随着科技和经济的高速发展,人们的生活水平大幅提高,家电产品的保有量逐年攀升,使用周期却越来越短。近年来,空调器、电冰箱、电冰柜以及除湿器等的保有量、报废量日益增加,但目前对报废的制冷类家电的回收处理能力尚显不足,瓶颈之一就是其核心部件压缩机的开壳拆解。为此,项目组研制了一种专用的压缩机壳体智能拆解设备,作者重点研发了拆解设备的控制系统,所完成的研究工作主要如下:(1)拟定了家电压缩机智能拆解的工艺流程,完善了拆解设备的机械结构。针对压缩机截面形状的复杂多样性,确定智能拆解工艺为:切割刀具自动识别焊缝后,切入设定深度,控制系统根据传感器位移保持切割深度恒定,控制压缩机回转一周,从而完成拆解任务。对X向、Z向和回转方向三个进给传动机构的伺服电动机进行了计算和选型,并配置了合适的驱动器。研发了压缩机专用夹具,实现了不同形状压缩机的快速装夹。(2)研发了家电压缩机智能拆解设备的控制系统。将控制系统的硬件电路规划为中央控制单元、运动控制单元、位置检测单元、人-机交互单元以及报警保护单元等5个部分。重点选择了激光测距传感器、镜面反射传感器以及系统的主控芯片。设计了详细的系统硬件电路,包括存储器、I/O口、A-D转换、D-A转换以及人-机界面等。(3)编制了家电压缩机智能拆解设备控制系统的相关软件。包括基本功能、参数控制功能、逻辑控制功能、检测识别功能以及报警保护功能等。设计了控制系统的主程序以及主要软件模块,包括伺服电动机运动控制程序、镜面反射传感器信号采集程序、激光测距传感器位移采集程序、拆解刀具转速控制程序,以及人-机接口程序等。在软件上,还采用了输入信号重复检测、输出信号刷新输出,以及软件滤波等措施,大大提高了系统的抗干扰性能。(4)在家电压缩机智能拆解设备的样机上进行了压缩机拆解实验。结果表明,焊缝高度识别误差控制在0.1mm之内,轮廓跟随误差不超过1mm,系统的可靠性满足国家机床质量监督检验中心制定的21项标准。批量拆解实验结果显示,所研制的控制系统可用性好、可靠性高,设备整体满足家电压缩机开壳拆解要求。