機(jī)電產(chǎn)品課程設(shè)計(jì)塞拉門框焊接機(jī)器人工作站二維工作滑臺(tái)設(shè)計(jì)

《機(jī)電產(chǎn)品課程設(shè)計(jì)塞拉門框焊接機(jī)器人工作站二維工作滑臺(tái)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)電產(chǎn)品課程設(shè)計(jì)塞拉門框焊接機(jī)器人工作站二維工作滑臺(tái)設(shè)計(jì)（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 塞拉門框焊接機(jī)器人工作站二維工作滑臺(tái)設(shè)計(jì) 課 程 名 稱 機(jī)電產(chǎn)品課程設(shè)計(jì) 院（系、部、中心） 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 班 級(jí) 姓 名 學(xué)

2、 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 起 止 日 期 目錄 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 1、課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的 3 2、課程設(shè)計(jì)題目及要求 3 3、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、圖紙、實(shí)物樣品等要求〕 4 二、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)滾珠絲杠選擇與設(shè)計(jì) 5 1. 焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)滾珠絲杠選擇 5 2．絲杠選擇數(shù)值計(jì)算過(guò)程： 10 三、機(jī)器人工作滑臺(tái)與滾動(dòng)導(dǎo)軌副選擇與設(shè)計(jì) 12 1.直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的特點(diǎn)及要求 12 2.滾動(dòng)導(dǎo)軌副

3、的分類 13 3.導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和作用 13 4.直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算 14 5.滾動(dòng)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù) 15 四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 1.步進(jìn)電機(jī)的選擇 16 2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制 16 3.程序的編制 17 五、參考資料 20 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對(duì)以下幾方面的能力進(jìn)行鍛煉和培養(yǎng)：綜合運(yùn)用有關(guān)的理論知識(shí)，查閱相關(guān)資料,針對(duì)任務(wù)書指定的任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以加深對(duì)相關(guān)理論的理解，提高綜合應(yīng)用知識(shí)以及查閱技術(shù)資料的能力，培養(yǎng)解決

4、實(shí)際工程問(wèn)題的能力。 2、課程設(shè)計(jì)題目及要求 1、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)絲杠選擇與設(shè)計(jì) 設(shè)有一塞拉門框焊接機(jī)器人工作站，見(jiàn)塞拉門框架機(jī)器人焊接工作站簡(jiǎn)圖（附后），由于塞拉門框較長(zhǎng)，故需將焊接機(jī)器人置于二維工作滑臺(tái)之上，以加大焊接機(jī)器人的工作范圍，滿足塞拉門框焊接的需要。 滑臺(tái)總質(zhì)量Q=Q1+Q2+Q3，其中Q1為機(jī)器人本體質(zhì)量1XXXN，Q2為下滑臺(tái)質(zhì)量600N，Q3為上滑臺(tái)質(zhì)量300N，下滑臺(tái)移動(dòng)速度為120mm/s, 下滑臺(tái)移動(dòng)最大距離L=2XXXmm,軸向移動(dòng)誤差小于等于±0.05mm,使用壽命為15000h，試選定絲桿傳動(dòng)形式，精度等級(jí)選擇，間隙調(diào)整與預(yù)緊方式選擇，止動(dòng)方

5、式選擇，支撐方式設(shè)計(jì)選擇，潤(rùn)滑和密封的設(shè)計(jì)選擇，計(jì)算選擇絲杠型號(hào)，校核系統(tǒng)壓桿穩(wěn)定性。   2、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)與滾動(dòng)導(dǎo)軌副選擇與設(shè)計(jì) 機(jī)器人本體底面為矩形350×350 mm2, 底座厚度為60mm，使用的螺栓為 mm, 螺栓中心距4 -310×310 mm2,其余同上。 3、按（1）中的焊接機(jī)器人工作站及所涉工況，試設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng)。 1）步進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算，確定步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)； 2）進(jìn)行控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)與方案論證。 注：XXX為每位學(xué)生學(xué)號(hào)的末三位，請(qǐng)?jiān)谠O(shè)計(jì)時(shí)使用。 3、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、圖紙、實(shí)物樣品等要求〕

