航空发动机叶片自动电热铆接控制系统的设计

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1、学校代码：10406分类号：TP391.4学号：130080202005南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）航空发动机叶片自动电热铆接控制系统的设计硕士研究生：陈成龙导师：冀春涛教授申请学位级别：硕士学科、专业：机械电子工程所在单位：航空制造工程学院答辩日期：2015年11月30日授予学位单位：南昌航空大学DesignofControlSystemforAutomaticElectricalHeatRivetingofAeroEngineGuideVanesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOn

2、MechatronicEngineeringbyChenChenglongUndertheSupervisionofProf.JiChuntaoSchoolofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaOnNovember30,2015南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要航空发动机整流器叶片与内外环的连接在国内基本上是采用手工氩弧焊，其劳动强度大，对焊工的操作水平要求较高，且零件焊后变形大，需要大量的热校工时和辅助工装夹具。因此需要研制一种

3、新的技术来代替已经落后的手工氩弧焊。本文将国外已出现的电热铆接工艺代替氩弧焊来连接航空发动机叶片与内外环，这种工艺采用电阻焊技术的通电加压的方法。所设计的电热铆控制器在结构上采用模块化电路来实现，其核心部件为STC单片机。讨论了各组成模块的相互关系、结构和功能。通过软硬件的灵活配合，一方面实现单片机控制铆接时序，按要求给定铆接电流、铆接时间，叶片旋转的角度等，从而合理控制铆接过程；另一方面，实现面板显示、指示灯和按键驱动，提供良好的人机界面。控制系统硬件方面，主要电路模块有：稳压电源模块、复位电路模块、同步计数模块、步进电机驱动模块、电磁气阀驱动

4、模块等；软件设计方面，本文对主程序、铆接程序、液晶显示程序、键盘处理程序、步进电机控制程序、非易失性存储器读写程序等进行了设计讨论，采用模块化结构编程。本文还从两个角度讨论了系统的抗干扰的措施，即从硬件角度和软件角度。采用KeiluVision4软件设计系统控制程序，实现了铆接参数的设置、显示与保存，设置了步进电机驱动器的脉冲电流和脉冲频率，并采用KeilC语言对软件进行编程和调试。试验表明，通过控制器面板的薄膜按键可以对所有的铆接参数进行设置，并且可以方便地调节步进电机的转速和转角，验证了系统的可行性。关键词：航空发动机整流器，电热铆接，电阻焊

5、，控制系统，STC单片机I南昌航空大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTAeroengineguidevanesareconnectedwithinnerandouterringsnormallyusingmanualargonarcweldingathome,withhighlaborintensityandskills,Thedeformationisgreatafterwelding,whichcostlottofix.Itisnecessarytodevelopanewtechnologytoreplacemanualargon

6、arcwelding.Electricalheatrivetingprocesswasusedabroadinsteadofargonarcweldingtoconnectaeroengineguidevaneswithinnerandouterrings.Inthispaper,acontrollerisdesignatedforelectricalheatrivetingmachine.ThecontrolleriscomposedofseveralcircuitmodulesandthecorechipofsystemisSTCmicroc

7、ontroller.Withflexiblehardwareandsoftwareononehand,centrecircuitcontrolledbysinglechipcancontrolrivetingcurrent,rivetingtimeandindextherotationofvanesaccordingtotherequirement.Consequently,theoutputofrivetingpowercanbecontrolledlogically.Ontheotherhand,aconvenientinterfacebet

8、weenthesystemandtheoperatorisrealizedviathepaneldisplay,indicatorlig