计算机与机械电子论文提纲

论文题目：珠形首饰件自动冲压设备的研发

摘要：随着珠宝首饰市场的日益大众化以及国民生活水平的不断提高,首饰消费量较快增长,贵金属首饰的消费市场在整个珠宝首饰市场占有重要地位。贵金属首饰市场需求的增长给贵金属生产环节的效率问题带来了新的挑战：而大众不断提高的消费品位对贵金属首饰加工质量提出了更高的要求。而首饰产品的特点导致的现实情况是,贵金属首饰的加工工艺目前还是以手工制作为主,机械化和自动化技术对该行业的渗透率还很低,这就严重制约着首饰加工技术的发展与革新。 近年来,先进制造技术、机电一体化技术、计算机控制技术等现代高新技术的飞速发展,为贵金属首饰加工行业的技术革新带来了生机。如何把现代高科技融入到首饰加工行业,值得业内工程技术人员投入更多精力。研发、改造手工工艺,以机器代替人工操作,对于首饰加工行业提高生产效率和加工精度有重要意义。 各种圆珠形、橄榄珠形贵金属零部件在各种首饰品设计、加工中应用较广,而该类零件的加工目前还是以工人的手工冲压成型为主。本文创造性的提出并研发了一种用于圆珠形、橄榄珠形首饰零件冲压加工成型的自动化设备,采用了基于嵌入式控制系统的现代设计理念,对其进行了系统完整的构思、设计、加工、装配。最后完成的设备能够代替手工,自动化加工以圆球形和椭圆球形为主的呈中心对称形状的首饰零件。本文对珠形首饰件的自动化加工工艺进行了系统的理论研究和实际加工设备的开发,主要做了以下几方面的工作： 构思了用机电一体化技术实现用机器设备代替手工加工珠形首饰零件的总体结构模型,并对整个模型的模块组成及功能进行了深入分析和具体化研究。奖整体设备的模型按照不同性质的结构和部件划分成机械部分、电子控制部分和控制程序部分三大块组成,这三大部分也是研发工作的具体内容和逻辑结构。随后对这三部分的相互关系进行了深入探讨和具体分析,得出三大部分存在逻辑上的三层关系：机械部分为底层结构,电子控制部分为中间层结构,控制程序部分为顶层结构。 对机械部分进行设计。参照实际加工的工序流程,根据机械部分的功能设计了三部分实现机构,并且研究分析了三部分机构在运动形式和机件装配组成上的包含与被包含关系。设计了升降机构、旋转机构、进料机构三大总成的机体构造和零件组成,详细设计并绘制了各机构中所需零件的加工图并完成了零件的加工和装配、调试。 对电子控制部分进行设计,在机械部分装配完成的基础上,对机械部分原动机的控制和整个设备所需电器的功能进行研究,分析得出电子控制部分的组成功能模块,选用了合适的微控制器和其他电子元器件,运用现代电路系统设计技术,分别设计了供电系统、微控制器系统和键盘输入模块、液晶LCD显示模块、电机驱动模块、冲压控制模块、警报器模块以及串口程序烧写模块。用计算机辅助电子设计自动化EDA软件绘制了整个电子控制系统及其各组成模块的电路原理图和PCB布线图,并用手工方式完成了电路的焊接、制作。 对控制程序部分的设计。在完成底层机械部分和中间层电子控制部分的基础上,参照机械部分的步进电机运行状态的控制要求和电子控制系统各模块的功能要求和实现方法,以微控制器为载体,采用面向过程的结构化程序设计方法,分别设计了升降机构、旋转机构、进料机构驱动步进电机的控制程序、薄膜矩阵键盘驱动程序、继电器控制程序、警报器控制程序以及液晶显示器的显示和控制调用程序。在最后根据机械部分三大机构的加工流程,在上述几个模块的控制程序已经开发完成的基础上,编写了加工整个一根管料的控制程序。

关键词：珠形件;首饰加工;自动冲压;嵌入式系统

学科专业：宝石学

摘要

ABSTRACT

第一章 概论

§1.1 课题的选题背景

§1.2 课题的来源

§1.3 本课题的研究现状

§1.4 本文的结构及章节排布

第二章 机械部分

§2.1 珠形首饰件制作的加工工序分析

§2.2 机械部分设计的整体思路

§2.3 冲压成型工序的分析

§2.4 冲压成型加工流程的动作提炼及实现机构的总体设计

2.4.1 冲压动作

2.4.2 入模和脱模动作

2.4.3 旋转动作

2.4.4 进料动作

2.4.5 各动作机构间的关系及整体设计

§2.5 机械部分各组件的机构和零件设计

2.5.1 电动冲压机和冲压模具

2.5.2 整体设备的装配设计

2.5.3 升降机构的设计

2.5.4 旋转机构的设计

2.5.5 旋转机构齿轮副的设计

2.5.6 进料机构的设计

2.5.7 各机构的固定、连接和组装设计

第三章 电子控制部分

§3.1 本章概述

§3.2 供电系统

3.2.1 220V交流电源

3.2.2 12V直流电源

3.2.3 5V直流电源

§3.3 微控制器系统的设计

3.3.1 微控制器

3.3.2 微控制器的选择和性能

3.3.3 微控制器的内部结构

3.3.4 最小应用系统的设计

3.3.5 微控制器系统的应用

§3.4 输入模块

§3.5 显示控制模块

3.5.1 液晶显示器

3.5.2 液晶显示器的控制

§3.6 电机驱动模块

3.6.1 步进电机的特性及其选择

3.6.2 步进电机的驱动

§3.7 冲压机控制模块

§3.8 警报器控制模块

§3.9 串口通信和程序烧写模块

第四章 控制程序设计

§4.1 本章概述

§4.2 步进电机控制程序

§4.3 薄膜矩阵键盘驱动程序

§4.4 其他器件的控制程序

4.4.1 继电器控制程序

4.4.2 警报器控制程序

4.4.3 液晶显示器的驱动和控制程序

§4.5 加工一根管料的控制程序

4.5.1 数据类型的定义和说明

4.5.2 数据的初始化

4.5.3 整根管料的自动冲压控制程序

第五章 结论

致谢

参考文献