6、 1、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)絲杠選擇與設(shè)計(jì):        1）選擇、設(shè)計(jì)過(guò)程與計(jì)算說(shuō)明；        2）機(jī)器人工作滑臺(tái)絲桿副運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（參見(jiàn)教材P29），粘貼在計(jì)算說(shuō)明書 內(nèi)A，圖中標(biāo)出各構(gòu)件號(hào)1、2、3......n；        3）絲杠支承結(jié)構(gòu)圖（參見(jiàn)教材P27-32），A3圖，按裝配圖要求，有明細(xì)表，標(biāo)題欄有設(shè)計(jì)，校核，批閱欄等 ，粘貼在計(jì)算說(shuō)明書內(nèi)。 2、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)與滾動(dòng)導(dǎo)軌副選擇與設(shè)計(jì)  1）

7、選擇、設(shè)計(jì)過(guò)程與計(jì)算說(shuō)明；    2）機(jī)器人工作滑臺(tái)絲桿副運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（參見(jiàn)教材P29），粘貼在計(jì)算說(shuō)明書內(nèi)，圖中標(biāo)出各構(gòu)件號(hào)1、2、3......n；       3）絲杠支承結(jié)構(gòu)圖（參見(jiàn)教材P27-32），A3圖，按裝配圖要求，有明細(xì)表，標(biāo)題欄有設(shè)計(jì)，校核，批閱欄等 ，粘貼在計(jì)算說(shuō)明書內(nèi)。 3、按題1中的焊接機(jī)器人工作站及所涉工況，試設(shè)計(jì)其單片機(jī)控制系統(tǒng)。 1）控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)（A3圖）；其中擴(kuò)展一片8155，利用PA、PB口各控制一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。 2）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖設(shè)計(jì)（A3圖）。 3）控制程序流程圖（A4

8、圖）；編寫程序清單。 5、應(yīng)提交的成果形式： 1）機(jī)電產(chǎn)品課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份,打印文擋（含目錄，所編程序附后，≧5千字）； 2）控制系統(tǒng)原理圖和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖各1份（2張A3圖）附后。 二、焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)滾珠絲杠選擇與設(shè)計(jì) 1. 焊接機(jī)器人工作滑臺(tái)滾珠絲杠選擇 1） 絲杠傳動(dòng)形式選擇 絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它主要用來(lái)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有以傳遞能量為主的（如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)龋?，也有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的（如工作臺(tái)的進(jìn)給絲杠），還有調(diào)整零件之間相對(duì)位置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等（如螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）。 絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)摩擦機(jī)

9、構(gòu)，滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，制造成本底，具有自鎖功能，但其摩擦阻力矩大，傳動(dòng)效率底（30%-40%）。滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，但其最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力矩小，傳動(dòng)效率高（92%-98%）其具有螺旋槽的絲桿與螺母之間裝有中間傳動(dòng)元件——滾珠。絲杠與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合情況有四種基本形式：螺母固定絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)；絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)；螺母轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠移動(dòng)；絲杠固定螺母移動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。 滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件，其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是傳統(tǒng)滑動(dòng)絲杠的進(jìn)一步延伸發(fā)展。這一發(fā)展的深刻意義如同滾動(dòng)軸承對(duì)滑動(dòng)軸承所帶來(lái)得改變一樣

