
        4.3.2 一阶对象的PFC仿真及分析
        4.3.3 二阶对象的PFC仿真及分析
    4.4 交流伺服拧紧预测函数控制的仿真研究
        4.4.1 交流伺服拧紧装配控制系统结构
        4.4.2 预测模型的建立
        4.4.3 PFC控制器的设计
        4.4.4 系统仿真及其结果分析
    4.5 本章小结
第5章 单螺纹联接装配过程控制系统的设计与应用
    5.1 引言
    5.2 螺纹联接柔性装配系统的设计
        5.2.1 装配系统的总体结构
        5.2.2 装配控制系统的结构
        5.2.3 装配系统的工作过程
    5.3 螺纹联接装配控制器的设计
        5.3.1 装配控制器的总体结构
        5.3.2 装配控制器电路的实现
        5.3.3 其它外部控制电路设计
        5.3.4 电磁兼容性及其抗干扰
    5.4 基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式装配控制系统设计
        5.4.1 嵌入式装配控制器的μC/OS-Ⅱ移植
        5.4.2 基于μC/OS-Ⅱ的装配过程实时控制系统
        5.4.3 装配过程控制的多任务管理
    5.5 单螺纹联接装配过程控制实验平台的设计与应用
        5.5.1 装配实验平台的总体结构设计
        5.5.2 装配实验平台控制系统结构设计
        5.5.3 扭矩传感器在实验平台中的拟合标定
        5.5.4 装配工艺及其控制性能的实验数据分析
    5.6 本章小结
第6章 多螺纹联接柔性装配过程的协调控制及应用
    6.1 引言
    6.2 多螺纹联接装配过程动态解耦的协调控制
        6.2.1 协调装配过程的动态偏差解耦
        6.2.2 并行分布补偿协调装配控制
        6.2.3 模糊前馈补偿协调装配控制
    6.3 基于CAN总线的分布式装配过程控制
        6.3.1 基于CAN总线的分布式控制结构
        6.3.2 多控制器协调装配的总线通信结构
        6.3.3 协调装配的CAN总线通信协议
        6.3.4 多控制器总线通信的实时性
        6.3.5 多控制器协调装配的通信过程控制
    6.4 多螺栓组合式柔性装配系统的设计与应用
        6.4.1 多螺栓组合式柔性装配系统的结构设计
        6.4.2 多螺栓组合式协调装配控制系统的结构设计
        6.4.3 多螺栓组合式协调控制装配的应用
    6.5 本章小结
第7章 多柔性装配系统网络化监控管理的研究与应用
    7.1 引言
    7.2 螺纹联接柔性装配的监控管理系统
        7.2.1 装配监控管理系统的结构设计
        7.2.2 装配系统监控管理软件的实现
    7.3 螺纹联接柔性装配的数据库管理系统
        7.3.1 装配系统数据库的设计
        7.3.2 装配系统数据库管理的实现
    7.4 基于SPC的柔性装配质量管理系统
        7.4.1 装配系统统计过程控制技术
        7.4.2 装配系统统计过程控制方法
        7.4.3 基于SPC的装配过程质量管理的设计与实现
    7.5 基于OPC的多柔性装配系统的网络化监控管理
        7.5.1 过程控制对象链接与嵌入技术
        7.5.2 装配系统的OPC网络化构建
        7.5.3 基于OPC的网络化装配管理的设计
        7.5.4 多柔性装配系统网络化监控管理的应用
    7.6 本章小结
第8章 特殊螺纹联接装配控制及其工艺优化的研究与应用
    8.1 引言
    8.2 基于模型预估的主锥总成锁紧螺母定位装配系统
        8.2.1 主锥总成预紧原理及其装配工艺
        8.2.2 基于模型预估的模糊定位控制器的设计
        8.2.3 主锥总成锁紧螺母定位装配系统的实现
        8.2.4 锁紧螺母定位装配的应用及其分析
    8.3 基于启动摩擦力在线控制的锥形轴承预紧装配系统
        8.3.1 锥形轴承的预紧原理及其装配工艺
        8.3.2 启动摩擦力在线控制器的设计
        8.3.3 锥形轴承预紧装配系统的实现
        8.3.4 启动摩擦力在线控制的应用及其分析
    8.4 基于在线故障诊断的ABS轮速传感器集成装配系统
        8.4.1 ABS轮速传感器原理及其装配工艺
        8.4.2 ABS轮速传感器在线故障诊断装配系统的实现
        8.4.3 装配系统的应用性能分析及其在线故障诊断
    8.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
作者简介

