自动化系统机械制造的论文提纲

论文题目：活塞衬环自动剪断装置的结构与控制系统设计

摘要：目前,我国劳动力短缺,人工成本不断上升,中小企业面临严峻的挑战,迫切需要进行产业升级,寻找低成本的机械制造自动化生产方案,提升行业竞争力成为当前企业的迫切需求,其中针对产品特点而专门设计的非标自动化设备越来越受企业的欢迎。活塞衬环是活塞环的重要组成部分,它是各种动力机械内部发动机的核心部件,发挥着至关重要的作用。本课题来源于广州某公司,其主要生产活塞环,但活塞衬环的剪断工作仍采用手工完成,工人剪切工作效率低,质量还得不到保证,已经不能满足公司的生产需求,所以迫切需要设计一套机械自动化装置来取代人工剪断环节,保证活塞衬环的剪切效率和质量。本文根据活塞衬环的制造工艺,结合其结构特点,对传统的剪断工艺进行改善,设计出针对活塞衬环进行剪断的自动化设备。其主要研究内容如下:1、介绍分析了自动化剪断装置的研究背景和意义,结合国内外诸多参考文献,针对活塞衬环的制造工艺和结构特点,明确工艺要求和加工质量要求,制定了一套非标自动化剪断装置的设计方案,包括装置的机械结构设计和控制系统设计。2、根据制定的自动化剪断装置的总体方案,对装置的机械结构部分进行模块化设计,分为自动送料部分的线性模组和应对剪切的旋转模块,并对各模块的零部件进行选型设计,对主要零部件进行精度设计,利用相关软件工具对其绘制了零件图和三维图,并完成整个装置的组织装配。3、根据制定的自动剪断装置的工艺流程,采用PLC技术,对剪断装置的送料、定位、剪切等功能应用分析,分别从软件和硬件上对整机控制系统进行了选型设计,包括PLC的I/O分配、参数配置、PLC程序设计和触摸屏设计。4、对剪切控制系统进行深入研究,针对活塞衬环切割定位精度问题提出PLC的PID控制的改进方案,并建立相应的数学模型,利用MATLAB进行PID参数的整定,并对PID算法的实现提供方法。5、利用Solidworks软件在装配体的环境中对自动剪断装置的相关结构模块进行运动仿真,确保结构方案的可行性。利用MATLAB对剪切系统进行PID控制仿真,仿真结果表明系统方案可行。

关键词：活塞衬环;PLC控制;PID算法;运动仿真

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外非标设备研究现状

1.2.2 国内外伺服控制系统研究现状

1.3 课题来源

1.4 本课题研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 活塞衬环自动剪断装置的总体方案设计

2.1 机械机构设计的相关要求

2.2 活塞衬环的制造工艺分析

2.3 活塞衬环的加工精度

2.4 人工剪断工艺

2.5 活塞衬环自动剪断装置的工艺分析与设计

2.6 活塞衬环自动剪断装置的整体方案设计

2.7 本章小结

第三章 活塞衬环自动剪断装置的结构设计

3.1 滑动平台的设计

3.1.1 滑动平台电机及驱动器的选择

3.1.2 滑动平台丝杆的选择

3.1.3 滑动平台联轴器及轴承的选择

3.1.4 滑动平台的结构方案

3.2 旋转模块的设计

3.2.1 套筒的设计

3.2.2 旋转模块联轴器的选取

3.2.3 旋转模块电机及驱动器的选取

3.2.4 固定结构的设计

3.3 螺旋槽的设计

3.4 传感器技术

3.5 自动剪断装置的装配

3.6 本章小结

第四章 活塞衬环自动剪断装置的控制系统设计

4.1 主机控制系统的设计

4.1.1 PLC的工作原理和结构特点

4.1.2 PLC的 I/O分配与参数配置

4.1.3 PLC程序设计

4.1.4 触摸屏设计

4.2 活塞衬环切割位置控制问题的研究

4.2.1 剪切计数

4.2.2 切割定位精度的问题分析

4.2.3 剪切控制系统数学模型的建立

4.3 PID控制研究

4.3.1 PID控制原理

4.3.2 PID参数的整定

4.4 PLC的 PID算法实现

4.5 本章小结

第五章 自动剪断装置的运动和控制仿真

5.1 活塞衬环自动剪断装置的运动仿真

5.2 剪切控制系统的仿真

5.3 本章小结

总结与展望

1.总结

2.展望

参考文献

致谢