10、。滾珠絲杠副因優(yōu)良的摩擦特性使其廣泛的運(yùn)用于各種工業(yè)設(shè)備、精密儀器、精密數(shù)控機(jī)床。尤其是近年來(lái)，滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床直線驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元，在機(jī)床行業(yè)得到廣泛運(yùn)用，極大的推動(dòng)了機(jī)床行業(yè)的數(shù)控化發(fā)展。這些都取決于其具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)良特性： 滾珠絲杠副發(fā)熱率低，溫升小以及在加工過(guò)程中對(duì)絲杠采取預(yù)拉伸并預(yù) ；緊消除軸向間隙等措施，使絲杠副具有高的定位精度和重復(fù)定位精度；傳動(dòng)效率高、定位精度高、傳動(dòng)可逆性、使用壽命長(zhǎng)、同步性能好等優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求所選傳動(dòng)形式為絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)的滾珠絲杠。特點(diǎn)是需要限制螺母的傳動(dòng)，需要導(dǎo)向裝置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，絲桿剛性較好，適用于工作行程較大的場(chǎng)合。

11、2）滾珠循環(huán)方式的選擇 滾珠絲杠副中滾珠的循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。內(nèi)循環(huán)方式的滾珠在循環(huán)過(guò)程中始終與絲杠表面保持接觸。內(nèi)循環(huán)方式的優(yōu)點(diǎn)是滾珠循環(huán)的回路短、流暢性好、效率高、螺母的徑向尺寸也較小。其不足是反向器加工困難、裝配調(diào)整也不方便。外循環(huán)方式中的滾珠在循環(huán)反向時(shí)，離開絲杠螺紋滾道，在螺母體內(nèi)或體外做循環(huán)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樵摻z杠用于焊接機(jī)器人工作站，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)較頻繁，負(fù)載不大。內(nèi)循環(huán)中的螺紋預(yù)緊螺母式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、容易制造，精度符合要求，所以選用此方式。 3）精度等級(jí)的選擇 根據(jù)JB/T3162.2-91標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)滾珠絲杠副的精度分成六個(gè)等級(jí)，即 C，D，E，F(xiàn)，G，H級(jí)。最

12、高精度為C級(jí)，最低精度為H級(jí)；而JB/T3162.2-1991為1，2，3，4，5，7，10共七個(gè)等級(jí)，最高為1級(jí)，最低為10級(jí)。由于是采用開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)，絲杠傳動(dòng)距離為2734㎜，由上表可得：根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求可選用4級(jí)。 4）間隙的調(diào)整與預(yù)緊方式選擇 滾珠絲杠副在負(fù)載時(shí)，其滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形。換向時(shí)，其軸向間隙會(huì)引起空回，這種空回是非連續(xù)的，既影響傳動(dòng)精度，又影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，有五種調(diào)整預(yù)緊系統(tǒng)方法雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式，雙螺母螺紋預(yù)緊式，雙螺母齒差調(diào)整預(yù)緊式，彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式，單螺母變位導(dǎo)程自頂緊式和單螺母滾珠過(guò)盈預(yù)緊式。雙螺母螺紋調(diào)整預(yù)緊

13、式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單剛度高、預(yù)緊可靠，使用中調(diào)整方便?？紤]到本次設(shè)計(jì)精度要求不高，可以盡量選擇較簡(jiǎn)單的預(yù)緊形式，故本設(shè)計(jì)采用雙螺母螺紋預(yù)緊式。 5）支撐方式選擇 絲杠的軸承組合及軸承座以及其它剛性零件的連接不足，將嚴(yán)重軸承絲杠副的傳動(dòng)精度和剛度。為了提高軸向剛度，常用以推力軸承為主的軸承組合來(lái)支承絲杠，當(dāng)軸向載荷較小時(shí)，也可用角接觸球軸承來(lái)支承絲杠。支承方式有單推—單推式，雙推--雙推式，雙推—簡(jiǎn)支式，雙推--自由式。其中雙推—簡(jiǎn)支式兩端可預(yù)拉伸安裝，預(yù)緊力小，軸承壽命較高，試用于中速傳動(dòng)精度較高的長(zhǎng)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中滑臺(tái)距離較長(zhǎng)，即絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)較長(zhǎng)，故選擇這種傳動(dòng)方式。因軸向載荷較小，

