滚齿机刀夹具识别硬件设计和应用-机械电子工程专业论文.docxVIP

重庆大学 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 PAGE PAGE IV and obtained a good effect. Keywords: gear hobbing machine, hobs and fixtures management, two-dimensional bar code, RFID, servo drive device 重庆大学硕 重庆大学硕士学位论文 目 录 目 录 中文摘要I 英文摘要 II 1 绪 论 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外现状研究 2 1.2.1 刀夹具管理现状研究 2 1.2.2 刀夹具自动识别研究现状 3 1.2.3 国内外研究现状分析 5 1.3 论文研究的意义及课题来源 6 1.3.1 论文研究的目的及意义 6 1.3.2 论文研究的课题来源 7 1.4 论文研究的主要内容 7 2 滚齿机刀夹具识别系统总体设计 9 2.1 滚齿机刀夹具识别的特点及需求分析 9 2.1.1 滚齿机刀夹具识别的特点分析 9 2.1.2 滚齿机刀夹具识别的需求分析 10 2.2 滚齿机刀夹具识别运行模式概述 10 2.3 滚齿机刀夹具识别总体方案 13 2.3.1 滚齿机刀夹具识别方法的选择 13 2.3.2 滚齿机刀夹具识别方案 13 2.4 本章小结 15 3 滚齿机刀夹具识别关键技术 16 3.1 滚齿机刀夹具自动识别技术 16 3.1.1 基于 RFID 的刀夹具自动识别技术 16 3.1.2 基于二维条码技术的滚刀识别技术 18 3.2 刀夹具识别硬件装置的设计及安装技术 22 3.2.1 刀杆识别及安装 22 3.2.2 夹具识别及安装 24 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _TOC_250002 3.3 基于西门子 S7-300PLC 的刀夹具识别自动化控制技术 26 HYPERLINK \l _TOC_250001 3.3.1 基于 S7-300 PLC 的刀夹具信息读取及轴的转动控制技术 27 HYPERLINK \l _TOC_250000 3.3.2 伺服驱动定位模块 FM354 的伺服电机控制技术 31 3.4 刀夹具信息的自动上传技术 34 3.4.1 数控系统与智能终端的信息交互技术 34 3.4.2 串口通信技术在刀夹具识别中的应用 35 3.5 本章小结 37 4 滚齿机刀夹具识别实现 38 4.1 滚齿机刀夹具识别实现开发环境 38 4.1.1 硬件平台 38 4.1.2 软件平台 38 4.2 设备选型 38 4.2.1 RFID 设备选型 38 4.2.2 伺服电机 39 4.2.3 二维条码扫描枪 40 4.3 RFID 识别系统与数控机床的组态 41 4.4 刀夹具信息的读取及轴的转动控制实现 43 4.4.1 刀夹具信息的读取 43 4.4.2 轴的转动控制实现 43 4.4.3 伺服传动装置控制 45 4.5 刀夹具信息自动上传的实现 49 4.5.1 智能终端与数控滚齿机信息交互的实现 49 4.5.2 利用串口通讯实现刀夹具信息的上传 51 4.6 系统运行 52 4.7 本章小结 54 5 结 论 55 致 谢 57 参考文献 58 附 录 61 A. 攻读硕士学位期间参加的科研项目 61 B. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文及申请的专利 61 C. 攻读硕士学位期间获奖情况 61 重庆大学 重庆大学硕士学位论文 1 绪 论 PAGE PAGE 10 1 绪 论 1.1 研究背景 随着计算机技术、网络技术、传感器技术等先进技术在制造装备上的应用， 传统制造业正面临着深刻的变革，逐步朝着信息化、智能化的方向发展。因此， 各工业发达国家都对此做了规划布局及研究。如美国国家科学基金（NSF）对制造 过程中的智能决策、基于 multi-agent 的智能协作求解、智能并行设计、物流传输 的智能自动化等领域做了诸多研究[ 1 ];制造业强国德国，先后启动了智能工厂 （Smart factory）项目[2]及投入达 2 亿欧元的工业 4.0（Industry 4.0）项目[3]。 我国是一个制造业大国，制造业是国民经济的动脉产业[4]。2010 年，我国制 造业总产值超越美国，成为世界制造业第一大国，同时，我国制造业有 200 多种 产品产量居世界首位，工业制成品出口规模世界第一。但我国并不是一个制造强 国，在高精尖制造领域，核心技术依然被发达国家垄断。在全球制造业信息化、 智能化的发展浪潮中，我国政府充分认识到智能制造装备的重要战略地位，已出 台推动智能制造装备的产业化水平提