買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第一章 概述 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為小型模具柔性制造系統(tǒng) 立體倉庫及巷式起重機(jī)的設(shè)計(jì)。立體倉庫及巷式起重機(jī)是這個(gè)小型模具柔性制造系統(tǒng)的一部分，首先要了解柔性制造系統(tǒng)，理解它的工作原理，進(jìn)而詳細(xì)研究巷式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)，組成，工作原理。 性制造系統(tǒng)以及起重機(jī) 性制造系統(tǒng)簡介 隨著社會進(jìn)步和和生活水平的提高，市場更加需要具有特色、符合客戶要求樣式和功能千差萬別的個(gè)性化產(chǎn)品。激烈的市場競爭迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模的生產(chǎn)方式發(fā)生改變，要求對傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進(jìn)。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對多品種小批量產(chǎn)品的 需求，因此生產(chǎn)制造系統(tǒng)的柔性對系統(tǒng)的生存越來越重要。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大成都上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線旨在實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是神產(chǎn)率高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低，但價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對 其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費(fèi)投入與構(gòu)造一個(gè)新的生產(chǎn)線往往不相上下，剛性的大批量制造自動化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對象變換的自動化機(jī)械制造系統(tǒng) 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 般認(rèn)為柔性制造技術(shù)是一種能迅速相應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)品種的制造技術(shù)；柔性制造系統(tǒng)是由若干臺數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的，并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào) 整的自動化制造系統(tǒng)。一般定義可以用以下三個(gè)方面來概括 :(1)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)系統(tǒng) ;(2)系統(tǒng)采用半獨(dú)立的 床 ;(3)這些機(jī)床通過物料輸送系統(tǒng)連成一體。 所示。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 20 世紀(jì) 60 年代誕生至今已有 40 多年的歷史，它從探索階段走向?qū)嵱没蜕唐坊A段，并在 80 年代輝煌一時(shí)，成為機(jī)械制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，美、英、德、日等許多先進(jìn)國家的企業(yè)爭相創(chuàng)造出自己的 中不乏成功的例子。 1994年初，世界各國已投人運(yùn)行的 000多個(gè)，其中日本擁有 2100多個(gè)，占世界首位 。在現(xiàn)已運(yùn)行的 50%美國制造商提供，另外 50%由日本和德國廠商提供。著名的 產(chǎn)廠家有 :法那克、日立精機(jī)、豐田公機(jī)、新瀉鐵工、山崎 (日本 )，公機(jī)、新瀉鐵工、山崎 (日本 ),國 )， 國 )等。我國第一套 1986 年 10月在北京機(jī)床研究所投入 運(yùn)行，用于加工伺服電機(jī)的零件。許多科研院所和大學(xué)都開展 功設(shè)計(jì)制造了許多 通過近 40 年的努力和實(shí)踐， 術(shù)已臻完善，進(jìn)人了實(shí)用化階段，并已形成高科技產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍進(jìn)步以及生產(chǎn)組織與管理方式的不斷更換， 元化、模塊化、集成化方向發(fā)展，單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高，重視人的因素，完善適應(yīng)先進(jìn)制造系統(tǒng)的組織管理體系，將人與 產(chǎn)設(shè)備集成為企業(yè)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人一技術(shù)一組織的兼容和人機(jī)一體化。應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，如金 屬切削 批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大，例如向適合于單件生產(chǎn)的 展。另一方面， 最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個(gè)機(jī)械制造范圍發(fā)展，并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。 重機(jī)簡介 起重機(jī)是在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運(yùn)重物的多動作起重機(jī)械，又稱吊車。它主要用來吊運(yùn)成件物品，配備適當(dāng)?shù)蹙吆笠部傻踹\(yùn)散狀物料和液態(tài)物料。 起重機(jī)的工作特點(diǎn)是作間歇性運(yùn)動，即在一個(gè)工作循環(huán)中取料、運(yùn)移、卸載等動作的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是交替工 作的。各機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于起動、制動和正反方向運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 中國古代灌溉農(nóng)田用的桔槔是臂架型起重機(jī)的雛形； 14世紀(jì)，西歐出現(xiàn)人力和畜力驅(qū)動的轉(zhuǎn)動臂架型起重機(jī)； 19世紀(jì)前期，出現(xiàn)了橋式起重機(jī)；起重機(jī)的重要磨損件如軸、齒輪和吊具等開始采用金 屬材料制造，并開始采用水力驅(qū)動；到了 19世紀(jì)后期，蒸汽驅(qū)動的起重機(jī)逐漸取代了水力驅(qū)動的起重機(jī)； 20 世紀(jì) 20年代開始，由于電氣工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，以電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)為動力裝置的各種起重機(jī)基本形成。 