14、選擇角軸承作為雙推支點(diǎn)，簡(jiǎn)支端為深溝球軸承。因轉(zhuǎn)速不高，軸承采用脂潤(rùn)滑。 6）止動(dòng)方式的選擇 因滾珠絲杠傳動(dòng)效率高，無(wú)自鎖作用，故在垂直安裝狀態(tài)，必須設(shè)置防止因驅(qū)動(dòng)力中斷而發(fā)生逆?zhèn)鲃?dòng)的自鎖、制動(dòng)或重力平衡裝置。常用的制動(dòng)裝置有體積小、重量輕、易于安裝的超越離合器。本運(yùn)動(dòng)無(wú)垂直運(yùn)動(dòng)，無(wú)需制動(dòng)裝置。 7）潤(rùn)滑和密封方式的設(shè)計(jì)選擇 滾珠絲杠副可用防塵密封圈或防護(hù)套密封來(lái)防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠副，使用潤(rùn)滑劑來(lái)提高其耐磨性及傳動(dòng)效率，從而維護(hù)其傳動(dòng)精度、延長(zhǎng)其使用壽命。密封圈有接觸式和非接觸式兩種，將其裝在滾珠螺母的的兩端即可。接觸式密封圈用具有彈性的耐油橡膠或尼龍等材料制

15、成，因此有接觸壓力并產(chǎn)生一定的摩擦力矩，但其防塵效果好。 為使?jié)L珠絲杠副能充分發(fā)揮機(jī)能，在其工作狀態(tài)下，必須潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式主要有以下兩種： （1）脂潤(rùn)滑：潤(rùn)滑脂的給脂量一般是螺母內(nèi)部空間容積的1/3，部分滾珠絲杠副出廠時(shí)在螺母內(nèi)部已加注GB7324-94 2#鋰基潤(rùn)滑脂； （2）油潤(rùn)滑：潤(rùn)滑油的給油量標(biāo)準(zhǔn)如表16所示，但是隨行程、潤(rùn)滑油的種類、使用條件（熱抑制量）等的不同而有所變化。請(qǐng)注意使用。在這里選用潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油的給油量標(biāo)準(zhǔn)（間隔3分鐘） 8）承載能力的選擇 計(jì)算作用于絲杠軸向最大動(dòng)載荷Ca，然后根據(jù)Ca值選擇絲杠副型號(hào)。 Ca= fhfwfmax  &

16、#160;                     式中：L——滾珠絲杠壽命系數(shù)，(單位為1 轉(zhuǎn)，如1.5則為150萬(wàn)轉(zhuǎn))。L=60nT/ （其中T為使用壽命時(shí)間，h），普通機(jī)械為5000——10000h、數(shù)控機(jī)床及其他機(jī)電一體化設(shè)備及儀器裝置為15000h、航空機(jī)械為1000h； fw——載荷系數(shù)（平穩(wěn)或輕度沖擊時(shí)為1.0——1.2，中等沖擊時(shí)為1.2——1.5，較大沖擊或振動(dòng)時(shí)為1.5—

17、—2.5）； fh——硬度系數(shù)（HRC>=58時(shí)為1.0，等于55時(shí)為1.11，等于52.5時(shí)為1.35，等于50時(shí)為1.56，等于45時(shí)為2.40）。 絲桿傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 2．絲杠選擇數(shù)值計(jì)算過(guò)程： 絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算 焊接機(jī)器人質(zhì)量，上滑臺(tái)質(zhì)量，下滑臺(tái)質(zhì)量 ，最快速度，滑臺(tái)移動(dòng)最大距離，軸向移動(dòng)誤差小于等于，使用壽命， 絲杠副的工作載荷： （1） 絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算： 滾動(dòng)絲杠摩擦系數(shù)： 滾動(dòng)絲杠摩擦力： 設(shè)：讓滑臺(tái)在0.1秒內(nèi)加速到0.12 m/s 由 即

