论文部分内容阅读
振动料斗是自动加工与装配系统中一种应用广泛、高效的零件自动上料装置。解耦式振动料斗即双运动供料器，是一种新型的振动料斗，不仅具备传统料斗上料效率高、整列定向性能好、工作稳定可靠、工件间相互摩擦小、不易损伤物料、通用性好等优点，还实现了振动传输的柔性化，提高了传输效率，并为智能排除工件堵塞故障提供了有效途径。本课题旨在研发解耦式振动料斗系统，并对其产品化设计的关键技术进行深入研究。
本文以圆盘型解耦式电磁振动料斗为研究对象，主要研究内容包括以下几个方面：
1.对解耦式振动料斗进行振动轨迹和振动参数分析，并对其进行料槽、工件的建模和仿真；根据解耦理论，探讨了解耦式振动料斗机械结构的设计方案，并给出了各部分具体的设计和计算。
2.分析了解耦式振动料斗的驱动要求，分别对驱动电源的信号发生电路和功率放大电路进行了研究；在对比分析常用振动测试传感器的基础上，针对振动料斗的具体要求，以ADXL105芯片为核心开发了加速度传感器。
3.为了增强系统的智能性，研究了Fuzzy-PID控制算法，实行分段控制，对料斗两方向的加速度幅值实现了实时闭环控制，该算法既具有PID控制器的动态跟踪品质和稳态精度，又具有模糊控制器动态响应好，达到了上升时间快，超调小的要求，取得了较好的控制效果。
4.研制了圆盘型解耦式振动料斗系统样机。其中设计、制造和测试了解耦料斗机械结构；驱动电源以AT89C52单片机为控制核心，根据加速度传感器反馈信号，采用模糊PID混合控制策略，利用经过功率放大后的两路正弦波信号分别对料斗两振动方向单独进行实时控制。两个振动方向的幅值、频率以及相位差都可通过软件进行调节，实现了工件双向的振动传输柔性化。
5.搭建了解耦式振动料斗系统实验平台，并在上述实验平台上进行了振动传输速度相关影响参数实验，实验数据与仿真结果基本吻合，获得了最佳送料效率。
针对解耦式振动料斗解耦机械结构、驱动电源、控制策略、加速度传感器四大关键技术进行了研究，并成功研制了实验样机，为其产品化的开发提供了重要依据。