起重機(jī)通常按結(jié)構(gòu)分為臂架型起重機(jī)和橋架型起重機(jī)。臂架型起重機(jī)包括塔 式起重機(jī)、門座起重機(jī)、浮游起重機(jī)、自行式起重機(jī)、由桅桿和臂架組成的桅桿起重機(jī)、沿墻壁運(yùn)行的壁行起重機(jī)和裝在船舶甲板上的甲板起重機(jī)等 ；橋架型起重機(jī)包括橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、運(yùn)載橋和纜索起重機(jī)等。起重機(jī)也可按用途、驅(qū)動方式和機(jī)動性等特點(diǎn)分類。 臂架型起重機(jī)通過外伸的長臂架，可將重物搬運(yùn)到離機(jī)座較遠(yuǎn)的地方， 主要用于車、船的裝卸作業(yè)。臂架有可俯仰的傾斜式和不可俯仰的水平式兩種。傾斜臂架起重機(jī)的吊具懸掛在臂架頂端滑輪的下面，水平臂架起重機(jī)的臂架上有帶吊具的起重小車。 臂架型起重機(jī)一 般可以回轉(zhuǎn)，通過起重機(jī)的回轉(zhuǎn)和臂架的俯仰，或起重小車沿臂架的運(yùn)行，使重物在特定范圍內(nèi)移動。這類起重機(jī)的起重能力以臂架最小幅度時(shí)的額定起重重量和額定起重力矩來表示。幅度是吊具離起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線的水平距離，起重力矩是起吊物品的重力與幅度的乘積。 橋架型起重機(jī)具有水平橋架，能越過地面障礙物吊運(yùn)重物，或完成一定的工藝操作，它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造和冶金等部門的車間和室內(nèi)外倉庫。橋式起重機(jī)在高架軌道上運(yùn)行，其他橋架型起重機(jī)則在地面軌道上運(yùn)行。起重小車沿橋架上的軌道運(yùn)行 ，通過橋架和起重小車的運(yùn)動，可以獲得矩形的工 作范圍。表征這類起重機(jī)的主要參數(shù)是額定起重量和跨度。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 起重機(jī)的型式很多，但其主要組成部分都包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及金屬結(jié)構(gòu)等。有的起重機(jī)還有完成一定工藝操作的專用工作裝置，如夾鉗起重機(jī)的夾鉗。 起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)最基本的工作機(jī)構(gòu)，大多由吊掛系統(tǒng)和絞車組成，也有通過液壓系統(tǒng)升降重物的。吊掛系統(tǒng)一般由鋼絲繩、滑輪組和吊具組成，吊鉤是最常見的吊具。絞車可安置在起重小車上，也可安置在起重機(jī)金 屬結(jié)構(gòu)上或附近的地基上，通過收放鋼絲繩而升降重物，有時(shí)可用電動葫蘆或手動葫蘆作為 起升機(jī)構(gòu)。有些起重機(jī)還配有副起升機(jī)構(gòu)，用以吊運(yùn)較輕的物品或進(jìn)行輔助作業(yè)。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)是用以縱向水平運(yùn)移重物 ，或調(diào)整起重機(jī)工作位置的部件，一般由電動機(jī)、減速器、制動器和車輪組成?，F(xiàn)代起重機(jī)中，兩側(cè)車輪通常由各自獨(dú)立的驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動，也有采用由電動機(jī)、減速器和制動器組合成一體的 “ 三合一 ” 方式。 起重小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的組成與起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)相似，用以橫向水平運(yùn)移重物或調(diào)整小車位置。大多數(shù)小車是自行式的，即本身帶驅(qū)動裝置；有時(shí)為了減輕小車自重，也可采用鋼絲繩牽引式的，即把驅(qū)動機(jī)構(gòu)裝在水平臂架或橋架的一端。 變幅機(jī)構(gòu)只有在臂 架型起重機(jī)上才配備。臂架仰起時(shí)幅度減小，俯下時(shí)幅度增大。按性能要求可分為平衡變幅和非平衡變幅兩種 ；按作業(yè)要求又可分為工作性變幅和非工作性變幅兩種。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用以使臂架回轉(zhuǎn) 的部件，由驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)支承裝置組成。驅(qū)動裝置帶動起重機(jī)的轉(zhuǎn)動部分回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)支承裝置使起重機(jī)的轉(zhuǎn)動部分支持在非轉(zhuǎn)動部分上 。 金屬結(jié)構(gòu)是指起重機(jī)的骨架。各種起重機(jī)有不同的結(jié)構(gòu)型式 ，主要承載件如橋架、臂架和門架可以是箱形結(jié)構(gòu)或桁架結(jié)構(gòu)，也可以是腹板結(jié)構(gòu)。金屬結(jié)構(gòu)的尺寸和重量占起重機(jī)買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 外形尺寸和總重量的很大部分， 要在保證強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度，即保證金 屬結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞、不產(chǎn)生過度變形和振動的條件下，盡量減輕結(jié)構(gòu)重量。 多數(shù)起重機(jī)是用電動機(jī)驅(qū)動的，人力驅(qū)動僅適用于起重量很小且搬運(yùn)距離不大的起重機(jī)。與普通電動機(jī)比較，起重機(jī)專用電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小、機(jī)械強(qiáng)度高。交流繞線型電動機(jī)用得最多。需要在很大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速時(shí)，也可采用直流電動機(jī)。自行式起重機(jī)和浮游起重機(jī)大多采用內(nèi)燃機(jī)或內(nèi)燃機(jī) 起重機(jī)的操作方式很多，通常是在司機(jī)室內(nèi)操縱；也可在地面上用按鈕操縱；還可以采用有線或無線遠(yuǎn)距離控制。 