18、 牽引力： 總工作負(fù)載： 設(shè)傳動(dòng)效率： 軸向載荷計(jì)算公式： 按表查得，取=1.1，=1.0，=1.0 求得載荷 （2）根據(jù)壽命條件計(jì)算額定動(dòng)載荷，初選導(dǎo)程，可得 （3）根據(jù)必須的額定動(dòng)載荷選擇絲杠副尺寸，由≥查絲杠標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)得如下規(guī)格： 考慮各種因素，初選FNZD4005—3內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式墊片預(yù)緊滾珠絲杠副，其中： 公稱直徑： 導(dǎo)程： 螺旋角： 滾珠直徑： 螺紋滾道半徑：=0.52=0.52×3.5= 1.82 偏心距：=0.707(-/2)=0.707×

19、(1.82-3.5/2)=0.049 絲杠底徑：=+2-2 = 40+2×0.049-2×1.82=36.46 （4）穩(wěn)定性驗(yàn)算： 假設(shè)為雙推-簡(jiǎn)支（F-S），因?yàn)榻z杠較長(zhǎng)，所以用壓桿穩(wěn)定來(lái)求臨界載荷 = 式中 ----絲杠的彈性模量，對(duì)于鋼=206GPa； ----絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性轉(zhuǎn)矩，==； ----長(zhǎng)度系數(shù)，兩端用鉸接時(shí)，=2/3； 取絲杠長(zhǎng)： =2.7 所以 ===5.44× 故 ＞＞[S] 絲杠是安全的不會(huì)失穩(wěn)。 三、機(jī)器人工作滑臺(tái)與滾動(dòng)導(dǎo)軌副選擇與設(shè)計(jì)

20、 1.直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的特點(diǎn)及要求 1）特點(diǎn)： （1）摩擦系數(shù)小，運(yùn)動(dòng)靈活； （2）動(dòng)靜摩擦系數(shù)相同，因而啟動(dòng)阻力小，不易產(chǎn)生爬行； （3）可以預(yù)緊，剛度高； （4）壽命長(zhǎng)； （5）精度高； （6）潤(rùn)滑方便，可以采用脂潤(rùn)滑，一次裝填，長(zhǎng)期使用； （7）由專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購(gòu)選用。 2）基本要求：（1）導(dǎo)向精度；（2）耐磨性；（3）剛度；（4）工藝性 由于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的特殊結(jié)構(gòu)，使其具有垂直向上、向下和左右水平四方向額定載荷相等（見(jiàn)圖）,且額定載荷大，剛性好，剛度高，三個(gè)方向抗顛覆力矩能力大，適用于各種載荷機(jī)床。本次設(shè)計(jì)選用此型號(hào)的滾動(dòng)直線

21、導(dǎo)軌副。 2．滾動(dòng)導(dǎo)軌副的分類 直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的滾動(dòng)體有循環(huán)和不循環(huán)兩種類型。這兩種類型又將導(dǎo)軌副分成多種形式。 按照滾動(dòng)體不循環(huán)的有滾珠導(dǎo)軌副，滾針導(dǎo)軌副，圓柱滾子導(dǎo)軌副等；滾動(dòng)體循環(huán)的有筏子導(dǎo)軌塊，滾動(dòng)花鍵副，直線運(yùn)動(dòng)球軸承及其支承，滾珠導(dǎo)軌塊。 3.導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和作用 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副包括導(dǎo)軌條和滑塊兩部分，主要功用是導(dǎo)向和承載。導(dǎo)軌通常為兩根，裝在支承件上。每根導(dǎo)軌條上有兩個(gè)滑塊，固定在移動(dòng)件上，如移動(dòng)件較長(zhǎng)，也可在一根導(dǎo)軌條上裝3個(gè)或3個(gè)以上滑塊。如移動(dòng)件較寬，也可以用3根或3根以上的導(dǎo)軌條。如果移動(dòng)件的剛度較高，則少裝為好。 在兩條導(dǎo)軌條中，一條為基準(zhǔn)導(dǎo)軌，上面

