王其煒 汽車天窗馬達(dá)檢測設(shè)備設(shè)計

1、上海電機(jī)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱 汽車天窗動力裝置檢測設(shè)備設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械電子工程(機(jī)電一體化方向) 班 級 BJ1207 學(xué) 號 姓 名 王其煒 指導(dǎo)教師 印松 定稿日期： 2016 年 02月23 日汽車天窗動力裝置檢測設(shè)備設(shè)計1.選題背景及其意義汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及人們對健康開車與舒適度要求的不斷提高，使得汽車天窗的需求日益增加；然而由于汽車零部件有嚴(yán)格的安全性和可靠性要求，零件需要經(jīng)過終檢合格才能使用。汽車天窗馬達(dá)作為汽車天窗的核心件，也需要經(jīng)過終檢才能裝配到汽車天窗上使用。因此設(shè)計一套汽車馬達(dá)天窗檢測系統(tǒng)是具有非常重要意義的。本課題的目標(biāo)是設(shè)計一套汽

2、車天窗馬達(dá)自動檢測設(shè)備,以滿足汽車工業(yè)自動化生產(chǎn)的需要。通過對設(shè)備關(guān)鍵部件的設(shè)計、計算和選用以及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計等工作,達(dá)到機(jī)電類專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計綜合能力考察的目的。2 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）據(jù)報道,我國自2009今年一月份以來,已經(jīng)超過美國成為世界第一大汽車市場,中國的汽車消費能力成持續(xù)增長的態(tài)勢。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及人們對健康與舒適度要求的不斷提高,使得汽車天窗的需求日益增加,然而由于汽車零部件有嚴(yán)格的安全性和可靠性要求,零件需要經(jīng)過終檢合格才能使用。汽車天窗馬達(dá)作為汽車天窗的核心部件,同樣需要經(jīng)過終檢才能裝配到汽車天窗上使用。汽車天窗作為行車換氣的便利設(shè)備，已經(jīng)逐漸成

3、為各個汽車廠家生產(chǎn)轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。世界上天窗著名的生產(chǎn)廠商有德國的偉巴斯特、德國的美馳、荷蘭的伊納帕、意大利的奧泰克天窗和美國的 ASC。國外最新開發(fā)的汽車天窗馬達(dá)測試系統(tǒng)中，不僅具有馬達(dá)的測試功能，而且也實現(xiàn)了馬達(dá)的裝配功能。其主要具有以下一些特點:1 設(shè)備體型小巧、外觀精美，自動化和集成化程度高； 2 實現(xiàn)了裝配和測試合二為一的功能；3 采用了上、下位機(jī)來實現(xiàn)功能，下位機(jī)多采用可編程控制器實現(xiàn)運動地控制和測試轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角地實現(xiàn)，上位機(jī)處理采集得到的數(shù)據(jù)和其他復(fù)雜的功能； 4 PLC 通過串口和上位機(jī)相連，PLC 將測得的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、采集的電流電壓值發(fā)送給上位機(jī)； 5 人機(jī)交互界面友好，測試項

4、目豐富可用于多個型號的天窗馬達(dá)地測試； 6 測試結(jié)果和數(shù)據(jù)集中在軟件界面上實時顯示。因此可以說汽車天窗馬達(dá)檢測是隨著汽車電子方向和人們對汽車舒適性能要求不斷向前發(fā)展的。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，人們要求在安全的基礎(chǔ)上，越來越要求在舒適程度上的滿足?，F(xiàn)在很多汽車行業(yè)的公司把產(chǎn)品的目標(biāo)放在汽車附屬的產(chǎn)品上，如德爾福（Delphi）、西門子 VDO 等，然而在天窗的開發(fā)上，國內(nèi)的公司并不是很多，現(xiàn)在技術(shù)都壟斷在國外的公司。所以設(shè)計、開發(fā)這樣一套檢測設(shè)備在國內(nèi)是非常必要的。3 研究內(nèi)容3.1汽車天窗馬達(dá)檢測的工作原理：馬達(dá)的驅(qū)動齒輪帶動安裝有磁粉制動器的負(fù)載軸轉(zhuǎn)動，而磁粉制動器會產(chǎn)生一定的扭矩來模擬馬達(dá)帶動

5、汽車天窗的工況，并通過實時采集馬達(dá)轉(zhuǎn)動時速度、轉(zhuǎn)距、工作電流和工作電壓等數(shù)據(jù)來綜合判定終檢馬達(dá)是否合格。3.2磁粉制動器是實現(xiàn)天窗馬達(dá)的模擬加載，它是根據(jù)電磁原理和利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的。具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基本成線性關(guān)系。在同滑差無關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單、無污染、無噪音、無沖擊振動節(jié)約能源等優(yōu)點。是一種多用途、性能優(yōu)越的自動控制元件。通過磁粉制動器提供外加負(fù)載給測試電機(jī)，當(dāng)軸上負(fù)載使電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降為0時，通過拉壓力傳感器的檢測方法測量轉(zhuǎn)矩。磁粉制動器結(jié)構(gòu)示意圖3.3增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小

6、。馬達(dá)轉(zhuǎn)動時通過編碼器測量轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過的角度，3.4馬達(dá)電流的測量，通過電流傳感器連接在電路中，通過PLC采集來測出馬達(dá)的工作電流。3.5要對汽車天窗馬達(dá)位移、轉(zhuǎn)矩進(jìn)行檢測，就必須輸出其運動和力，也即設(shè)計一套輸出軸與馬達(dá)連接，通過軸的加載實現(xiàn)對馬達(dá)的加載。檢測部分分為轉(zhuǎn)動力矩的測量，位置偏差的測量以及電路中馬達(dá)電流的測量，軸的設(shè)計。4 研究方案總體方案整個系充由裝配部分，模擬加載部分，驅(qū)動部分，數(shù)據(jù)采集處理部分，控制部分組成。裝配部分用于實現(xiàn)終檢馬達(dá)的裝配;模擬加載部分用于馬達(dá)運載工作時的模擬，通過過數(shù)據(jù)采集的模擬輸出量經(jīng)過信號放大電路來控制加載裝置(磁粉制動器)實現(xiàn)天窗馬達(dá)的模擬加載;馬達(dá)轉(zhuǎn)動

7、時通過編碼器測量轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過的角度，通過電流、電壓傳感器測量工作時的電流和電壓值;最后通過軟件在顯示器上圖形化的顯示所收集的數(shù)據(jù)，控制部分采用的是PLC程序控制系統(tǒng)，它支配著設(shè)備按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，來完成整個設(shè)備的功能。模擬加載示意圖運動流程：采集編碼器脈沖連接通訊口電機(jī)正轉(zhuǎn)壓住馬達(dá)推動平臺平臺還原松開馬達(dá)斷開通訊口電機(jī)停止加載粉慈制動器，采集數(shù)據(jù)5 進(jìn)度計劃2015.11 收集、研究資料2015.12 開題，擬訂總體設(shè)計方案2016.1-2 修改、完善開題報告；完成文獻(xiàn)翻譯2016.2.13-2016.3.31 系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計計算，繪制總裝配圖2016.4.1-2016.4.15 繪制主要零件的零件圖2016.4.16-2016.4.30 控制系統(tǒng)設(shè)計，繪制接線原理圖2016.5.1-2016.5.5 控制系統(tǒng)部分程序編寫2016.5.6-2016.5.20 撰