當(dāng)要完成固定程序的作業(yè)時(shí)，可以采用程序控制的方法自動完成多種動作。 起重機(jī)的故障會引起重大的人身事故和經(jīng)濟(jì)損失，因此，在起重機(jī)上裝有各種起重機(jī)安全裝置，如防止超載的負(fù)荷限制器，限制起重機(jī)、起重小車或吊具位置的行程開關(guān)，防止起重機(jī)被大風(fēng)吹走的起重機(jī)夾軌器，以及信號裝置等。對臂架型起重機(jī)尤其要注意整體穩(wěn)定性，即保證它在外載荷作用下不發(fā)生傾翻。 起重機(jī)的主要發(fā)展趨勢是：研制更合理的金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)和零部件，以減少金屬消耗量；發(fā)展大起重量的起重機(jī)；提高工作速度、擴(kuò)大調(diào)速范圍；研究結(jié)構(gòu)振動問題；提高金 屬結(jié)構(gòu)、 機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備的可靠性和使用壽命；改善司機(jī)操作的條件，保證作業(yè)安全提高自動化控制程度和擴(kuò)大遠(yuǎn)距離控制系統(tǒng)的使用范圍尤其是把它們應(yīng)用到作業(yè)頻繁的倉庫堆垛起重機(jī)和環(huán)境惡劣的冶金起重機(jī)上。 究內(nèi)容 這次所要設(shè)計(jì)的小型模具柔性制造系統(tǒng)包括立體倉庫、機(jī)械手搬運(yùn)、多工位加工、多通道環(huán)行線、視覺檢測五個(gè)系統(tǒng)單元。在本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，我主要負(fù)責(zé) 4000E 立體倉庫系統(tǒng)單元中 巷式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)，如何運(yùn)用 了解立體倉庫及自動取料機(jī)構(gòu)的工作原理，以及如何使用組態(tài)王軟件編寫程序來實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的控制。 4000構(gòu)圖 如圖 2所示。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 4000（ 5 巷式起重機(jī) （ 5 立體倉庫 （ 5 自動取料機(jī)構(gòu) 巷式起重機(jī)由絲杠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)（ 5光杠（ 5氣動儲取貨物機(jī)構(gòu)（ 55軸光杠（ 5軸氣缸（ 5滾珠絲杠（ 5成。巷式起重機(jī) (5要是實(shí)現(xiàn) 貨物在倉庫內(nèi)的自動存取。見圖 3。 ( 5 - 1 - 1 )( 5 - 1 - 2 )( 5 - 1 - 3 )( 5 - 1 - 4 )( 5 - 1 - 5 )( 5 - 1 - 7 )( 5 - 1 - 6 )買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 由貨物儲備臺（ 5檢測傳感器（ 5立體倉庫型材基體（ 5成。立體倉庫（ 5要是實(shí)現(xiàn)貨物的存儲，見圖 4。 自動取料機(jī)構(gòu) 5000體倉庫系統(tǒng)單元工作原理 通過并聯(lián)真空吸盤（ 5環(huán)行線的立體倉庫存取料工位上的貨物通過直線氣缸（ 5貨物被放入巷式起重機(jī)（ 5并有巷式起重機(jī)（ 5貨物放入立體倉庫（ 4，立體倉庫主要是 實(shí)現(xiàn)成品、半成品的自動存取。 自動流程圖： 自動取料機(jī)構(gòu) 巷式起重機(jī) 立體倉庫 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 第二章 巷式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 巷式起重機(jī)主要由步進(jìn)電機(jī)、光桿、滾珠絲杠、氣動儲取貨物機(jī)構(gòu)組成。 進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動控制 步進(jìn)電機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械上常用的另一種運(yùn)動部件，它具有結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，定位準(zhǔn)確，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而應(yīng)用十分廣泛。目前世界上主要的 有專門的步進(jìn)電機(jī)控制指令，可以很方 便地和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成運(yùn)動控制系統(tǒng)。 步進(jìn)電機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的連接有很多種，常見的一種是步進(jìn)電機(jī)和絲杠連接，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成工作臺面的直線運(yùn)動。 在這種應(yīng)用中，關(guān)系運(yùn)動直接后果的參數(shù)有以下幾個(gè)： N： n：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的脈沖細(xì)分?jǐn)?shù)（如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器有脈沖細(xì)分驅(qū)動） ：步進(jìn)電機(jī)的布距角，即步進(jìn)電機(jī)每收到一個(gè)脈沖變化，軸所轉(zhuǎn)過的角度 d：絲杠的螺紋距，它決定了絲杠每轉(zhuǎn)過一圈，工作臺面前進(jìn)的距離 根據(jù)以上幾個(gè)參數(shù)，我們可以得到以下結(jié)果： ，脈沖實(shí)際有效數(shù)應(yīng)為 N/n 步進(jìn)電機(jī)每轉(zhuǎn)過一圈，需要的脈沖個(gè)數(shù)為 360/ 則 個(gè)脈沖，工作臺面移動的距離為： 60需要在 者是編制一定的程序。不同的 制字也有不同，參考其說明書就可以知道這種差異。另外，步進(jìn)電機(jī)控制是要用高速脈沖控制的，所以 可以使用繼電器輸出形式的 進(jìn)電 機(jī)的原理與選擇 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大??；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣 范圍內(nèi)速度的無級平滑控制。步進(jìn)電動機(jī)的這種控制功能，是其它電動機(jī)無法替代的。步進(jìn)電動機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動機(jī)的相數(shù)可分為：單相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動機(jī)的性能，但電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電源買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 就會復(fù)雜，成本就會增加，應(yīng)按需要合理選用。 