(8)汽车车轮螺纹拧紧可重构工具控制系统开发与应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题的研究背景及意义
    1.3 汽车车轮拧紧机的发展历程
    1.4 汽车车轮拧紧机发展现状
        1.4.1 国外汽车车轮拧紧机的发展现状
        1.4.2 国内汽车车轮拧紧机的发展现状
    1.5 汽车车轮螺纹拧紧工具控制系统的发展趋势
    1.6 论文主要研究内容及章节安排
第二章 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具控制系统总体设计
    2.1 控制系统方案总体框架
        2.1.1 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具控制系统的执行层
        2.1.2 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具控制系统的监控层
        2.1.3 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具控制系统的管理层
    2.2 控制系统方案设计分析
    2.3 控制系统模块化设计
    2.4 控制系统控制要求
    2.5 本章小结
第三章 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具变径变角控制系统设计
    3.1 变角控制系统设计
        3.1.1 双作用气缸结构原理
        3.1.2 双作用气缸的控制方法
    3.2 变径控制系统设计
        3.2.1 步进电机
        3.2.2 步进电机驱动器
        3.2.3 步进电机控制
    3.3 软件编程
        3.3.1 动作流程说明
        3.3.2 控制系统电路
        3.3.3 软件编写流程图
    3.4 本章小结
第四章 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具拧紧控制系统研究
    4.1 拧紧策略研究
        4.1.1 扭矩法
        4.1.2 扭矩转角法
        4.1.3 屈服点控制法
        4.1.4 螺纹长度法
        4.1.5 汽车车轮螺纹拧紧主要方法的比较
    4.2 监测方法研究
    4.3 离散算法
        4.3.1 传统PID控制器
        4.3.2 模糊PID控制算法
    4.4 模糊PID控制算法仿真
        4.4.1 模糊控制器模型建立
        4.4.2 模糊控制算法仿真实验
    4.5 本章小结
第五章 汽车车轮螺纹拧紧可重构工具管理控制平台
    5.1 编程软件简介
    5.2 组态王与外部设备的通讯
    5.3 控制系统画面设计
        5.3.1 系统开机画面设计
        5.3.2 系统主操作画面设计
        5.3.3 手动调整画面设计
        5.3.4 控制系统监控画面设计
        5.3.5 系统报表画面设计
    5.4 组态王和数据库的通信
        5.4.1 组态王SQL访问管理器
        5.4.2 如何配置组态王与数据库的连接
    5.5 故障报警和历史记录
    5.6 本章小结
第六章 汽车车轮螺栓拧紧可重构工具控制系统搭建与测试
    6.1 系统设计与开发
        6.1.1 控制系统功能
        6.1.2 控制器模块
        6.1.3 电机模块
        6.1.4 电磁阀
    6.2 电气系统的设计
        6.2.1 外围电路设计
        6.2.2 I/O地址分配
        6.2.3 仿真测试
    6.3 本章小结
第七章 结论
    7.1 研究工作总结
    7.2 研究工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文和申请的专利
致谢

(9)汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统(论文提纲范文)

1 控制系统的基本结构
2 汽车车轮螺栓的拧紧策略研究
3 控制系统的硬件设计
    3.1 控制系统的执行层
    3.2 控制系统的监控层
    3.3 控制系统的管理层
4 控制系统的软件设计
5 结 语

