直线滑台如何选择伺服马达的控制方式？ 直线滑台伺服电机的控制方式有：位置、速度、力矩三种控制模式，专业生产直线滑台厂家的小编带大家详细了解一下，直线滑台如何选择直线滑台伺服马达的控制方式？ 一般直线滑台滑台驱动器控制的好不好，有个比较简单的方式叫响应带宽，当转矩控制或者速度控制时通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断正，反转，不断的调高频率，示波器上显示的是扫频信号，当包缝线的顶点达到最高值时表示已经失步，这时的频率的高低，就能显示出谁的产品好。一般的电流环能到10000赫兹以上，而速度环只到几十。 1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度控制：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。 就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的，具体采用什么控制方式要根据客户对直线滑台伺服电机的要求来选择： 1）对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，用转矩模式是最合适； 2）对位置和速度有一定的精度要求，而用转矩模式不太方便，可先速度或位置模式，上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点； 3）对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整，控制器本身的运算速度也很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度控制方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）
导轨设计 1.1导轨的功用、分类和基本要求 1.1.1导轨的功用和分类 导轨的功用是支承并引导运动部件，使之沿着一定的轨迹准确运动。在导轨副中，运动的一方叫做动导轨，固定不动的叫做支承导轨。动导轨相对于支承导轨的运动，通常是直线运动或回转运动。 导轨可按下列性质进行分类： （1）运动性质 1）主运动导轨动导轨作主运动，与支承导轨间相对运动的速度较高。 2）进给运动导轨动导轨作进给运动，与支承导轨间的相对运动速度较低。机床中大多数导轨属于进给运动导轨。 3)移置导轨这种导轨只用于调整部件之间的相对位置，在加工时没有相对运动。 (2)摩擦性质 1）滑动导轨两导轨面间的摩擦性质是滑动摩擦，按其摩擦状态又可分为： 液体静压导轨两导轨面间具有一层静压油膜，相当于静压滑动轴承，摩擦性质属于纯液体摩擦，主运动和进给运动导轨都能应用，但用于进给运动导轨较多。 液体动压导轨当导轨面间的相对滑动速度达到一定值后，液体动压效应使导轨油囊处出现压力油楔，把两导轨面分开，从而形成液
体摩擦，相当于动压滑动轴承，这种导轨只能用于高速场合，故仅用作主运动导轨。 混合摩擦导轨在导轨面间虽有一定的动压效应或静压效应，但由于速度还不够高，油楔所形成的压力油还不足以隔开导轨面，导轨面仍处于直接接触状态，大多数导轨属于这一类。 边界摩擦导轨在滑动速度很低时，导轨面间不足以产生动压效应。 2)滚动导轨在两导轨副接触面间装有球、滚子和滚针等滚动元件，具有滚动摩擦性能，广泛地应用于进给运动和旋转运动的导轨。 (3)受力情况 1）开式导轨若导轨所承受的颠覆力矩不大，在部件自重和外载作用下，导轨面a和b在导轨全长上可以始终贴合的称为开式导轨，如图4. la所示。 2)闭式导轨部件上所受的颠覆力矩M较大时，就必须增加压板以形成辅助导轨面e，才能使主导轨面c和d都良好地接触，称为闭式导轨，如图4.1b所示。 1.1.2导轨的基本要求 1．较高的导向精度 导向精度是指动导轨运动轨迹的准确性。它是保证导轨工作质量的前提，继而也保证了运动部件的运动准确性。 导轨在空载运动和切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度。影响导向精度的主要因素是导轨的结构型式、导轨的几何精度和接触
２０１８年６月 第４６卷第１１期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｊｕｎ．２０１８ Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．１１ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３８８１．２０１８．１１．０２１ 收稿日期：２０１６－１２－２６ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１２７５３５３；５１２０５２８９）；天津市智能制造重大科技专项项目（１５ＺＸＺＮＧＸ０００４０； １５ＺＸＺＮＧＸ００２７０） 作者简介：张超（１９９０ ），男，硕士研究生，主要研究方向为机器人机构学与控制技术三Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｃｈａｏ ｔｕｔ＠ １２６．ｃｏｍ三通信作者：李彬，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｎｒｏｂｏｔ＠ｔｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ三 基于生产节拍规划的新型拉杆滑台电机选型 张超１，李彬１，葛为民１，刘小龙２，张会义２ （１．天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室，天津理工大学，天津３００３８４； ２．中国汽车工业工程有限公司，天津３００１１３） 摘要：随着我国汽车制造业的不断发展，汽车生产自动化水平不断提高，作为汽车生产线的重要组成部分，滑台的演化和发展促进了整体生产率水平的提高三电机选型作为滑台设计的核心问题之一，对于滑台的性能和结构布局具有重要影响三针对滑台的电机选型问题，基于一定规则的生产节拍时间规划，应用虚拟样机技术对其进行理论分析，从而获得电机的驱动负载，并利用峰值扭矩与转速准则对电机进行优化的选型三 关键词：滑台；时间规划；虚拟样机；电机选型 中图分类号：ＴＨ１１２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－３８８１（２０１８）１１－０９０－６ ＤｒｉｖｅＭｏｔｏｒＳｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＮｅｗＴｒｏｌｌｅｙＳｌｉｄｅＢａｓｅｄｏｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｈｙｔｈｍＰｌａｎｎｉｎｇ ＺＨＡＮＧＣｈａｏ１，ＬＩＢｉｎ１，ＧＥＷｅｉｍｉｎ１，ＬＩＵＸｉａｏｌｏｎｇ２，ＺＨＡＮＧＨｕｉｙｉ２ （１．ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ ｓａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆａｕｔｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｓｕｎｃｅａｓｉｎｇｌｙ．Ａｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅ，ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｒｏｌｌｅｙｓｌｉｄｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｏｖｅｒａｌｌｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｏｔｏｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｒｎｅｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｒｏｌｌｅｙｓｌｉｄｅｄｅｓｉｇｎｉｓｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｇｕｉｄｉｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｒｏｌｌｅｙｓｌｉｄｅ ｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｎａｔｕｒｅ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｏｔｏｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｒｏｌｌｅｙｓｌｉｄｅ，ｂａｓｅｄｏｎａｃｅｒｔａｉｎｒｕｌｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｒｈｙｔｈｍｐｌａｎｎｉｎｇ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｓｏｔｈａｔｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｌｏａｄｏｆｍｏｔｏｒｉｓａｃｑｕｉｒｅｄ，ａｎｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｐｅａｋｔｏｒｑｕｅａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ ｌｉｍｉｔｓｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｔｈｅｍｏｔｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｒｅａｌｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｒｏｌｌｅｙｓｌｉｄｅ；Ｃｙｃｌｅｔｉｍｅｐｌａｎ；Ｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅ；Ｍｏｔｏｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ０ 前言 滑台作为汽车自动化制造生产线的重要组成部分，本身就是一个复杂的机电系统，电机选型作为滑台设计的核心内容之一，对于滑台的性能和结构布局具有重要影响三基于生产节拍时间规划的电机选型的方案，是根据实际生产的要求，结合生产效率和生产的成本最优化提出的三目前，国内外对于机械设备电机选型的研究较多，但对基于一定节拍时间规则的电机选型方法的研究较少三ＶＡＮＤＥＳＴＲＡＥＴＥ等人［１－２］将电机的特性和负载的特性分离，提出一种基于负载曲线的电机选型方法，并通过图解法得到一个可行的传动比范围；康国坡等［３］提出了利于峰值扭矩与转速准则进行电机选型的方法；王军锋等［４］指出伺服电机的选型原则，并通过综合考虑伺服电机的负载／电机惯性比二转速二转矩二连续特性等因素，对电机优化选型；ＣＩＴＡＬＡＮ－ＬＡＲＡ等人［５］同时考虑机电设备的机械特性二控制模块以及伺服驱动等因素，提出一种非线性多目标的动态优化方法三 生产节拍是指某一工序／步骤生产一个工件所需要的总时间［６］，工业生产中用其来测度生产效率三生产节拍的优化对于提高生产线的平衡率，优化产品工艺流程具有重要作用三国内外［７－１２］对于生产节拍与生产线平衡问题的研究较多，提出了各种优化算法，但仅限于理论研究，实际应用较少三对基于生产节拍规划的电机选型研究更少三 本文作者通过对新型滑台的机械结构分析，采用虚拟样机技术，基于一定规则的生产节拍时间规划方案，综合考虑实际工况要求，以时间的变化为设计变量，从而获得不同时间方案下的电机功率，并基于峰值扭矩与转速准则对电机优化选型三并以此为基础， 万方数据
内蒙古民族大学机械工程学院机械制造装备设计作业 姓名： 班级：13机械设计制造及其自动化 学号：0 941
滑动导轨的结构设计 1 滑动导轨的作用和设计要求 滑动导轨的最大作用就是耐磨性好，工艺性好，成本低。当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1）一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正确性。 2）运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。3）良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。4）足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5）温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。6）结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 滑动导轨设计的主要内容 (1) 根据工作条件，选择合适的导轨类型。 (2) 选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 (3) 选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 (4) 选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 (5) 选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 (6) 制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。 3 滑动导轨的结构设计 (1) 基本形式（见图1-1）