2. 步進(jìn)電動機(jī)的特點(diǎn) 步進(jìn)電動機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度 (稱為“步距角” )一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒有積累誤差 (精度為 100 )，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比 步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變 ,使用開環(huán)控制 (或半閉環(huán)控制 )就能進(jìn)行良好的定位控制。 起制動、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。 價(jià)格便宜 ,可靠性高。 步進(jìn)電動機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低 ,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動電源。 步進(jìn)電動機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng) ,在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小 ,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量的大小 ,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí) ,電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。 由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。 3. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成 與交直流電動機(jī)不同，僅僅 接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會運(yùn)行的。為了驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)，必須由一個(gè)決定電動機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用 一個(gè)使電動機(jī)繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)，如下圖所示 。 在選擇步進(jìn)電動機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動機(jī)的類型選擇，其次才是具體的品種選擇，根據(jù)系統(tǒng)要求，確定步進(jìn)電動機(jī)的電壓值、電流值以及有無定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，從而就可以確定步進(jìn)電動 機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)。 在進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比、軸向力 F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T、額定轉(zhuǎn)矩 確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 (1)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動，這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比。 所有型號驅(qū)動器的輸入信號都相同，共有三路信號，它們是：步進(jìn)脈沖信號 方向電平信號 機(jī)信號 端為低電平有效，這時(shí)電機(jī)處于無力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無效，電機(jī)可正常運(yùn)行 )。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都相同，見下圖。 路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式，所以 果 +5V 則可直接接入；如果 是 +5V 則須外部另加限流電阻 R，保證給驅(qū)動器內(nèi)部光耦提供 8見圖 4 和圖 5。外圍提供電平為 24V，而輸入部分的電平為 5V，所以須外部另加 。 圖 4 輸入信號接口電路 圖 5 外接限流電阻 R 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸出信號有兩種 : 動器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上，這就是初相位。初相位信號是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號就輸出為高電平，否則為低電平。此信號和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能，其接口見圖 6。 圖 6 初相位信號接口電路 . 報(bào)警輸出信號： 每臺驅(qū)動器都有多種保護(hù)措施 (如：過壓、過流、過溫等 )。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到報(bào)警輸出信號。此信號占兩個(gè)接線端子，此兩端為一繼電器的常開點(diǎn)，報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。驅(qū)動器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常開狀態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格： 1A 或 O 3A。 一般來說，對于兩相四根線電機(jī)，可以直接和驅(qū)動器相連，見下圖。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 電機(jī)與驅(qū)動器接線圖 以北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn) 型號為 例，主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組成。 進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動器 ,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。 