畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)班級姓名一、課題名稱：機(jī)器人焊縫跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、主要技術(shù)指標(biāo)：用于機(jī)器人焊接過程中的焊縫跟蹤1)二維滑臺滑動范圍:5005002)最高移動速度：1mm/s3)最高移動速度：50mm/s4)開環(huán)定位精度：0.02mm三、主要工作內(nèi)容：1）課題研究與發(fā)展趨勢2）二維滑臺機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)3）維滑臺的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4）KPCI882控制卡的功能說明與圖紙四、主要參考文獻(xiàn)：1張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京理工大學(xué)出版社.19962林述溫.機(jī)電裝備設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20003徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社.20044葉偉昌.機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計(jì)手冊C.機(jī)械工業(yè)出版社.20015成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊C.化學(xué)工業(yè)出版社.2002學(xué)生（簽名）年月日指導(dǎo)教師（簽名）年月日教研室主任（簽名）年月日系主任（簽名）年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告設(shè)計(jì)（論文）題目機(jī)器人焊縫跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)一，選題的背景和意義：計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動控制新技術(shù)推動著工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了一種PC技術(shù)的運(yùn)動控制，為開發(fā)和制造工業(yè)自動化設(shè)備提供了高效率的手段。這也必將促使我國的機(jī)電一體化技術(shù)水平不斷提高，使我們的生活更美好。二，課題研究的主要內(nèi)容：機(jī)器人焊縫自動化過程中，運(yùn)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心，所以研究運(yùn)動控制卡是主要的一方面。大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，所以研究運(yùn)動控制卡是主要的一方面。一般地，運(yùn)動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)，要完成自動化過程，就要需要從以上的點(diǎn)一步一個腳印探索。三，主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：1、要求將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際，設(shè)計(jì)合理、實(shí)用；2、驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械及電氣系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，選擇合適的零部件、元器件；3、設(shè)計(jì)驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械總裝配圖；電氣系統(tǒng)電路圖；4、匯編語言控制程序的設(shè)計(jì)；5、編制設(shè)計(jì)說明書。四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時間（迄止日期）工作內(nèi)容2009.8.12009.8.3查閱相關(guān)圖書資料，并做好有關(guān)記錄。同時在網(wǎng)上搜尋相關(guān)信息，下載有用的資料。2009.8.42009.8.5寫好開題報告，準(zhǔn)備論文材料2009.8.62009.8.10上網(wǎng)和結(jié)合自己所學(xué)的知識整理二維滑臺機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)2009.8.112009.8.16用電腦軟件CAD等做好維滑臺的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2009.8.162009.8.17完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所有項(xiàng)目，做好所需要的必需圖紙和說明2009.8.182009.8.19提交初步完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師的幫助下進(jìn)行修改，進(jìn)一步完善初稿2009.8.202009.8.21仔細(xì)閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)，查找基本錯誤2009.8.222009.8.30翔實(shí)相關(guān)論點(diǎn)、論據(jù)，積極準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯。五、指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名：年月日六、系部意見：系主任簽名：年月日機(jī)器人焊縫跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動控制新技術(shù)推動著工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了一種先進(jìn)的運(yùn)動控制技術(shù)，為開發(fā)和制造工業(yè)自動化設(shè)備提供了高效率的手段。這也必將促使我國的機(jī)電一體化技術(shù)水平不斷提高。運(yùn)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成焊縫跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:二維滑臺KPCI884運(yùn)動卡控制步進(jìn)電機(jī)Seamtrackingrobot-drivensystemdesignAbstract：Computertechnologyandtherapiddevelopmentofmicroelectronictechnology,promotedtherapiddevelopmentoftraditionalindustriesintheindustrialautomationofmachinerytherehavebeensomemovementdrivenbynewtechnologiestocontrolindustrialmotioncontroltechnologycontinuestoprogress,therehasbeenanadvancedmotioncontroltechnology,inordertodevelopmentandmanufacturingofindustrialautomationequipmenttoprovideahighlyefficientmeans.ThiswillalsofacilitatetheintegrationofChinasElectricalandconstantlyimprovetheMotioncontrolcardusedtocontrolprofessionalsportsorhigh-speedDSPchipasthecoremotioncontrol,mostofthemusedtocontrolsteppermotororservomotor.Ingeneral,themotioncontrolcardwiththePCbodyintomaster-slavecontrolstructure:PCmachineinterface,human-computerinteractionisresponsibleformanagementandcontrolsystems,suchasreal-timemonitoringofthework(suchaskeyboardandmouseofthemanagement,systemstatusshowsthattrajectoryplanning,controlcommandssent,externalsignalmonitoring,etc.)