论文题目：基于汽车安全气囊标牌装配的热风焊接控制系统研究
摘要：汽车安全气囊是汽车被动安全系统的重要组成部分,在交通事故发生时,对于保护消费者的人身安全具有重要意义。随着近年来一系列大型交通事故的发生和全社会交通安全意识的普遍提高,安全气囊的需求量也在逐年增加。汽车安全气囊标牌的焊接是气囊生产过程中的一个重要环节,目前普遍使用的是超声波焊接方法。超声波焊接方法在小型塑料件焊接设备的应用中,存在着结构复杂、维修困难、多产品兼容性差等应用难题。此外,超声波焊接方法还存在着末端温度难以实现精确控制的问题,对于温度精度要求较高的焊接过程,在焊接质量的控制方面存在一定的缺陷。目前,热风焊接技术在塑料焊接领域已经有所应用,由于其具有系统结构简单、易于集成和可控性能好等优点,特别适合于汽车安全气囊标牌的焊接。但由于目前其应用案例不多,缺乏精确的焊接控制系统,因此尚未普遍应用。本文通过对热风焊接技术的焊接特性进行研究,使用集成智能控制算法的控制系统将其应用于汽车安全气囊标牌的焊接生产过程,可以有效地提高生产效率和生产设备的利用率,为企业节约生产成本,提高经济效益。本文通过对热风焊接的工作原理、特性以及汽车安全气囊标牌焊接的实际工况进行研究,设计了汽车安全气囊标牌的热风焊接控制系统,并优化了温度控制算法,实现了对焊接温度较高精度的控制和焊接过程的自动化控制。首先,根据标牌焊接的工艺要求,提出了一种基于层级模块化的设计方法对汽车安全气囊标牌焊接设备的新型结构进行了设计,并根据这种结构所具备的高兼容性、灵活性的特点,建立了产品参数数据库,配合快换结构和工装识别系统充分发掘设备的多产品兼容能力。然后,为了保证焊接质量,采用模块化的编程思想设计了以PLC作为在线运行平台的自动控制系统,实现了对汽车安全气囊标牌热风焊接过程的数字化、自动化控制。其中,系统的温度控制部分采用基于模糊-PID算法的控制方法,提高了焊接温度的控制精度。最后,采用C#语言完成了用于汽车安全气囊标牌热风焊接设备的温控性能分析软件的开发,并进行了温控性能分析实验和标牌热风焊接实验。实验结果表明,该系统的温度控制精度在±0.8℃以内,且具备较好的控制响应能力和焊接可靠性。本文的研究为热风焊接技术在汽车安全气囊标牌焊接设备的应用中提供了参考和依据,对于热风焊接技术在标牌焊接和塑料的精密焊接领域的应用与推广提供了重要的参考价值。
关键词：安全气囊;热风焊接;模糊-PID;PLC;控制系统
学科专业：机械工程
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 超声波焊接
1.2.2 热风焊接
1.2.3 自动控制系统
1.3 课题研究内容
第2章 汽车安全气囊标牌热风焊接设备设计
2.1 热风焊接技术
2.2 层级模块化结构设计
2.3 汽车安全气囊标牌热风焊接设备的结构设计
2.3.1 热熔模块
2.3.2 成形焊接模块
2.3.3 高度检测模块
2.3.4 平移模块
2.4 本章小结
第3章 模糊-PID热风温度控制器的设计
3.1 PID控制方法的基本原理
3.2 模糊控制方法的基本原理
3.3 模糊-PID热风温度控制器设计
3.3.1 模糊-PID热风温度控制器的结构设计
3.3.2 模糊-PID热风温度控制器
3.4 Matlab模糊推理及仿真
3.5 查表法模糊-PID控制方法
3.6 本章小结
第4章 汽车安全气囊标牌热风焊接控制系统
4.1 焊接流程
4.2 控制系统的硬件设计
4.3 控制系统的软件设计
4.3.1 软件组态
4.3.2 程序结构
4.3.3 模糊-PID算法的PLC编程实现
4.3.4 产品数据库系统
4.3.5 HMI人机交互界面设计
4.4 本章小结
第5章 实验验证和结果分析
5.1 温控性能分析软件
5.2 温控性能分析
5.3 汽车安全气囊标牌热风焊接试验
5.3.1 焊接试验的设备、产品及评价指标
5.3.2 焊接实验
5.4 本章小结
第6章 结论
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