此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為： 驅(qū)動器型號 相數(shù) 類別 細(xì)分?jǐn)?shù) 通過撥位 開關(guān)設(shè)定 最大 相電流 開關(guān)設(shè)定 工作電源 相或四相 混 合式 二相八拍 組直流 4買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 (2) 圖 8步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接線示意圖 (3) . 細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定 要了解“細(xì)分”，先要弄清“步距角”這個(gè)概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號，電機(jī)所轉(zhuǎn)動的角度。 列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下，盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)。 對于 兩相步進(jìn)電機(jī) ,細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為 40、驅(qū)動步距角為 的電機(jī)，其細(xì)分步距角為 40=以看出 ,步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分驅(qū)動器的驅(qū)動，其步距角變小了，如驅(qū)動器工作在 40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說：當(dāng)驅(qū)動器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動 而用細(xì)分驅(qū)動器工作在 40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，電機(jī)只轉(zhuǎn)動了 這就是細(xì)分的基本概念。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制電機(jī)的 相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無關(guān)。 驅(qū)動器細(xì)分后將對電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無關(guān)。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變 ,這一點(diǎn)將對控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號的頻率有影響 ;因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號的頻率要相應(yīng)提高。 驅(qū)動器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 頻振蕩 (約在 200右 )是步進(jìn)電機(jī)的固有特性，而細(xì)分是消除它的唯一途徑，如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作 (如走圓弧 )，選擇細(xì)分驅(qū)動器是唯一的選擇。 其是對三相反應(yīng)式電機(jī)，其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約 304096。 于減小了步距角、提高了步距的均勻度，提高電機(jī)的分辨率是不言而喻的。 以上這些優(yōu)點(diǎn)，尤其是在性能上的優(yōu)點(diǎn)，并不是一個(gè)量的變化，而是質(zhì)的飛躍。所以我們最好選用細(xì)分驅(qū)動器。在沒有細(xì)分驅(qū)動器時(shí)，用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了，細(xì)分驅(qū)動器的出現(xiàn)改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。所以如果用戶采用細(xì)分驅(qū)動器，相數(shù)將變得沒有意義 列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設(shè)定電機(jī)的相電流，您只需根據(jù)面板上的電流設(shè)定表格進(jìn)行設(shè)定。 (4). 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器指示燈說明 驅(qū)動器的指示燈共有兩種：電源指示燈 (綠色或黃色 )和保護(hù)指示燈 (紅色 )。當(dāng)任一保護(hù)發(fā)生時(shí)，保護(hù)指示燈變亮。 (5). 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器電源接口 對于超小型驅(qū)動器 (23 2采用一組直流供電 4注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加 整流濾波 (無須穩(wěn)壓 )組成 ;或者由一開關(guān)電源提供 ,參考下圖。因?yàn)?所以在設(shè)計(jì)中電源應(yīng)選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，見下圖。 開關(guān)式穩(wěn)壓電源 不同的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器需配合適當(dāng)?shù)?則是使 上圖中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入信號采取的是公共陽極，則 且接線如圖 9所示。如果步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入信號采取的是買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 公共陰極，則 氣動機(jī)構(gòu)的選擇 氣動傳動簡稱氣動 ,是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和控制信號 ,控制和驅(qū)動各種機(jī)械和設(shè)備 ,以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化的一門技術(shù)。它是流體傳動及控制學(xué)科的一個(gè)重要分支。因?yàn)橐詨嚎s空氣為工作介質(zhì)，具有防火、防爆、防電磁干擾，抗振動、沖擊、輻射，無污染，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特點(diǎn)。 