预制板生产线自动划线机设计(附件)【字数:16159】

摘 要摘 要随着经济和建筑行业的发展,预制板构件的自动化生产变得愈来愈重要。本文以预制板构件生产线中的自动划线机作为研究对象,设计了自动划线机的机械结构和控制系统,并且编写了相应的控制软件。并且通过实验验证了划线效果能够满足精度要求。在机械结构部分,首先根据自动划线机具体的尺寸和精度要求,设计了三种方案,并对这三种方案进行了对比。然后详细的介绍了最合适的方案。在保证精度的前提下,所选取的部件尽可能简单以降低成本。在控制系统硬件部分,首先介绍了常用的几种控制方法并选择了最适合自动划线机的方案,设计了控制系统。对步进电机作了简要介绍并通过计算选型。对其配套的驱动器的参数、接线原理等做了详细介绍。然后选用了经济合适的运动控制卡并对其使用方法做了详细介绍。介绍了光电开关的分类,并根据实际情况选型。最后给出了整个控制系统硬件的接线图。在控制系统软件部分,首先介绍了编写出的软件的功能。内容主要包括有通过运动控制卡控制X轴电机和Y轴电机的进给;通过光电开关确定原点位置;通过电磁阀确定喷枪的开关;将CAD图纸中的划线内容显示在电脑屏幕上;对CAD图纸中的线段进行路径优化;对于端口参数的配置;历史浏览等。然后对软件的主界面和各个模块的功能和界面做了详细的介绍。最后则是详细介绍了本软件的核心算法。包括CAD图纸的读取、CAD图纸的显示、数据搜索排序、电机控制和回零控制。最后通过实验,验证了控制系统和控制软件能够满足精度的要求。关键词预制板;自动划线机;运动控制
Keywords: precast concrete element, automatic plotter, motion control 目录
第一章绪论 1
1.1研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究内容 2
第二章自动划线机机械结构设计 4
2.1 机械系统设计方案 4
2.1.1 方案一:机械总轴传动 4
2.1.2 方案二:单边驱动 6
2.1.3 方案三:双边驱动 6
2.2 机械系统结构组成 7
2.2.1 X轴导向机构 7
2.2.2 Y轴导向机构 8
2.2.3 齿轮齿条部分 10< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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br /> 2.3 调平装置 10
第三章自动划线机控制系统硬件设计 12
3.1 控制系统总体方案 12
3.2 步进电机及细分驱动器 13
3.2.1步进电机的介绍及性能特点 13
3.2.2步进电机的选型 14
3.2.3步进电机驱动器及接口电路 15
3.3 运动控制卡及其使用 17
3.3.1运动控制卡的介绍 17
3.3.2 运动控制卡的接线 18
3.3.3运动控制卡的使用 20
3.4 光电开关原理及选型 21
3.5 控制系统硬件线路 22
第四章自动划线机控制系统软件设计 24
4.1 开发及运行环境 24
4.2 软件功能设计 24
4.3软件主界面设计 25
4.4软件其他模块设计 27
4.4.1用户登录模块设计 27
4.4.2信息录入模块设计 28
4.4.3参数配置模块设计 29
4.4.4历史浏览模块设计 32
4.5 软件核心算法 34
4.5.1 CAD图纸的读取 34
4.5.2 CAD图纸的显示 36
4.5.3 数据搜索排序 38
4.5.4 电机控制 39
4.5.5 回零控制 42
第五章实验 44
5.1实验装置 44
5.2实验结果 45
结论 46
致谢 47
参考文献 48
第一章 绪论
1.1研究背景
预制板,即预制装配式混凝土板材,是在工厂加工成型后,直接运送到建筑施工现场进行安装的一种建筑板材。相对于传统的建筑板材,预制板比在施工现场砌砖墙体提高施工效率2倍以上,节约原材料40%左右[1]。除此之外,在不承重的地方灌注混凝土就没有用,于是就可以把不受力的地方空起来,达到减轻重量、降低墙体厚度、缩短工期和节省造价的目的,极大地提高了建筑的综合经济效益。针对以上诸多优点,预制板构件已经越来越多的应用于工业和民用建筑行业中。
随着经济及建筑行业的蓬勃发展,人们对于预制板构件的需求越来越大,需要有与之相适应的生产线来进行大批量生产。预制板生产线上主要的工位有:混凝土输送工位、混凝土浇筑及振动工位、立体预养护工位、侧力脱模工位、钢筋件预埋工位、刮平抹光工位、模具清扫工位和自动划线工位等[2]。
本研究课题来源于南京汤辰机械有限公司拟开发的一条预制板构件生产线中的自动划线机的设计。要求能够根据客户提供的图纸,在生产线上传送来的预制板构件上自动完成划线工作,确定出侧模以及窗模的安装位置,为下一个模具安装工位提供依据。
1.2 国内外研究现状
在预制板构件生产线的研究方面,国外一些发达国家对此研究地较早,已经基本实现了全自动化生产。意大利的Plan公司研制出了生产三明治夹心板、叠合墙板、表面装饰墙板等的全自动化预制板构件生产线[3]。除此之外,还研制出了张拉装置、浇筑挤压机以及能自动控制温度湿度的蒸养设备。德国的EBAWB公司研制出了大型智能预制板构件生产线及其相关设备。除了常规的生产设备外,还加入了物流工艺优化、信息过程控制、多智能体协同控制等内容和思想,提高了生产线的柔性化,优化了生产流程[4]。德国的Beckhoff 公司基于TwinCAT 自动化软件,配以成套的现场总线模块、驱动等产品,具有网络拓扑灵活、扩展性兼容性强、与外部接口丰富等特点,极大地提高了生产控制性能[5]。
国内企业对于PC构件自动化生产线的研究时间较短,能够自主研制并投入生产的企业不多。河北雪龙机械制造有限公司与国内建筑领域顶尖团队——清华大学建筑设计研究院等战略合作,聚集优秀的机械设计专家,研发制造出行业领先的预制板生产线。生产线上的主要设备包括:混凝土输送机、混凝土布料机、振动台及其控制系统、模台、存取机及其控制系统、立体养护窑、蒸养温控系统、预养护系统及温控系统、侧力脱模机、运板平车、刮平机、抹光机、模具清扫机、拉毛机、数控划线机、喷涂脱模剂装置、摆渡车、驱动轮及其控制系统、全线控制系统、激光切割机、混凝土搅拌站[6]。福建建超建设集团与三一重工、台湾润泰、福建省建筑设计研究院、中冶华天等强强联合,开发出预制板构件自动化生产线,通过自动化环形作业,能够生产预制叠合楼板、预制内墙板、带保温预制外墙板等构件。并引入信息技术,使得施工组织更加信息化,工作流程更加科学,技术管理更加规范。
1.3 本课题研究内容

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