(10)深水管道法兰自动连接机具关键技术研究及样机研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题来源和课题目的及意义
    1.3 海底管道连接技术概述
        1.3.1 海底管道连接方法
        1.3.2 海底管道连接作业流程
    1.4 法兰连接机具发展概况
        1.4.1 国外法兰连接机具发展综述
        1.4.2 国内法兰连接机具发展简介
    1.5 深水管道法兰自动连接机具的关键技术
    1.6 论文研究的主要内容
第2章 法兰连接机具总体方案
    2.1 引言
    2.2 法兰连接机具方案分析
        2.2.1 法兰连接机具技术要求
        2.2.2 法兰连接机具总体方案
        2.2.3 法兰连接机具结构组成
        2.2.4 法兰连接机具的作业流程
    2.3 法兰连接机具的机械结构
        2.3.1 内基架
        2.3.2 螺栓库
        2.3.3 螺母库
        2.3.4 拉伸器库
    2.4 法兰连接机具的液压系统
    2.5 法兰连接机具的控制系统
    2.6 法兰连接机具的防腐
    2.7 本章小结
第3章 法兰连接机具动力供给装置设计及对接精度研究
    3.1 引言
    3.2 水下油路对接装置结构方案
        3.2.1 对接装置总体方案设计
        3.2.2 手爪运动轨迹及受力分析
        3.2.3 油路对接装置误差分析
        3.2.4 柔顺液压接头设计
    3.3 油路插头对接成功率及精度分析
        3.3.1 油路对接成功条件分析
        3.3.2 油路对接成功概率模型
        3.3.3 精度设计的数值计算
    3.4 油路对接装置作业过程控制策略
    3.5 本章小结
第4章 法兰连接机具螺栓引入机构研究
    4.1 引言
    4.2 螺栓引入过程分析
    4.3 螺栓引入机构组成
    4.4 螺栓引入动力学模型的建立
        4.4.1 螺栓引入速度分析
        4.4.2 套筒驱动力矩分析
        4.4.3 螺栓引入碰撞过程动力学模型
    4.5 螺栓引入机构动力学仿真
        4.5.1 螺栓引入机构动力学建模
        4.5.2 螺栓引入机构样机作业过程动力学仿真
    4.6 螺栓引入试验
    4.7 套筒马达同步性研究
    4.8 本章小结
第5章 法兰连接机具误差分析
    5.1 引言
    5.2 误差源分析
    5.3 法兰连接机具误差建模
        5.3.1 坐标系的建立
        5.3.2 螺栓位姿误差建模
    5.4 螺栓位姿误差的计算机仿真分析
    5.5 法兰连接机具误差匹配设计
        5.5.1 误差匹配设计的数学模型
        5.5.2 法兰连接机具误差匹配设计
        5.5.3 误差匹配设计在法兰连接机具样机上的实现
    5.6 本章小结
第6章 法兰连接机具样机试验研究
    6.1 引言
    6.2 法兰连接机具实验系统
        6.2.1 实验系统组成
        6.2.2 法兰连接机具试验样机的主要技术参数
        6.2.3 试验辅助设备
    6.3 电磁阀箱密封试验
    6.4 螺母套筒驱动马达同步性调试试验
        6.4.1 液压马达初始液阻测定试验
        6.4.2 螺母套筒扳手机械摩擦测定试验
        6.4.3 马达转速同步性试验
    6.5 陆上综合调试试验
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

四、基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计(论文参考文献)

  • [1]基于视觉伺服的移动式拧螺母机器人作业系统研究[D]. 韦海纯. 电子科技大学, 2021(01)
  • [2]一种通用螺栓拧紧机的设计与研究[D]. 周飞. 湖北工业大学, 2019(07)
  • [3]小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统设计[D]. 杜欣宇. 厦门理工学院, 2016(04)
  • [4]高端紧固件紧固工艺技术研究[D]. 高岩. 大连理工大学, 2016(03)
  • [5]螺纹联接自动装配系统的研究[D]. 王晓波. 浙江大学, 2016(07)
  • [6]电动拧紧机在推土机装配中的应用[J]. 鹿海洋,王萌,何振鲁,刘坤,张剑,郭小彦,贾平. 建筑机械, 2013(15)
  • [7]汽车螺纹联接柔性装配系统的研究及应用[D]. 范云生. 大连海事大学, 2012(03)
  • [8]汽车车轮螺纹拧紧可重构工具控制系统开发与应用[D]. 王党日. 东华大学, 2012(04)
  • [9]汽车车轮螺栓拧紧工具可重构控制系统[J]. 杨建国,王党日,陈辉,殷伟智,徐俊,李鹏. 东华大学学报(自然科学版), 2011(04)
  • [10]深水管道法兰自动连接机具关键技术研究及样机研制[D]. 王才东. 哈尔滨工程大学, 2011(08)

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基于强制闭合的多功能螺母拧紧机系统设计
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