摘要
随着制造业的快速发展，螺丝拧紧环节的自动化与智能化需求日益增加。本课题旨在设计一种智能拧螺丝装置控制系统，以提升螺丝拧紧的效率和精度。研究工作围绕智能拧螺丝装置的机械结构设计、控制系统硬件与软件设计展开，实现了螺丝的自动上料、精准取料、平移定位及拧紧控制。
论文采用模块化设计方法，通过机械结构设计、硬件选型与软件编程等手段，设计了一种智能拧螺丝装置控制系统。该系统采用STM32单片机为核心控制器，实现了螺丝的自动上料、精准取料、平移定位及拧紧控制。通过选用合适的步进电机和扭矩传感器，确保了系统的高精度和高可靠性。软件设计基于Keil5开发环境，实现了系统初始化、电机控制、扭矩采集与处理等功能。仿真测试验证了系统的 可行性与有效性，能够显著提升螺丝拧紧环节的自动化与智能化水平。研究结果对于推动自动螺丝机技术发展具有重要意义。
关键词：智能拧螺丝装置；控制系统；STM32单片机
目录
智能拧螺丝装置控制系统设计 I
Design of Intelligent Screw Control System II
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国内研究现状 1
1.2.2 螺丝机控制技术存在问题及发展趋势 3
1.3 课题研究的主要内容及章节安排 4
2 智能拧螺丝装置总体设计 5
2.1 智能拧螺丝装置机械结构设计方案 5
2.1.1 上料机构设计 6
2.1.2 取料机构设计 7
2.1.3 平移机构设计 8
2.2 拧紧控制法 9
2.3 控制系统方案设计 9
2.4 本章小结 10
3 控制系统硬件设计 11
3.1 设计目标与原则 11
3.2 单片机的选用 11
3.3 单片机最小系统 12
3.3.1 单片机最小系统 12
3.3.2 电源电路 13
3.3.3 滤波电路设计 14
3.3.4 时钟电路设计 14
3.3.5 BOOT 启动电路设计 15
3.3.6 SWD 程序下载调试电路设计 16
3.3.7 SWD程序下载调试电路设计 16
3.4 X/Y/Z轴电机选型 17
3.5 拧紧机构电机选型 18
3.5.1 螺钉预紧力计算 18
3.5.2 扭矩计算 18
3.5.3 电机的选择 18
3.6 扭矩传感器选型 19
3.7 系统控制流程 19
3.7.1 主函数控制流程 19
3.7.2 按键模块 20
3.7.3 电机驱动模块 21
3.7.4 蜂鸣器模块 22
3.8 本章小结 23
4 控制系统软件设计 24
4.1 软件介绍 24
4.2 程序编写以及说明 24
4.2.1 程序的创建 24
4.2.2 主要程序编写 25
4.3 本章小结 27
5 装置的仿真与调试 28
5.1 软件介绍 28
5.2 进行装置的仿真 29
5.3 本章小结 30
6 总结与展望 31
6.1 总结 31
6.2 展望 31
参考文献 32
致 谢 34
附录A 主函数程序 35
说明书
三维模型
Proteus仿真
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