22、有基準(zhǔn)面，滑塊上有基準(zhǔn)面；另一條為從動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌材料選擇低合金鑄鐵。 滾動(dòng)導(dǎo)軌簡(jiǎn)圖 4.直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算 （1）下滑臺(tái)滾動(dòng)導(dǎo)軌副計(jì)算 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與滾動(dòng)軸承相仿，以在一定的載荷下行走一定的距離，90%的支承不發(fā)生點(diǎn)蝕為依據(jù)。這個(gè)載荷稱為滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷，可從產(chǎn)品樣本中查到。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的主要參數(shù)，其中為額定動(dòng)載荷，為額定靜載荷（KN）。這個(gè)行走距離稱為滾動(dòng)導(dǎo)軌的距離額定壽命，它可以根據(jù)滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷用下面公式進(jìn)行計(jì)算： 滾動(dòng)體為球時(shí) 式中：為滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命（km）； 為額定動(dòng)載荷（N），初

23、選滾動(dòng)導(dǎo)軌型號(hào)后，可以從樣本中查出 初選導(dǎo)軌為GGB20AA型導(dǎo)軌。額定動(dòng)載荷=13.70KN額定靜載荷=19.27KN。導(dǎo)軌參數(shù)如工程圖。 為每個(gè)滑塊上的工作載荷（N）；F=/4 = 80.873N 查表得，取=1.0，=1，=0.81，=1.5 計(jì)算可得: 如果把距離額定壽命換算為小時(shí)額定壽命，則 = 式中S為移動(dòng)件行程長(zhǎng)度（m）；為移動(dòng)件每分鐘往復(fù)次數(shù)（min）為安全起見(jiàn)，取，可得 設(shè)計(jì)所需時(shí)間15000，滿足設(shè)計(jì)要求，初選的導(dǎo)軌可用。 5.滾動(dòng)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù) 要注意工作環(huán)境與裝配過(guò)程中的清潔，不要有鐵屑、雜質(zhì)、灰塵等粘附在導(dǎo)軌副

24、上。若工作環(huán)境有粉塵時(shí)，除利用導(dǎo)軌的密封外，還應(yīng)考慮增加防塵裝置。如下圖所示。 潤(rùn)滑的主要目的是減小摩擦和磨損以防止過(guò)熱，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)能力。當(dāng)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)速度為高速時(shí)（V≥15m/min）,推薦使用N32潤(rùn)滑油（GGB443-84），40℃時(shí)28.5~35.2cst,相當(dāng)于舊標(biāo)準(zhǔn)的20號(hào)機(jī)械油，定期潤(rùn)滑油或接油管強(qiáng)制潤(rùn)滑（如下圖所示）。低速時(shí)（V<15m/min）推薦使用鋰基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。本次設(shè)計(jì)的最高時(shí)速為2m/min，所以選用脂潤(rùn)滑。 四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.步進(jìn)電機(jī)的選擇 （1）初步選擇步進(jìn)電機(jī)四相八拍，步距角為1.5的反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。取安全

25、系數(shù)K=1.3，則電機(jī)所需輸出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J0= 初選電機(jī)型號(hào)：110BYG4601 技術(shù)參數(shù)：步距角為1.5，四相八拍，轉(zhuǎn)矩13，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量11.3 電機(jī)傳動(dòng)比公式： 已知所選，電機(jī)直聯(lián) 可得脈沖當(dāng)量：誤差0.05，可選此電機(jī)。電機(jī)步矩角運(yùn)算公式： （2）電機(jī)轉(zhuǎn)矩驗(yàn)算 查表得，齒輪傳動(dòng)效率：,絲杠傳動(dòng)效率 總的傳動(dòng)效率： 傳遞功率：×0.12=35 電機(jī)所需功率： 轉(zhuǎn)矩： 2．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與配套使用的驅(qū)動(dòng)電源有密切關(guān)系,驅(qū)動(dòng)電源由脈沖分配器、功率放大器等組成。驅(qū)動(dòng)電源是將變頻信號(hào)源送來(lái)的脈沖信號(hào)及方向信號(hào)

