六工位数控缠绕机自动更换芯模机构设计与控制系统研究

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1、摘要随着科技的进步，不断涌现出多种新型材料并成功应用于人们的日常生产和生活。其中，复合材料以其优异的综合性能，广泛应用于多个领域，尤其是航天领域。生产复合材料的纤维缠绕成型技术具有产品一次成型、产品强度高等优点，在技术实现和经济效益等方面具有突出的优势。随着复合材料应用范围的不断扩大，作为复合材料生产核心设备的纤维缠绕机的工作效率和产品精度亟需较大提高。目前，纤维缠绕机更换芯模大多采用人工操作的方式，为了提高缠绕机芯模更换的精度、效率和可靠性，同时降低工人的劳动强度，本文运用机构设计技术、数控技术和计算机技术，设计出一套六工位数控缠绕机芯模自动更换机构来实现缠绕

2、机芯模的自动更换，该机构采用可编程控制器PLC(ProgrammableLogicComroller)作为自动控制处理器。本文研究了缠绕机芯模自动更换的实现方法，提出了自动更换芯模机构的整体设计方案、设计目标和功能要求，给出了自动更换芯模机构的整体结构、传动执行部件和自动控制系统的具体设计实现方案。本文设计的六工位数控缠绕机自动更换芯模机构作为一种机电一体化设备，其主体是执行部分和控制部分。执行部分主要是由搬运机械手、链条输送机、送料装置等机械部件组成，本文以三维设计软件ProFEWildfire为平台，建立了机械部分完整的三维模型；控制部分是本机构的大脑，它控

3、制机械部分的动作来实现缠绕机芯模的自动更换，本文以西门子公司S7．200系列PLC为基础进行开发实现自动控制功能。本文设计的六工位数控缠绕机自动芯模更换机构具有定位精确、上下起停动作平稳、响应速度快和机构轨迹行程精确等特点，可有效提高生产效率、改善产品质量、降低工人劳动强度。关键词：缠绕机，更换芯模，PLC，机械手，输送机AbstractWiththerapiddevelopmentoftechnology,ava“etyofnewmaterialshavebeencreatedandappliedintothepeople‘Sproductionanddail

4、ylifesuccessfully．Thecompositematerialswhichownnumerousexcellentperformancesareusedinmanyfieldsespeciallyintheaerospacedomainwidely．Thefilamentwindingtechnologyhastheadvantageslikeproductfistshapeandhighintensityintheprocessofproducingcompositematerials．Ithasmanyadvantagesintheactual

5、izationofthetechnelegyandintheeconomic．Withthecontinuingextendofthecompositematerials’application,thefilamentwindingmachinewhichisthecoreequipmentofthecompositematerialproduction,itsefficiencyandaccuracyneedeonsiderableimprovement．Inordertoireprovetheefficiencyandreliabilityofthemode

6、lreplacementinthewindingmachineandreducethelabor’Sworkingintensity,theautomaticgoremoldreplacingequipmentisdesignedinthisdissertationutilizingthemachinedesignandcomputercontroltechnology．Firstly,therealizationmethodofautomaticcoreroodelreplacingiSstudiedinthisdissertation．Secondly,th

7、eoveralldesignachievescheme，thedesignobjectivesandthefunctionalrequirementsareproposed．Thedesignimplementationsofthestructureoftheautomaticreplacingdevice，thetransmissioncomponentsandtheautomaticcontrolsystemaregivenjntheendofthedissertation．Theautomaticcoremodelreplacingdevicedescri

8、besinthisdis