全自动鞭炮插引系统的设计与分析

【摘要】爆竹烟花为高危生产行业，目前机械自动化水平低，用工荒问题日益严重。国内还未出现成熟的鞭炮全自动插引设备，这块市场暂时处于空白。政府对鞭炮行业安全生产的监管日益严格，准入性门槛越来越高，鞭炮企业用工荒、安全性得不到保障、自身经济效益低下等问题迫切要求鞭炮生产产家加快自动化生产的步伐。本文针对目前市场上鞭炮机械不能实现插引过程全自动流水线生产，且鞭炮插引生产过程中安全性低等问题，采用机电一体化系统设计的思想，设计并研制出了一套全自动鞭炮插引设备。通过鞭炮饼的全自动输送上料、夹紧定位、进给、插引、转位、等一体化动作，达到了鞭炮饼定位准确，插引可靠性高的要求，实现了鞭炮饼的全自动插引，并保证了鞭炮插引的安全性生产，大大减少了人工服务，提高了生产效率，降低了生产成本。本文对全自动鞭炮插引机进行了系统的分析，对其整体造型、机械结构和控制系统进行了设计。本文的主要工作如下：(1)基于鞭炮全自动插引机的功能要求和技术指标，根据模块设计方法提出鞭炮全自动插引机的总体设计方案及各模块组件的设计方案，并针对各模块组件完成了详细的结构设计。(2)应用蒙特卡洛方法，基于MATLAB软件，对旋转组件中的定位夹紧机构进行了运动精度可靠性分析。根据定位夹紧机构中构件的尺寸误差分布函数进行一系列的抽样,结合机构运动学的数学模型，计算出对应的误差转角，统计出机构运动误差小于许用运动误差的次数，得到了定位夹紧机构不同运动精度要求下可靠性的值。(3)基于鞭炮全自动插引机的功能要求和技术指标，对全自动鞭炮插引机控制系统的总体方案进行了研究。对总体方案各硬件模块进行了设计，给出了全自动鞭炮插引系统的软件设计和程序实现方案，并对步进电机模块控制各机构运动的执行情况进行了现场试验。(4)对本文所设计并研制的全自动鞭炮插引机进行了产品的经济效益分析。首先针对本产品面向的市场进行了调查，明确本产品的市场定位。分析了本产品的特点、与主要竞争企业同类产品的比较竞争优势、主要获利模式以及购买方和使用方的经济效益等问题。
【作者】徐鼎盛；
【导师】卿启湘；程邦宇；
【作者基本信息】湖南大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】全自动鞭炮插引机；结构设计；运动精度可靠性；单片机；经济效益分析；

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