氣壓傳動的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 空氣隨處可取，取之不盡，節(jié)省了購買、貯存、運(yùn)輸介質(zhì)的費(fèi)用； （ 2） 空氣在使用完后排入大氣中去，對環(huán)境無污染，處理方便，不必設(shè)置回收管路； （ 3） 因空氣粘度小，在管內(nèi)流動阻力小，壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送； （ 4） 與液壓相比，氣動反應(yīng)快 ，制造容易，適用于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化； （ 5） 氣動元件對工作環(huán)境適應(yīng)性好； （ 6） 空氣具有可壓縮性 ,使氣動系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過載自動保護(hù)。 壓傳動系統(tǒng)的組成 典型的氣壓傳動系統(tǒng)是由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個(gè)部分組成。 氣壓發(fā)生裝置簡稱氣源裝置，是獲得壓縮空氣的能源裝置，其主體部分是空氣壓縮機(jī)，另處還有氣源凈化設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)將原動機(jī)供的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能；而氣源凈化設(shè)備用以降低壓縮空氣中的水分、油分以及污染雜質(zhì)等。使用氣動設(shè)備較多的廠礦將氣源裝置集中在壓氣站（俗稱空壓站）內(nèi)，由 壓氣站再統(tǒng)一向各用氣點(diǎn)（分廠、車間和用氣設(shè)備等）分配供應(yīng)壓縮空氣。 執(zhí)行元件是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，并將壓縮空氣的壓力能變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。包括作直線往復(fù)運(yùn)動的氣缸，作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣馬達(dá)和作不連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的擺動馬達(dá)。 控制元件又稱操縱、運(yùn)算、檢測元件，是用來控制壓縮空氣流的壓力、流量和流動方向等，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定運(yùn)動規(guī)律的元件。包括各種壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥、轉(zhuǎn)換器和傳感器等。 輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元件間連接所示需要的一些 裝置。包括分小濾氣器、油霧器、消聲器以及各種管路附件等。 源裝置 氣源裝置給系統(tǒng)提供足夠清潔、干燥且具有一定壓力和流量的壓縮空氣。根據(jù)氣動系統(tǒng)對壓縮空氣品質(zhì)的要求來設(shè)置氣源裝置。常見的氣源裝置是空氣壓縮機(jī)。 空氣壓縮機(jī)簡稱空壓機(jī)，是氣源裝置的核心，用以將原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能?？諌簷C(jī)有以下幾種分類方法： （ 1） 按工作原理分類： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 （ 2） 按輸出壓力 P 分類： 鼓風(fēng)機(jī)： P 壓空壓機(jī)： P 1壓空壓機(jī) ： 1100 3） 按輸出流量 銘牌流量或自由流量）分類： 微型空壓機(jī)： s 小型空壓機(jī)： s s 氣動執(zhí)行元件 氣動執(zhí)行元件有作直線往復(fù)運(yùn) 動的氣缸、作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的氣馬達(dá)和作不連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的擺動馬達(dá)等。下面主要以氣缸為主來介紹。 氣缸的分類、原理和特點(diǎn)： 普通氣缸的結(jié)構(gòu)組成見 下 圖。主要由前蓋、后蓋 9、活塞 6、活塞桿 4、缸筒 5其他一些零件組成。 普通氣缸 1 組合防塵圈； 前端蓋； 3 軸用 4 活塞桿； 5 缸筒； 6 活塞； 7 孔用 ； 8 緩沖調(diào)節(jié)閥； 9 后端蓋 氣缸的種類很多。一般按壓縮空氣作用在活塞面上的方向、結(jié)構(gòu)特征和安裝方式來分類。按 壓縮 空氣 對 活塞端面作用力的方向分： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 單作用氣缸 氣缸只有一個(gè)方向的運(yùn)動是氣壓傳動，活塞的復(fù)位靠彈簧力或自重和其它外力。 雙作用氣缸 雙作用氣缸的往返運(yùn)動全靠壓縮空氣來完成 。 按氣缸的 結(jié) 構(gòu)特征分： 1)活塞式氣缸 ； 2)薄膜式氣缸 ； 3)伸縮式氣缸 。 按氣缸的安裝形式分 ： 1)固定式氣缸 氣缸安裝在機(jī)體上固定不動，有耳座式、凸緣式和法蘭式。 2)軸銷式氣缸 缸體圍繞一固定軸可作一定角度的擺 動。 3)回轉(zhuǎn)式氣缸 缸體固定在機(jī)床主軸上，可隨機(jī)床主軸作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種氣缸常 于機(jī)床上氣動卡盤中，以實(shí)現(xiàn)工件的自動裝卡。 4)嵌入式氣缸 氣缸做在夾具本體內(nèi)。 按氣缸的功能分 ： 1)普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸。常用于無特殊要求的場合。 2)緩沖氣缸 氣缸的一端或兩端帶有緩沖裝置，以防止和減輕活塞運(yùn)動到端點(diǎn)時(shí)對氣缸缸蓋的撞擊。 3)氣一液阻尼缸 氣缸與液壓缸串聯(lián)，可控制氣缸活塞的運(yùn)動速度，并使其速度相對穩(wěn)定。 4)擺動氣缸 用于要求氣缸葉片軸在一定角度內(nèi)繞軸線回轉(zhuǎn)的場合，如夾具轉(zhuǎn)位、閥門的啟閉 等。 5)沖擊氣缸 是一種以活塞桿高速運(yùn)動形成沖擊力的高能缸，可用于沖壓、切斷等。 6)步進(jìn)氣缸 是一種根據(jù)不同的控制信號，使活塞桿伸出不同的相應(yīng)位置的氣缸。 氣缸的類型 類別 名稱 簡圖 特點(diǎn) 單作用氣缸 柱塞式氣缸 壓縮空氣只能使柱塞向一個(gè)方向運(yùn)動；借助外力或重力復(fù)位 活塞式氣缸 壓縮空氣只能使活塞向一個(gè)方向運(yùn)動；借助外力或重力復(fù)位 壓縮空氣只能使活塞向一個(gè)方向運(yùn)動；借助彈簧力復(fù)位；用于行程較小場合 薄膜式氣缸 以膜片代替活塞的氣缸。單向作用；借助彈簧力復(fù)位；行程短；結(jié)構(gòu)簡單，缸體內(nèi)壁不須加工；須按行程比例增大直徑。若無彈簧，用壓縮空氣復(fù)位，即買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 為雙向作用薄膜式氣缸。