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小口径弹药安全装药柔性装配系统研究

作　者: 林旭焕
导　师: 樊黎霞
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 小口径枪弹 自动化装配 柔性 PLC 数值仿真
分类号: TJ410.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


小口径枪弹的装配系统是研究所、工厂和院校的实验室用于自动武器试验过程中需要调整枪弹类型、装药量、药型等参数时,对小口径弹药进行重新装配结合,为研究自动武器的性能与技术参数实验提供安全可靠的加工操作平台的需要而设计的一台具有一定自动化子弹装配装置。装配系统能够实现人机分离和自动装配,以及提高整个装配系统的可靠性、经济性、安全性等。本文通过对自动装配系统工艺的分析、系统布局设计以及整个小口径枪弹装配系统结构的研究,设计了包括井道式弹壳落料,螺杆式供药、弹丸压配以及杠杆式紧口结构等,能够进行枪弹装配中的发射药计量、装药、弹壳紧口压配等操作,形成了一套四工位台式全弹结合机总体方案。根据装配系统的结构设计方案、技术要求和装配作业环境,通过分析四个工位所要完成的基本操作和控制任务,确定了控制系统的结构方案。系统使用PLC进行控制,准确采集传感器信号,并通过PLC进行信号的处理,实现自动化、智能化控制。采用解析法和有限元法相结合的方式对弹壳的紧口力进行分析,确定调理组合合理的气压输出值。并将装配的子弹用拔弹机进行拔弹,采集拔弹力曲线和数据,与枪弹的真实拔弹力值进行比较分析,从而验证本装配系统的合格实用性。基于以上研究,利用三维软件UG进行结构的3D的建模,建立了小口径枪弹装配系统的三维模型,并进行实际制造,研制了小口径弹药安全装药柔性装配系统样机。采用PLC和组态王软件控制实现小口径枪弹的自动化装配。利用ABAQUS进行紧口力的数值仿真,并将实验值进行分析比较。本文研究和设计的小口径弹药安全装药柔性装配系统,采用的是模块化、通用化的设计,能够实现多种小口径枪弹的装配,具有良好的柔性装配特点。装配后的枪弹实验数据显示,拔弹力一致性好,全弹形参在允许范围内,整个装配系统有一定的推广使用价值。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究的背景  8-9
  1.2 课题研究的意义  9-10
  1.3 自动化装配线国内外研究现状  10-12
  1.4 研究的主要内容  12-14
2 自动装配原理及小口径弹药装配系统的方案  14-29
  2.1 装配作业的基本概念  14
  2.2 装配方法的分类及选择  14-17
    2.2.1 手工装配  14-15
    2.2.2 自动化装配  15-16
    2.2.3 混合装配  16
    2.2.4 装配方法的选择  16-17
  2.3 自动装配系统的分类  17-21
    2.3.1 装配系统的分类  17-21
    2.3.2 自动装配系统的组成  21
  2.4 自动装配工艺设计  21-24
  2.5 小口径弹药装配工艺分析  24-25
  2.6 装配系统方案的确定  25-28
    2.6.1 小口径弹药安全装药装配系统的目标任务  25-26
    2.6.2 小口径弹药安全装药装配系统的方案选定  26-28
  2.7 本章小结  28-29
3 小口径弹药安全装药柔性装配系统的结构  29-32
  3.1 引言  29
  3.2 系统结构的原动件输出计算  29-30
  3.3 系统结构的安全性设计  30-31
  3.4 本章小结  31-32
4. 小口径弹药安全装药柔性装配系统的控制系统设计  32-54
  4.1 引言  32
  4.2 电气元件的选型  32-39
    4.2.1 可编程控制器  32-35
    4.2.2 气缸的选型  35
    4.2.3 传感器的选型  35-38
    4.2.4 电器件的安全性设计  38-39
  4.3 输入输出开关量的确定  39-40
  4.4 装配系统的基本控制过程  40-52
  4.5 气动系统  52-53
  4.6 本章小总  53-54
5 紧口过程仿真的分析  54-60
  5.1 弹塑性变形分析  54-55
  5.2 ABAQUS软件的介绍  55-56
  5.3 建立子弹的有限元模型  56-57
    5.3.1 材料模型  56-57
    5.3.2 载荷施加  57
    5.3.3 网格划分  57
  5.4 仿真结果分析  57-59
    5.4.1 紧口仿真过程的接触力分析  58
    5.4.2 紧口仿真过程的弹塑性分析  58-59
  5.5 本章小结  59-60
6 小口径弹药安全装药系统的调试和验证  60-66
  6.1 装配系统的调试  60-61
  6.2 装配系统的装配作业  61-62
  6.3 拔弹试验及数据分析  62-65
    6.3.1 拔弹试验  62-63
    6.3.2 拔弹力数据分析  63-65
  6.4 本章小结  65-66
7. 全文总结与研究展望  66-68
  7.1 全文总结  66-67
  7.2 论文创新点  67
  7.3 研究展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附录  72

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 弹药、引信、火工品 > 弹药 > 一般性问题 > 制造工艺与设备 > 装药工艺及其设备
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