新型树脂砂轮片检测仪的设计及应用

作     者：牛平平 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张进生

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：砂轮片 三点 侧向 负荷 PLC 

摘      要：树脂砂轮片的应用非常广泛,例如超薄树脂砂轮片可用以切割钻石、宝石、精密陶瓷、LED基板、电子元器件引脚和电路板等,厚树脂砂轮片可用以切割马路线,大理石,花钢石等。树脂砂轮一般安装在电动、风动磨光机上使用,工作时线速度高,若砂轮片的质量不合格,工作时极易破碎,严重威胁工作人员的生命安全。国内外基本上用传统的检测方法,对砂轮片进行回转试验,用回转强度值来衡量其安全性能,这种检测结果不能代表整体砂轮片的强度。对树脂砂轮片质量检测的设备很少并且还不够成熟,检测方法受到局限性,基于以上背景,设计对树脂砂轮片进行质量检测的设备即新型树脂砂轮片检测仪,设计的新型树脂砂轮片检测仪对砂轮片的安全及质量检测具有重要的意义。新型树脂砂轮片检测仪通过三点侧向负荷加压的方式对高速旋转中的树脂砂轮片进行质量检测。设计的新型树脂砂轮片检测仪由六大模块组成分别为:机架模块、加压模块、支撑模块、转动模块、进给模块、控制模块。设计的新型树脂砂轮片检测仪共分五部分。第一部分:设计三维模型,对各个功能模块进行三维模型的设计,并对之进行力学分析,分析结果合理之后对各个零件进行装配组成各个模块的部装图,最后完整的建立起三维模型;第二部分:设计驱动系统和软件系统,根据此设备的相关要求合理设计驱动系统,包括进给驱动系统、以及伺服驱动系统和定位驱动系统。最后设计软件系统,选用STEP7进行软件编程,实现自动及手动功能。第三部分:静模态分析,对主轴及底座进行基于workbench的静模态分析,将零件导入workbench进行静态分析跟模态分析,分析出结果,并进行优化设计;第四部分:程序设计,整个系统基于PLC的程序设计,设计自动、手动控制程序,能有效对砂轮片进行检测控制;第五部分:实验结果验证分析,对实体设备的实验及其结果分析,选用其他厂家的检测设备同时进行比对,随机选取砂轮片并对之进行检测,建立实验数据表格,通过数据结果比对,验证本次设计检测仪的正确性及可行性。以上整个流程完整的设计了一台检测树脂砂轮片质量的设备。本课题研究旨在于融入现代设计手段,通过软件及硬件的设计相结合,运用成熟的三维制图软件、编程软件、结构分析软件设计出合理的检测仪。设计出的新型树脂砂轮片检测仪结构简单、自动化高、操作简便、测量结果准确,有效的实现了对树脂砂轮片的质量检测,能有效填补国内空白,并具有推广意义。同时新型树脂砂轮片检测仪的整个设计研发过程对其它设备研发也具有很好的参考价值。对于提高树脂砂轮片的质量及使用安全产生重要的影响。