自动绕线机开发及其关键技术研究

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21世纪以来,随着全球智能制造水平的不断提高,以及人们生活水平的不断改善,重复繁琐性的工作正面临着用人荒的难题,各行各业对机电一体化设备的需求越来越高。国内的绕线机行业仍处于发展时期,自主创新能力不足、自动化水平低、控制手段落后是绕线机发展普遍存在的问题,随着绕线机由通用型向专用型转变的发展趋势,缺乏自主创新的中小型企业又将面临着新的挑战。针对以上问题,本文开发了一种基于PLC的钢筋捆扎机专用线盘自动绕线机,并以自动绕线机为平台对其关键技术进行研究,主要研究内容包括:(1)本文从功能需求出发,综合考虑设备的成本、运行可靠性、操作安全性等开发了可以代替人工完成自动上下料、自动排线、自动封装的捆扎机线盘专用自动绕线机,并对设备的硬件控制系统以及软件控制系统进行了设计。(2)为保证设备协调运行以及提高生产效率,本文对自动绕线机的各执行机构动作之间的关系以及时序动作优化方法进行了分类与研究,提出了一种动作时序优化模型,在保证功能实现的前提下缩短了绕线机的运行周期。(3)基于矫直理论,本文对绕线机的矫直系统参数进行了设计与计算,并通过ABAQUS有限元仿真铁丝矫直过程,利用正交试验法研究了矫直参数中辊距、下压量和张力对铁丝矫直质量的影响规律,并选择最优的参数组合,保证了引丝功能实现的成功率。(4)为保证设备稳定、可靠运行,本文对绕线机自动引丝技术进行了分析和优化,通过对引丝系统的阻力以及铁丝回弹量的计算分析,提出了增加动力源以及优化控制程序来保证足够的引丝长度以及固定铁丝功能的实现,并通过实验验证了优化的合理性与稳定性。
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