金相试样镶嵌机的机电一体化技术研究
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摘要
依据机电一体化的设计思想,对镶嵌机的整体造型、机械结构和控制系统进行了分析设计,通过机电结合,软硬件结合及互补,构成一个内部合理匹配,外部效能最佳的完整产品,实现其自动控制。
     镶嵌机主体部件利用CAD技术进行自动绘图和参数优化,设计出合理的自动执行机构,该机构由步进电机、蜗轮蜗杆、丝杠螺母传动机构组成,通过控制步进电机实现下模速度和位置的控制。采用全方位的冷却方法和和性能良好的加热器,缩短了制样时间,起到了节省能耗的作用。设计了盖板并由交流低速电机控制其拉开与闭合,提高了自动化程度。
     控制系统的核心采用单片机技术,控制简单,成本低。采用模糊算法对电木粉压力和温度进行控制,该算法易于实现,并可达到良好的控制效果。运用各种传感器技术,实现了温度、压力及位置的检测。采用软硬件抗干扰技术,系统可靠性较好。
     金相试样镶嵌机设计新颖,结构合理,可实现无人监控操作,提高工作效率,具有较高的使用价值和广阔的应用前景。
According to the mechatronics principle, the paper analyzed and designed the whole modelling, mechanical structure and control system of the mounting press. It realized the automatic control through the machine-electricity reasonable combing, software and hardware cooperating, which formed a piece of internal matching rationally and external efficiency.
    The main structure of the mounting press utilized CAD technology to draw automatically and optimize parameter. As for the executive system was concerned, its function was achieved with step motor, which was used to control speed and the position of the down mold. The executive system included worm gear, guide screw nut and step motor. The machine adopted omni bearing cooling system and heater with good performance. So the sampling time was shorted and the energy was saved. The cover was designed and it could be darwn forth and back by a low-speed motor, which improved the automatic degree.
    Single -chip microprocessor, which meanwhile realized the low cost and high automation, was adopted for controlling system. It used Fuzzy Algorithm to control the pressure and temperature of the powder. Fuzzy Algorithm was realized easily, and the system could abtain good control result. It realized the measuring of the temperature, pressure and position by using various of sensor technology.
    The mounting press with novel designing fashion and rational structure could operate without supervision. It improved working efficiency as well as had higher use value and wide application prospect.
引文
[1] 刘世荣.金属学与热处理[M].北京:机械工业出版社.1985.
    [2] 沈桂琴.光学金相技术[M].北京:国防工业出版社.1983.11.
    [3] 任怀亮.金相试验技术[M].北京:冶金工业出版社.1999.
    [4] 沈桂琴.光学金相技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.1992.
    [5] 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会.机械工程手册(第3卷)[M].北京:机械工艺出版社.1982.16-7
    [6] BUEHLERDIGEST 1988,25(1): 12~14.
    [7] Buehler Ltd. Hot mounting press [EB/OL]. http://www.buehler.com/productinfo/2003EBG/mounting.pdf,2003-01-30.
    [8] Struers Ltd. Mounting presses [EB/OL]. http://www.struers.com/resources/elements/12/7504/ProntoPress%20brochure%20English.pdf, 2003-01-30.
    [9] De Hua Materials Testing Co. Ltd. Mounting presses [EB/OL]. http://www.dehua.com.hk/en/products/goldpix/struers05.htm,2003-01-30.
    [10] 莱州蔚仪试验器械制造有限公司http://www.dongyi.cc/cp/xq.htm,2003-01-30.
    [11] 郭秀文等.金相技术问答[M].北京:国防工业出版社.1987.3.
    [12] 上海日用电机厂.金相制样设备产品介绍[M].上海:上海日用电机厂,2001.
    [13] 卢金鼎,山建民.机电一体化技术[M].北京:中国轻工业出版社.1999.8.
    [14] 郑堤.机电一体化设计基础[M].北京:机械工业出版社.1998.10.
    [15] 胡泓,姚伯威,机电一体化原理及应用[M].北京:国防工业出版社.1999.
    [16] 程伟.AutoCAD 2000中文版[M].北京:国防工业出版社.2001.1.
    [17] 杨平,廉仲.机械电子工程设计[M].北京:国防工业出版社.2001.1.
    [18] 曾广钧.新型金相试样镶嵌、拉伸两用机的研制[J].中南林学院学报,1990.1.
    [19] 杨黎明等.机械零件设计手册[M].北京:国防工业出版社.1987.6.
    [20] 秦宝荣.机床夹具设计[M].北京:中国建材工业出版社.1998.2.
    [21] 国家机械工业局西安微电机研究所.实用微电机手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社.2000.3.
    [22] [日]三浦宏文.机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社 OHM社.2002.6.
    [23] 孙传友,孙晓斌,张一等.测控电路及装置[M].北京:北京航空航天出版社.2002.5.
    [24] 赵松年,张奇鹏.机电一体化机械系统设计[M].北京:机械工业出版社.1996.6.
    [25] 余永权.Flash单片机原理及应用[M].北京:电子工业出版社.1997.10.
    [26] 赵负图.光电检测控制电路手册[M].北京:化学工业出版社,2001.2.
    