；ControlMotionControlCardtocompleteallthedetails(includingpulseanddirectionoutputsignals,automatictake-offandlandingspeedofprocessing,suchastheoriginandthelimitofdetectionofsignals,etc.).MotioncontrolcardisequippedwithanopenlibraryforusersinDOSorWindowssystemplatformdevelopedunderthestructureofthecontrolsystemrequirements.Keywords:two-dimensionalmovementKPCI884SlidesteppermotorcontrolcardNahtfurungrobot-systemdesignZusammenfassung：Computer-TechnologieundderrasantenEntwicklungderMikroelektronik-Technologie,frdertedierascheEntwicklungdertraditionellenIndustrieninderindustriellenAutomationvonMaschinengabeseinigeBewegungdurchneueTechnologienzurKontrolleindustriellerMotionControl-Technologieweitervoran,eswurdeeinefortgeschritteneMotion-Control-Technologie,umEntwicklungundFertigungvonIndustrie-Automatisierung,umeinhocheffizientesMittel.DadurchwirdauchdieIntegrationvonChinaberdieelektrischeunddiestndigeVerbesserungdertechnischenNiveau.Motion-Control-Karteverwendet,umprofessionelleSport-undHigh-Speed-DSP-Chip,wiedieKern-MotionControl,diemeistenvonihnenzurSteuerungSchrittmotoroderServomotor.ImAllgemeinenistdieMotion-Control-KartemitdemPCKrperinMaster-Slave-Struktur:PC-Maschine-Schnittstelle,Mensch-Computer-InteraktionistzustndigfrdieVerwaltungs-undKontrollsysteme,wiedieEchtzeit-berwachungderArbeiten(z.B.TastaturundMausdesManagement-,System-Statuszeigt,dassdieFlugbahnPlanungs-,Kontroll-Befehlegesendetwerden,externesSignal,etc.)；derMotion-Control-Karte,umalleEinzelheiten(einschlielichderPulsundRichtungAusgangSignale,automatischeStart-undLandegebhrenGeschwindigkeitderVerarbeitung,wiedieHerkunftunddieBegrenzungderErkennungvonSignalen,etc.).Motion-Control-KarteistmiteineroffenenBibliothekfrdieBenutzerinderDOS-oderWindows-System-PlattformimRahmenderStrukturderSteuerungAnforderungen.Schlsselwrter:zwei-dimensionaleBewegungKPCI884FolieStepperMotor-Control-Karte目錄引言.11課題研究與發(fā)展趨勢.21.1課題背景.31.2課題相關(guān)研究及發(fā)展趨勢.42二維滑臺機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).52.1設(shè)計(jì)要求.62.2機(jī)械傳動部分計(jì)算與選型.72.3滾動導(dǎo)軌的選型及計(jì)算.122.4步進(jìn)電機(jī)的驗(yàn)算.133維滑臺的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).153.1步進(jìn)電機(jī)的控制方案比較.153.2控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì).164KPCI882控制卡的功能說明.224.1KPCI882軟硬件功能簡介.224.2連續(xù)脈沖驅(qū)動.234.3恒速驅(qū)動.244.4線性加減速驅(qū)動及參數(shù)設(shè)定示例.254.5脈沖寬度和速度的精度.264.6直線插補(bǔ).274.7脈沖輸出類型.275CAD圖紙制作.286結(jié)束語.29致謝.30參考文獻(xiàn).31畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告1機(jī)器人焊縫跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動控制新技術(shù)推動著工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了一種先進(jìn)的運(yùn)動控制技術(shù)，為開發(fā)和制造工業(yè)自動化設(shè)備提供了高效率的手段。這也必將促使我國的機(jī)電一體化技術(shù)水平不斷提高。1課題研究與發(fā)展趨勢信息時代的高新技術(shù)推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在機(jī)械工業(yè)自動化中出現(xiàn)了一些運(yùn)動控制新技術(shù)。本文主要分析和綜述了運(yùn)動控制卡的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀。運(yùn)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運(yùn)動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成機(jī)器人焊縫跟蹤驅(qū)動：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控等方面的工作（例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等）；控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)（包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等）。運(yùn)動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。1.1課題相關(guān)研究我國的數(shù)控裝備業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，雖然取得了很大的成就，但在些關(guān)鍵技術(shù)上還受制于國外，尤其在高性能(高性價比、高速、高效等)的運(yùn)動控制系統(tǒng)方面。由于不能生產(chǎn)高性能的運(yùn)動控制系統(tǒng)，因此無法集成復(fù)雜運(yùn)動的整機(jī)。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，英特網(wǎng)正把全世界的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)逐漸集成起來，這樣，如何順利解決“本地簡單，異地復(fù)雜”的問題，也成為未來數(shù)控裝備技術(shù)的關(guān)鍵。目前，使運(yùn)動控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，即基于英特網(wǎng)的運(yùn)動控制技術(shù)研究,在國內(nèi)外尚處于起步階段。1.2運(yùn)動控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢運(yùn)動控制技術(shù)是推動新的技術(shù)革命和新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。運(yùn)動控能夠快速發(fā)展有兩大原因:其一是得益于計(jì)算機(jī)、高速數(shù)字處理器(DSP)、自動控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展；其二是有龐大的市場需求。2二維滑臺機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求2.1.1二維工作滑臺總體方案設(shè)計(jì)要求總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行方式,伺服系統(tǒng)的類型,計(jì)算機(jī)的選擇,以及傳動方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等(1)整個二維工作滑臺系統(tǒng)應(yīng)具有定位,縱向和橫向的直線插補(bǔ),圓弧插補(bǔ)功能；還應(yīng)要求有急停等功能，因此，整個機(jī)械系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。(2)在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡化機(jī)構(gòu)，降低成本。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。(3)工作臺縱向和橫向運(yùn)動是兩套獨(dú)立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠螺母副組成。(4)為了保證伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙。(5)采用矩形滾動直線導(dǎo)軌，以減少導(dǎo)軌的摩擦力。機(jī)械系統(tǒng)總體方案如圖2-1所示。2.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)機(jī)械結(jié)構(gòu)布局圖，A0圖紙一張。要求重要剖面表達(dá)完整，向視表達(dá)完整，