轴承环自动化锻造智能生产线研究

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轴承环是轴承的重要构件,为了提高轴承的性能,轴承环一般经过锻造而成,目前,我国大多依靠传统的人工生产模式进行轴承环毛坯锻造,这种生产模式存在着诸多问题,例如劳动环境差,锻件质量稳定性差,自动化和信息化程度低等,在企业横向课题的支持下,对轴承环自动化锻造生产线开展研究与设计,主要研究工作体现如下:(1)通过分析轴承环锻造方面的国内外先进技术装备,在企业现有生产条件的基础上,制定了“步进梁直线托盘运动机构+工件交换机械手”的轴承环锻造自动生产线送料系统技术方案,构建了对不同环境适应性强的系统布局,完成了横移送料机构、坐标式机械手以及多自由度机械手爪等执行机构的设计和运动仿真分析。(2)根据轴承环自动化锻造生产线的整体控制需求,分析了自动化锻造的作业流程,在此基础上规划了系统各执行机构的逻辑控制功能和运动控制功能,基于ARM嵌入式控制器对控制系统进行了构建和开发,通过嵌入式控制系统的逻辑控制功能实现了锻压机、旋压机等设备与机械手之间的协调控制,通过其运动控制功能实现了步进梁直线托盘运动机构和工件交换机械手的运动控制。(3)根据生产线数据管理和交互的需求,基于ARM Cortex-A8嵌入式硬件平台,通过QT软件开发了上位机系统软件,实现了系统信息采集、系统在线监控、生产数据远程存储和交互。(4)为实现生产线系统的智能化和信息化,构建了基于SQL数据库的生产信息共享平台,通过开发应用程序和数据库表,实现生产数据在ARM嵌入式系统上跨平台交互;通过建立Tomcat服务器实现生产数据的共享,同时基于web应用页面设计完成远端信息分析,适应系统生产信息的数字化和网络化需求。在以上研究开发的基础之上,通过虚拟分析方法对自动化送料系统机械本体进行运动和工艺过程仿真;通过构建控制系统和模拟实验,验证了系统的可行性和控制系统软件的正确性。研究方案充分考虑到企业现有锻造设备的利用,步进梁直线托盘运动机构实现工件大距离快速运动,双手爪交换机械手实现工件平稳快速交换,可满足轴承环锻造生产线自动化、信息化要求,研究方法对其他自动化和智能化生产线研发也具有借鉴价值。
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