王其炜 汽车天窗马达检测设备设计

1、上海电机学院毕业设计（论文）开题报告课题名称 汽车天窗动力装置检测设备设计 学 院 机械学院 专 业 机械电子工程(机电一体化方向) 班 级 BJ1207 学 号 姓 名 王其炜 指导教师 印松 定稿日期： 2016 年 02月23 日汽车天窗动力装置检测设备设计1.选题背景及其意义汽车产业的快速发展以及人们对健康开车与舒适度要求的不断提高，使得汽车天窗的需求日益增加；然而由于汽车零部件有严格的安全性和可靠性要求，零件需要经过终检合格才能使用。汽车天窗马达作为汽车天窗的核心件，也需要经过终检才能装配到汽车天窗上使用。因此设计一套汽车马达天窗检测系统是具有非常重要意义的。本课题的目标是设计一套汽

2、车天窗马达自动检测设备,以满足汽车工业自动化生产的需要。通过对设备关键部件的设计、计算和选用以及电气控制系统设计等工作,达到机电类专业学生毕业设计综合能力考察的目的。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）据报道,我国自2009今年一月份以来,已经超过美国成为世界第一大汽车市场,中国的汽车消费能力成持续增长的态势。随着汽车产业的快速发展以及人们对健康与舒适度要求的不断提高,使得汽车天窗的需求日益增加,然而由于汽车零部件有严格的安全性和可靠性要求,零件需要经过终检合格才能使用。汽车天窗马达作为汽车天窗的核心部件,同样需要经过终检才能装配到汽车天窗上使用。汽车天窗作为行车换气的便利设备，已经逐渐成

3、为各个汽车厂家生产轿车的标准配置。世界上天窗著名的生产厂商有德国的伟巴斯特、德国的美驰、荷兰的伊纳帕、意大利的奥泰克天窗和美国的 ASC。国外最新开发的汽车天窗马达测试系统中，不仅具有马达的测试功能，而且也实现了马达的装配功能。其主要具有以下一些特点:1 设备体型小巧、外观精美，自动化和集成化程度高； 2 实现了装配和测试合二为一的功能；3 采用了上、下位机来实现功能，下位机多采用可编程控制器实现运动地控制和测试转速、转角地实现，上位机处理采集得到的数据和其他复杂的功能； 4 PLC 通过串口和上位机相连，PLC 将测得的转速、转矩、采集的电流电压值发送给上位机； 5 人机交互界面友好，测试项

4、目丰富可用于多个型号的天窗马达地测试； 6 测试结果和数据集中在软件界面上实时显示。因此可以说汽车天窗马达检测是随着汽车电子方向和人们对汽车舒适性能要求不断向前发展的。随着汽车行业的发展，人们要求在安全的基础上，越来越要求在舒适程度上的满足。现在很多汽车行业的公司把产品的目标放在汽车附属的产品上，如德尔福（Delphi）、西门子 VDO 等，然而在天窗的开发上，国内的公司并不是很多，现在技术都垄断在国外的公司。所以设计、开发这样一套检测设备在国内是非常必要的。3 研究内容3.1汽车天窗马达检测的工作原理：马达的驱动齿轮带动安装有磁粉制动器的负载轴转动，而磁粉制动器会产生一定的扭矩来模拟马达带动

5、汽车天窗的工况，并通过实时采集马达转动时速度、转距、工作电流和工作电压等数据来综合判定终检马达是否合格。3.2磁粉制动器是实现天窗马达的模拟加载，它是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的。具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系。在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。是一种多用途、性能优越的自动控制元件。通过磁粉制动器提供外加负载给测试电机，当轴上负载使电动机转速下降为0时，通过拉压力传感器的检测方法测量转矩。磁粉制动器结构示意图3.3增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小

6、。马达转动时通过编码器测量转速和转过的角度，3.4马达电流的测量，通过电流传感器连接在电路中，通过PLC采集来测出马达的工作电流。3.5要对汽车天窗马达位移、转矩进行检测，就必须输出其运动和力，也即设计一套输出轴与马达连接，通过轴的加载实现对马达的加载。检测部分分为转动力矩的测量，位置偏差的测量以及电路中马达电流的测量，轴的设计。4 研究方案总体方案整个系充由装配部分，模拟加载部分，驱动部分，数据采集处理部分，控制部分组成。装配部分用于实现终检马达的装配;模拟加载部分用于马达运载工作时的模拟，通过过数据采集的模拟输出量经过信号放大电路来控制加载装置(磁粉制动器)实现天窗马达的模拟加载;马达转动

7、时通过编码器测量转速和转过的角度，通过电流、电压传感器测量工作时的电流和电压值;最后通过软件在显示器上图形化的显示所收集的数据，控制部分采用的是PLC程序控制系统，它支配着设备按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，来完成整个设备的功能。模拟加载示意图运动流程：采集编码器脉冲连接通讯口电机正转压住马达推动平台平台还原松开马达断开通讯口电机停止加载粉慈制动器，采集数据5 进度计划2015.11 收集、研究资料2015.12 开题，拟订总体设计方案2016.1-2 修改、完善开题报告；完成文献翻译2016.2.13-2016.3.31 系统有关设计计算，绘制总装配图2016.4.1-2016.4.15 绘制主要零件的零件图2016.4.16-2016.4.30 控制系统设计，绘制接线原理图2016.5.1-2016.5.5 控制系统部分程序编写2016.5.6-2016.5.20 撰