    
    [27] 上海倍加福自动化有限公司.光电式传感器说明书[M].上海:上海中山北路,2001.
    [28] 张富学.传感器应用及其电路精选[M].北京:北京电子工业出版社,1992.36.
    [29] 许丽川.过程控制调节规律研究[D].西安:电子科技大学,2000.12.
    [30] 余永权,李小青,陈林康.单片机应用系统的功率接口技术[M].北京:北京航空航天出版社.1993.3.
    [31] 张友德,赵志英,涂时亮.单片微型机原理、应用与试验[M].上海:复旦大学出版社.1997.6.
    [32] 李华等.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.7.
    [33] 成大先.机械设计手册 (第三版第5卷)[M].北京:化学工业出版社.1994.4.22-209
    [34] 苏铁力,关振海,孙立红等.传感器及其接口技术[M].北京:中国石化出版社.2000.
    [35] 夏方林.一种基于单片机AT89C51的温湿度控制仪的设计[J].工业仪表与自动化装置,1999(6):32~34.
    [36] 车伟.压力-温度多功能传感器的智能化仪表技术[D].
    [37] 季忠.国产清扫车机电一体化技术研究[D].四川:重庆建筑大学,1998.
    [38] [日]雨宫好文.控制用电机入门[M].北京:科学出版社 OHM社。2000.1.
    [39] 李发海等.电机学[M].北京:科学出版社.1991.8
    [40] 张一鸣等.步进电机行程与时间的合理分配[J].电气传动,2000(3):27~29
    [41] 边耐欣等.电脑刺绣机中步进电机驱动程序设计[J].微特电机,2000(4):23~24,30.
    [42] 冯畹芝.电机与电力拖动[M].北京:轻下业出版社.1991.4.
    [43] 刘宝廷,程树康.步进电动机及其驱动控制系统[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.1997.11.
    [44] 西安交通大学.控制电机[M].北京:国防工业出版社.1978.12.
    [45] Muhammed F, Rahman. An Application—Oriented Test Procedure for Designing Microstepping Controllers[J]. IEEE,Translaction on Industrial Electronics,1988,35(4).
    [46] 陈佳品,张琛.步进电机的闭环控制[J].电气传动,1996(6):21~23
    [47] 沈世锐.电机学[M].北京:北京出版社.1995.4.
    [48] 李任定.电机的微机控制[M].北京:机械工业出版社.1999.10.
    [49] 王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天出版社.2002.9.
    [50] 扬渝钦.控制电机[M].机械工业出版社.1980.3.
    
    
    [51] 潘新民,王燕芳.单片微型计算机使用系统设计[M].北京:人民邮电出版社.1992.7.
    [52] 蒋智勇,戴立权.单片微型计算机应用技术[M].辽宁:辽宁科学技术出版社.1991.12.
    [53] 刘振栋.步进电机的一种接口电路[J].自动化仪表,200l(12):44~45,60.
    [54] 陈显祯,任全职,汪思伯.单片微机开发调试与实验技术[M].成都:四川大学出版社,1992.12.
    [55] 吕玉江.汽油发动机空燃比闭环控制及监测系统[D].河北:河北农业大学人工智能研究中心.2001.6.
    [56] 崔秀梅.金相试样切割机的机械设计与控制系统的研究[D].河北:河北农业大学.2002.6.
    [57] K.J.Astrom, T. Hagglund. The future of PID control[J]. Control Engineering Practice(9), 2001: 1163~1175.
    [58] 卫玉芬。基于遗传算法的PID自适应控制[D].山西:太原工业大学,1996.
    [59] Richard M. Murray, Karl J. Astrom, Stephen P. Boyd, et al. Future Directions in Control in an Information-Rich World[R]. SIAM, 2002.
    [60] 历玉鸣,翁维勤.非线性控制系统[M].北京:化学工业出版社,1985:209~214.
    [61] 杨汝清.智能控制工程[M].上海:上海交通大学出版社,2001.
    [62] 欧阳鑫玉,赵楠楠.达林算法与Smith预估法在温度控制中的优效研究[J].鞍山钢铁学院学报.2001,24(4):277~280.
    [63] 李友善,李军.模糊控制理论及其在工程控制中的应用[M].北京:国防工业出版社,1993.85~120.
    [64] 戎月莉.计算机模糊控制原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1995.130~300.
    [65] 王福瑞.单片机测控系统设计大全[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.3:364~372.
    [66] 闵珉,越天蝉.大功率电阻炉温度计算机优化系统[J].中国仪器仪表,1999.5:15~18.
    [67] 韩乾国.模糊控制技术在绿色食品保鲜方面的应用研究[D].西安:电子科技大学.2000.12.
    [68] 诸静等.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社,1995.
    [69] 孙增析.智能控制理论与技术[M].北京:清华大学出版社,1997.
    [70] 章正斌,吴汝善等.模糊控制工程[M].四川:重庆大学出版社,1995.
    [71] Kenichiro Hayashi, Akifumi Otsubo, Simulator for studies of fuzzy control mothods, Fuzzy Sets and Systems, 1998.93.
    