直线导轨的结构设计（含滚动导轨） newmaker 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导 件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的准确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的前提下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面形状，以保证导向精度? 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择合理的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和测量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10）
直线导轨副安装连接尺寸 直线导轨副安装连接尺寸 页面功能:【字体:大中小】我要询价在线订购 四方向等载荷法兰型直线导轨副 单位：mm 公称型号 装配组合后 安装连接尺寸 滑块安装连接尺寸导轨安装连接尺寸 H W B1B2H1L L1L2M Φ B H2 F d HR-15 24 15.5 47 38 19.5 60 49 30 M5 4 15 15 60 4.5 HR-20 30 21.50 63 53 24.5 82 71 40 M6 6 20 18 60 6 HR-25 36 23.5 70 57 29 96 85 45 M8 7 23 22 60 7 HRL-25 36 23.5 70 57 29 115 104 45 M8 7 23 22 60 7 HR-30 42 31 90 72 34 107 96 52 M10 9 28 26 80 9 HRL-30 42 31 90 72 34 128 117 52 M10 9 28 26 80 9 HR-35 48 33 100 82 40 127 113 62 M10 9 34 29 80 9 HRL-35 48 33 100 82 40 146 132 62 M10 9 34 29 80 9 四方向等载荷矩型直线导轨副
单位：mm 公称型号 装配组合后 安装连接尺寸 滑块安装连接尺寸导轨安装连接尺寸 H W B1B2H1L L1L2M B H2 F d HR-15 28 9 31 26 23.5 60 49 26 M4 15 15 60 4.5 HR-20 30 12 44 32 24.5 82 71 36 M5 20 18 60 6 HR-25 40 12.5 48 35 33 96 85 35 M6 23 22 60 7 HRL-25 40 12.5 48 35 33 115 104 45 M6 23 22 60 7 HR-30 46 16 60 40 38 107 96 40 M8 28 26 80 9 HRL-30 46 16 60 40 38 128 117 40 M8 28 26 80 9 HR-35 55 18 70 50 47 127 113 50 M8 34 29 80 9 HRL-35 55 18 70 50 47 146 132 50 M8 34 29 80 9
一、导轨的设计与选择。 1、对导轨的要求 1）导轨精度高 导轨精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线和它与有关基面之间的相互位置的准确性。无论在空载或切削工件时导轨都应有足够的导轨精度，这是对导轨的基本要求。 2）耐磨性能好 导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中保持一定导向精度的能力。因导轨在工作过程中难免磨损，所以应力求减少磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。 3）足够的刚度 导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置，因此要求轨道应有足够的刚度。 4）低速运动平稳性 要使导轨的摩擦阻力小，运动轻便，低速运动时无爬行现象。5）结构简单、工艺性好 导轨的制造和维修要方便，在使用时便于调整和维护。 2、对导轨的技术要求 1）导轨的精度要求 滑动导轨，不管是V-平型还是平-平型，导轨面的平面度通常取0.01~0.015mm,长度方面的直线度通常取0.005~0.01mm；侧导向面的直线度取0.01~0.015mm,侧导向面之间的平行度取
0.01~0.015mm,侧导向面对导轨地面的垂直度取0.005~0.01mm。2）导轨的热处理 数控机床的开动率普遍都很高，这就要求导轨具有较高的耐磨性，以提高其精度保持性。为此，导轨大多需要淬火处理。导轨淬火的方式有中频淬火、超音频淬火、火焰淬火等，其中用的较多的是前两种方式。 二、导轨的种类和特点 导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆运动导轨；按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨；按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等三大类。 1）滑动导轨：是一种做滑动摩擦的普通导轨。滑动导轨的优点是结构简单，使用维护方便，缺点是未形成完全液体摩擦时低速易爬行，磨损大，寿命短，运动精度不稳定。滑动导轨一般用于普通机床和冶金设备上。 2）滚动导轨的特点是：摩擦阻力小，运动轻便灵活；磨损小，能长期保持精度；动、静摩擦系数差别小，低速时不易出现"爬行"现象，故运动均匀平稳。缺点是：导轨面和滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高；对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高。因此，滚动导轨在要求微量移动和精确定位的设备上，获得日益广泛的运用。 3）静压导轨是利用液压力让导轨和滑块之间形成油膜，使
工业自动化直线模组简介及选型 工业自动化滑台是指在自动化工业领域中对能够实现直线运动的装置的统称，也称为直线定位模组。直线模组有几种叫法，线性模组、直角坐标机器人、直线滑台等，是继直线导轨、滚珠丝杆直线传动机构的自动化升级单元。可以通过各个单元的组合实现负载的直线、曲线运动，是轻负载的自动化更加灵活、定位更加精准。 直线模组市场定位在光伏设备，上下料机械手、裁移设备、涂胶设备、贴片设备等，这种机械手能给这个行业的设备带来便利的点有：单体运动速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长。直线模组运用的范围一直在扩大，深受设备制造商的青睐。直线模组当前已普遍运用于测量、激光焊接、激光切割、涂胶机、喷涂机、打孔机、点胶机、小型数控机床、雕铣机、样本绘图机、裁床、移载机、分类机、试验机及适用教育等场所。 就当前广泛使用的直线模组可分为2大类型：同步带型和滚珠丝杆型。 同步带型： 同步带型直线模组主要组成由：皮带、直线导轨、铝合金型材、联轴器、马达、光电