26、按要求的配電方式自動(dòng)地循環(huán)供給電動(dòng)機(jī)各相繞組，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子正反向旋轉(zhuǎn)。變頻信號(hào)源是可提供從幾赫茲到幾萬(wàn)赫茲的頻率信號(hào)連續(xù)可調(diào)的脈沖信號(hào)發(fā)生器。連續(xù)可調(diào)的脈沖信號(hào)發(fā)生器。 3．程序的編制 （1）四相八拍分配狀態(tài) 轉(zhuǎn)向 1-2相通電 CP D C B A 代碼 轉(zhuǎn)向 正 A 0 0 0 0 1 01H 反 AB 1 0 0 1 1 03H B 2 0 0 1 0 02H BC 3 0 1 1 0 06H C 4 0 1 0 0 04H CD 5 1 1 0 0 0CH D

27、 6 1 0 0 0 08H DA 7 1 0 0 1 09H A 8 0 0 0 1 01H （2）程序 COM XDATA 4000H PA XDATA 4001H PB XDATA 4002H ORG 1000H MOV DPTR,#COM MOV A,#03H MOVX @DPTR,A MAIN: MOV A,#0FFH LCALL MOTOR1 LCALL MOTOR2 LOOP: JNB P1.0,C1A JNB P1.1,C1B JNB P1.2,C2

28、A JNB P1.3,C2B SJMP LOOP C1A: LCALL DELAY JNB P1.0,C1A0 C1B: LCALL DELAY JNB P1.1,C1B0 C2A: LCALL DELAY JNB P1.2,C2A0 C2B: LCALL DELAY JNB P1.3,C2B0 C1A0: MOV R0,#00H C1A1: MOV A,R0 LCALL TAB JZ C1A0 CPL A LCALL MOTOR1 JNB P1.1,C1B

29、JNB P1.2,C2A JNB P1.3,C2B LCALL DELAY INC R0 SJMP C1A1 C1B0: MOV R0,#09H C1B1: MOV A,R0 LCALL TAB JZ C1B0 CPL A LCALL MOTOR1 JNB P1.0,C1A JNB P1.2,C2A JNB P1.3,C2B LCALL DELAY INC R0 SJMP C1B1 C2A0: MOV R0,#00H C2A1: MOV

30、 A,R0 LCALL TAB JZ C2A0 CPL A LCALL MOTOR2 JNB P1.0,C1A JNB P1.1,C1B JNB P1.3,C2B LCALL DELAY INC R0 SJMP C2A1 C2B0: MOV R0,#09H C2B1: MOV A,R0 LCALL TAB JZ C2B0 CPL A LCALL MOTOR2 JNB P1.0,C1A JNB P1.1,C1B JNB P1.

31、2,C2A LCALL DELAY INC R0 SJMP C2B1 MOTOR1:MOV DPTR,#PA MOVX @DPTR,A RET MOTOR2:MOV DPTR,#PB MOVX @DPTR,A RET DELAY: MOV R6,#40 DL1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,DL1 RET TAB: MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR RET TABLE: DB 01

32、H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,09H DB 00H DB 09H,08H,0CH,04H,06H,02H,03H,01H DB 00H END 五、參考資料   [1]張建民。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2004   [2]王信義. 機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè). 第二版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [3]徐泳龍.單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [4]焦振學(xué).微機(jī)數(shù)控技術(shù). 北京：北京理工大學(xué)出版社，2004 [5] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 第二版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社

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