行程較長的薄膜式氣缸膜片受到滾壓，常稱滾壓（風(fēng)箱）式氣缸。 雙作用氣缸 普通氣缸 利用壓縮空氣使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動，活塞行程可根據(jù)實(shí)際需要選定，雙向作用的力和速度不同 雙活塞桿氣缸 壓縮空氣可使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動，且其速度和行程都相等 不可調(diào)緩沖氣缸 設(shè)有緩沖裝置以使活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)減速，防止沖擊，緩沖效果不可調(diào)整 可調(diào)緩沖氣缸 緩沖裝置的減速和緩沖效果可根據(jù)需要調(diào)整 特殊 氣缸 差動氣缸 氣缸活塞兩端有效面積差較大，利用壓力差原理使活塞往復(fù)運(yùn)動，工作時(shí)活塞桿側(cè)始終通以壓縮空氣 雙活塞氣缸 兩個(gè)活塞同時(shí)向 相反方向運(yùn)動 多位氣缸 活塞桿沿行程長度方向可在多個(gè)位置停留，圖示結(jié)構(gòu)有四個(gè)位置 串聯(lián)氣缸 在一根活塞桿上串聯(lián)多 個(gè)活塞，可獲得和各活塞有效面積總和成正比的輸出力 沖擊氣缸 利用突然大量供氣和快速排氣相結(jié)合的方法得到活塞桿的快速沖擊運(yùn)動，用于切斷、沖孔、打入工件等 數(shù)字氣缸 將若干個(gè)活塞沿軸向依次裝在一起，每個(gè)活塞的行程由小到大，按幾何級數(shù)增加 回轉(zhuǎn)氣缸 進(jìn)排氣導(dǎo)管和導(dǎo)氣頭固定而氣缸本體可相對轉(zhuǎn)動。用于機(jī)床夾具和線材卷買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 曲裝置上 伺服氣缸 將輸入的氣壓信號成比例地轉(zhuǎn)換為活塞桿的機(jī)械位移。用于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。 撓性氣缸 缸筒由撓性材料制成，由夾住缸筒的滾子代替活塞。用于輸出力小，占地空間小，行程較長的場合，缸筒可適當(dāng)彎曲 鋼索式氣缸 以鋼絲繩代替剛性活塞桿的一種氣缸，用于小直徑，特長行程的場合 組合 氣缸 增壓氣缸 活塞桿面積不相等，根據(jù)力平衡原理，可由小活塞 端輸出高壓氣體 氣 液體是不可壓縮的，根據(jù)力的平衡原理，利用兩兩相連活塞面積的不等，壓縮空氣驅(qū)動大活塞，小活塞便可輸出相應(yīng)比例的高壓液體 氣 利用液體不可壓縮的性能及液體流量易于控制的優(yōu)點(diǎn)，獲得活塞桿的穩(wěn)速運(yùn)動 氣缸的選用： 選擇氣缸時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （ 1） 選擇氣缸類型：根據(jù)使用場合和負(fù)載特點(diǎn)選擇不同類型的氣缸。 （ 2） 選擇安裝形式：由氣缸的安裝位置、使用目的等因素來決定。 （ 3） 確定氣缸作用力大小：根據(jù)工作機(jī)構(gòu)所示需的作用力的大小來確定。 （ 4） 確定氣缸行程：與使用場合和機(jī)構(gòu)所示需的行程比有關(guān)，也受加工和結(jié)構(gòu)的限制。 （ 5） 確定運(yùn)動速度：普通氣缸的運(yùn)動速度為 1m/s，應(yīng)根據(jù)需要在系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)速元件，如節(jié)流閥 等。 氣 動輔 助元件 1、 油霧器 油霧器是以壓縮空氣為動力，將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中，使該壓縮空氣具有潤滑氣動元件的能力。 目前，氣動控制閥，氣缸和氣馬達(dá)主要是靠這種帶有油霧的壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)潤滑的，其優(yōu)點(diǎn)是方便、干凈、潤滑質(zhì)量高。 2、 消聲器 氣壓傳動裝置的噪聲一般都比較大，尤其當(dāng)壓縮氣體直接從氣缸或閥中排向大氣，較高的壓差使氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生渦流，引起氣體的振動，發(fā)出強(qiáng)烈的噪聲，為消除這種噪買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 聲應(yīng)安裝消聲器。消聲器是指能阻止聲音傳播而允許氣流通過的一種氣動元件，氣動裝 置中的消聲器主要有阻性消聲器、抗性消聲器及阻抗復(fù)合消聲器三大類。 3、 轉(zhuǎn)換器 在氣動控制系統(tǒng)中，也與其它自動控制裝置一樣，有發(fā)信、控制和執(zhí)行部分，其控制部分工作介質(zhì)為氣體，而信號傳感部分和執(zhí)行部分不一定全用氣體，可能用電或液體傳輸，這就要通過轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換。常用的轉(zhuǎn)換器有：氣一電、電一氣、氣一液等。 4、 氣電轉(zhuǎn)換器和電氣轉(zhuǎn)換器 氣電轉(zhuǎn)換器是將壓縮空氣的氣信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置，又稱壓力繼電器。 電氣轉(zhuǎn)換器是將電信號轉(zhuǎn)換成氣信號的裝置，各種電磁換向閥可作為電氣轉(zhuǎn)換器。 氣 動 控制元件 在氣 壓 傳動 系 統(tǒng) 中的控制元件是控制和 調(diào)節(jié)壓縮 空氣的 壓 力、流量、流 動 方向和 發(fā) 送信號的重要元件，利用它 們 可以 組 成各 種 氣 動 控制回路，使氣 動執(zhí) 行元件按 設(shè)計(jì) 的程序正常地進(jìn) 行工作。控制元件按功能和用途可分 為 方向控制 閥 、 壓 力控制 閥 和流量控制 閥 三大 類 。 1、 方向控制閥 (1)按閥芯結(jié)構(gòu)不同可分為：滑柱式 (又稱柱塞式、也稱滑閥 )、截止式 (又稱提動式 )、平面式 (又稱滑塊式 )、旋塞式和膜片式。其中以截止式換向閥和滑柱式換向閥應(yīng)用較多； 按其控制方式不同可以分為：電磁換向閥、氣動換向閥、機(jī)動換向閥和手動換向閥 按其作用特點(diǎn)可以分為：單向型控制閥和換向型控制閥。 (2)1）單向閥 單向閥是指氣流只能向一個(gè)方向流動而不能反向流動的閥。單向閥的工作原理、結(jié)構(gòu)和圖形符號與液壓閥中的單向閥基本相同，只不過在氣動單向閥中，閥芯和閥座之間有一層膠墊 (密封墊 )。 2）快速排氣閥 快速排氣閥簡稱快排閥。它是為加快氣缸運(yùn)動速度作快速排氣用的。 2、 換向型控制閥 換向型方向控制閥 (簡稱換向閥 )的功用是改變氣體通道使氣體流動方向發(fā)生變化從而改變氣動執(zhí)行元件的運(yùn)動方向。換向型控制閥包括氣壓控制閥 、電磁控制閥、機(jī)械控制閥、人力控制閥和時(shí)間控制閥。 (1)氣壓控制換向閥是利用氣體壓力來使主閥芯運(yùn)動而使氣體改變流向的。按控制方式不同可分為加壓控制、卸壓控制和差壓控制三種。 