    
    [72] Abraham Kandel, On use of fuzzy logic technology in operating systems, Fuzzy Sets and Systems, 1998.93.
    [73] 窦振中.模糊逻辑控制技术及其应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,1995.
    [74] 余永权,曾碧.单片机模糊逻辑控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,1995.
    [75] 颜国清.一种高量程压力传感器自动校准装置[J].航大工艺.1999,4:43~45
    [76] 罗显光.锅炉压力的模糊控制[J].工业仪表与自动化装置,1998.3 35~37
    [77] 曹勇军.酚醛树脂生产过程的计算机控制系统[D].山东:山东大学.2001.
    [78] 冯冬青,谢宋和.模糊智能控制[M].北京:北京化学工业出版社,1993.
    [79] 李士勇.模糊控制和智能控制理论与应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990.
    [80] 姚维.水泥回转窑分解炉温度的模糊控制[J].电子技术应用,2000,26(11):27~28.
    [81] 林小峰,廖志伟,谢讼.模糊控制中模糊推理算法的研究[J].工业仪表与自动化装置,1999(2):10~12.
    [82] Li H X. A comparative design and tuning for conventional fuzzy control [J]. IEEE Trans SMC PB: Cybernetics,1997,27 (5): 884~889.
    [83] 姜培刚,赵雷,冯永慧.单片机在退火炉炉温模糊控制中的应用[J].电子技术应用,2001(1):43~44.
    [84] 杨松林.工程模糊论方法及其应用[M].北京:国防工业出版社,1996.
    [85] 林宝军.汽油机空燃比智能控制系统的研究[D].吉林:吉林工业大学,1991.
    [86] Rober Peace. Operational Amplifiers the Supreme Activators[J]. Electronics Worid(+wireless world), 1993,99 (1682): 338~340.
    [87] 王幸之,王雷,翟成等.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京:北京航空航天出版社.2003.1.
    [88] 方大寿,赵志武,李季和.8098单片机应用中的抗干扰和光电隔离[J].电气自动化,1996(4):9,57~58.
    [89] 李保应,宛田宾,王晓蒲.PIC16C74在太阳能热水器控制系统中的应用[J].电子技术,2001(8):26~28.
    [90] 苗汇静.绕线机单片机控制系统的设计与开发[D].北京:中国农业大学.2002.3.
    [91] 冯江.装盒机械手及其微机控制系统的研究[D].黑龙江:东北农业学院.2002.5.
    [92] 李林.三相异步电动机运行状态计算机检测与处理系统[D].辽宁:阜新矿业学院1997.6.
    [93] 无线电编辑部编.无线电元器件精汇[M].北京:人民邮电出版社,2000.11.
    
    
    [94] 北京工业学院等合编.电气控制技术[M].北京:北京工业学院出版社.1987.6.
    [95] 杨华舒,楮福涛.单片计算机系统抗干扰的软件措施[J].电子技术应用,2001(3):20~22.
    [96] 邓建华.可编程看门狗监控E~2PROM芯片X25045[J].电子世界,2001(5):31.
    [97] 孙志行,宋玉炎,何道刚.X25043/45的特性及其在抄表系统中的应用[J].电子技术,2001,28(12):42~46
    [98] 胡又农.可编程看门狗监控E~2PROM-X25045及其在8051系统中的应用[J]。电子技术应用,1998(7):18~19.
    [99] 夏方林.一种基于单片机AT89C52的温湿度控制仪的设计[J].工业仪表与自动化装置,1999(6):32~34.
    [100] 曹竞华.看门狗技术在8031单片机中的应用[J].电气自动化.1996(2):26,63.
    [101] 申军.微机应用系统抗干扰方法的探讨[C].中国自动化学会第十一届青年学术年会论文集,1996.
    [102] 沈兰荪.微型机数据采集系统外部噪声的抑制[J].电子技术应用,1986.
    [103] 崔少辉.单片机系统抗干扰问题研究[C].中国自动化学会第十一届青年学术年会论文集,1996.

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