加壓控制是指所加的控制信號壓力是逐漸上升的，當(dāng)氣壓增加到閥芯的動作壓力時(shí)，主閥便換向；卸壓控制指所加的氣控信號壓力是減小的，當(dāng)減小到某一壓力值時(shí)，主閥換向；差壓控制是使主閥芯在兩端壓力差的作用下?lián)Q向。 氣控?fù)Q向閥按主閥結(jié)構(gòu)不同，又可分為截止式和滑閥式兩種。 1）截止式氣控閥 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 2）滑閥式氣控閥 工作原理和液動換向閥基本相同。 (2)按控制方式不同分為電磁鐵直接控制 (直動 )式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥兩種。它們的工作原理分別與液壓閥中的電磁閥和電液動閥相類似，只是二者的工作介質(zhì)不同而已。 3、 壓力控制閥 壓力控制閥主要用來控制系統(tǒng)中氣體的壓力，以滿足各種壓力要求或用以節(jié)能。壓力控制分為三類：一類是起降壓穩(wěn)壓作用，如減壓閥，定值器；一類是起限壓安全保護(hù)作用的安全閥等；一類是根據(jù)氣路壓力不同進(jìn)行某種控制的順序閥、平衡閥等。 4、 流量控制閥 在氣壓傳動系統(tǒng)中，經(jīng)常要求控制氣 動執(zhí)行元件的運(yùn)動速度，這要靠調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量來實(shí)現(xiàn)。凡用來控制氣體流量的閥，稱為流量控制閥。流量控制閥就是通過改變閥的通流截面積來實(shí)現(xiàn)流量控制的元件，它包括節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、排氣節(jié)流閥和柔性節(jié)流閥等。其中節(jié)流閥和單向節(jié)流閥的工作原理與液壓閥中同類型閥相似。 (1)與節(jié)流閥原理一樣，但節(jié)流閥裝在系統(tǒng)中調(diào)節(jié)氣流的流量，而排氣節(jié)流閥只能裝在排氣口處，調(diào)節(jié)排入大氣的流量。圖 13 18 為排氣節(jié)流閥的工作原理圖。 (2)柔性節(jié)流閥依靠閥桿夾緊柔韌的橡膠管而產(chǎn)生節(jié)流作用。 主軸軸承的配置 主軸軸承的配置根據(jù)機(jī)床的不同而不同，有滾動軸承，液體靜壓軸承、氣體靜壓軸承、磁力軸承等。一般中小型數(shù)控機(jī)床的主軸普遍采用滾動軸承，本設(shè)計(jì)采用滾動軸承。選擇時(shí)考慮軸承的極限轉(zhuǎn)速、剛度、阻尼特性和溫升等因素，一般采用 2 3 個(gè)角接觸球軸承組合，或者用角接觸球軸承和圓柱滾子軸承組合構(gòu)成支承系統(tǒng)，這些軸承經(jīng)過預(yù)緊后，可得到較高的剛度，除非要求很大的剛性才采用圓柱滾子軸承和雙向推力球軸承的組合，但在極限轉(zhuǎn)速上受限制。 數(shù)控機(jī)床主軸常用的幾種滾動軸承如下圖。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 目前主軸常用的幾種滾動軸承的配置如 下圖。 1）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和 60角接觸雙列向心推力球軸承組合，承受徑向和軸向載荷；后支承采用成對角接觸球軸承，特點(diǎn)是剛度高，可以滿足強(qiáng)力切削的要求，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多。（圖中 a）。 2）前軸承采用成組角接觸球軸承， 2 3 個(gè)軸承組成一套，要求背靠背安裝，承受徑向和軸向載荷；后軸承采用雙列短圓柱滾子軸承，適用于高速、重載、精度好的主軸要求，但承受的軸向載荷比前一配置小。（圖中 b）。 3）前后支承均采用高精度的成組角接觸球軸承，承受徑向和軸向載荷；這類軸承具有良好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá) 4000r/的承載能力小，適合于高速度、 輕載荷、高精度的數(shù)控機(jī)床主軸。（圖中 c）。 4）前軸承采用雙列圓錐滾子軸承，能夠承受較大的徑向和軸向載荷，后軸承采用單列圓錐滾子軸承。能承受重載荷尤其能承受較強(qiáng)的動載荷，可調(diào)整性好，但限制了主軸最高轉(zhuǎn)速與買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 精度，適合于低速、重載、中等精度的機(jī)床。（圖中 d）。 軸承的精度分為 2、 4、 5、 6、 0 五級， 2 級最高， 0 級為普通精度級。主軸軸承以 4 級為主（記為 較低精度的主軸可以用 ，而 般不用。 前后軸承之間，前軸承對主軸組件的精度影響比后軸承的影響大。因此 后軸承精度可以比前軸承低一級。軸承并列使用時(shí)，選擇背對背的方式。采用推力軸承時(shí)，分清楚先裝配內(nèi)徑小的圈還是內(nèi)徑大的圈，內(nèi)徑小的圈隨軸轉(zhuǎn)動。 主軸軸承的剛度計(jì)算 ： 軸承在零間隙時(shí)的變形和剛度，可以按下列公式計(jì)算。 （ 1）點(diǎn)接觸的軸承 （ 2）線接觸的滾子軸承 式中：、 徑向與周向變形（ m ）； , 徑向與周向剛度（ m ）； , 軸承的徑向和軸向載荷（ N） ； 0 . 90 . 80 . 0 7 7 ()c o s rr aQ 0 . 90 . 1 0 . 8 1 . 93 . 3 9 c o s ( / )r r l i z N m0 . 90 . 80 . 0 7 7 ()s i n aa aQ 0 . 1 0 . 8 0 . 9 1 . 91 4 . 4 3 s i n ( / )a a l z N m(2(2230 . 4 3 6 ()c o s 230 . 4 3 6 ()s i n （ 2 2 531 . 1 8 c o s ( / )rr r d i z N 2533 . 4 4 s i n ( / )aa a d z N （ 2 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資 料 接觸角（）； 球徑（ 滾子有效長度（ ; , 列數(shù)和每列滾動體數(shù)； , 單個(gè)滾動體的徑向和軸向載荷（ N）； 軸承的剛度不是一個(gè)定值，而是載 荷的函數(shù)，載荷越大，剛度也越大。由于球軸承載荷對剛度的影響比滾子軸承的影響大，所以，球軸承在計(jì)算時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮預(yù)緊力。計(jì)算時(shí)，當(dāng)外載荷無法確定時(shí)，常取軸承額定動載荷的 作為軸承的載荷。 主軸軸承的速度： 若 n 是轉(zhuǎn)速， d 是軸承的中徑，那么它們的乘積值是速度因子，它反映滾動體的公轉(zhuǎn)速度，正是軸承轉(zhuǎn)速的限制因素。推力角接觸球軸承的速度因子都小于雙列圓柱滾子軸承。有關(guān)主軸軸承的速度因子值，可以查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。 主軸軸承的潤滑： 設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理選擇軸承的潤滑方式和潤滑路徑。加工箱體上的油路時(shí)，往往要打若干工 藝孔才行，最后用密封堵頭封閉