开关等。 同步带型的工作原理是：皮带安装在直线模组两侧的传动轴上，其中作为动力输入轴，在皮带上固定一块用于增加设备工件的滑块。当有输入时，通过带动皮带而使滑块运动。通常同步带型直线模组经过特定的设计，在其一侧可以控制皮带运动的松紧，方便设备在生产过程中的调试。同步带型直线模组可以根据不同的负载需要选择增加刚性导轨来提高直线模组的刚性。不同规格的直线模组，负载上限不同。同步带型直线模组的精度取决于其中的皮带质量和组合中的加工过程，动力输入的控制对其精度同时会产生影响。 滚珠丝杆型： 滚珠丝杆型直线模组主要组成由：滚珠丝杆、直线导轨、铝合金型材、滚珠丝杆支撑座、联轴器、马达、光电开关等。 滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。可在高负载的情况下实
沈阳农业大学高等职业技术学院 毕业设计 题目：液压动力滑台的PLC控制系统设计 系别：计电系 专业年级： 学生姓名： 指导教师： 评阅人：
摘要 随着计算机控制系统技术的发展，主从式控制系统得到广泛应用，上位机监控系统是其重要组成部分。通常情况下，可用现有的组态式监控软件，但这方法成本较高。因此在小规模的主从式控制系统中，可利用编程语言来简单地实现上位机与plc的通讯。液压滑台是组合机床及自动线的主要通用部件，它的性能直接关系到机床品质的优劣，但由于国内液压技术水平及液压传东本身的缺陷，如油液的可压缩性、泄露等，许多液压机床都存在液压动力滑台柔性差和控制水平不高的问题。使用串行通信技术，通过上下位机之间的链接来控制液压设备，利用高级语言，将plc内部和外部的各种参数送到计算机的内存里，通过计算机分析和对比，可以把结果存储或输出，使控制和管理相结合，可以很大程度上提高系统操作的效率，为系统的自动化和柔性化提供前提，降低生产成本。 关键词：上位机、串行通信、自动化、柔性化
目录 摘要 (1) 引言 (4) 一液压动力滑台所需原件与作用 (5) 二设计的技术要求和设计参数 (6) （一）工作循环 (6) （二）确定液压缸主要尺寸 (6) （三）计算最大流量需求 (7) 三拟定滑台系统原理图 (8) （一）换向和速度回路的选择 (8) （二）确定液压泵和电机规格 (8) 1算液压泵的最大工作压力 (8) 2算总流量 (9) 3．电机的选择 (10) 四滑台液压图 (10) 五可编程控制器（PLC控制程序） (11) （一）可编程序控制器的特点 (11) 1 抗干扰能力强，可靠性高 (11) 2控制系统结构简单、通用性强、应用灵活 (11) 3 编程方便，易于使用 (11)
十字滑台系统设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台 说明书 班级： 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 教师： 时间：2015年6月22日-7月10日
目录 1、机械传动部件的选择 (3) 2、控制系统的设计 (4) 1、导轨上移动部件的重量估算 (4) 2、铣削力的计算 (4) 3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7) 4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 5、步进电动机减速箱的选用 (13) 6、步进电动机的计算与选型 (13) 7、增量式旋转编码器的选用 (19) 8、步进电机驱动器的选择 (19) 9、联轴器的选择 (21)
六、工作台控制系统的设计 (22) 七、十字滑台运动控制程序的编制 (22) 八、结语 .............................................................................................................................. . (25) (26)
三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择 （1）导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小(p mm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/min x f y f v v mm ==），因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 选直线滚动导轨副 （2）丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足的脉冲当量和±的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命 长、效率高、预紧后可消除反向间隙，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 选滚动丝杠螺母副 （3）减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消除间隙机构。 拟采用减速器 （4）伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有2500mm/min 。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。 伺服电机选步进电机 （5）检测装置的选用 选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所给精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，并在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码 检测装置的选用：增量式旋转编码器
导轨的结构设计
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直线导轨的结构设计(含转动导轨) 1 导轨的作用和设计要求?当运动件沿着承导件作直线运动时,承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下: 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置 的正确性。 2.运动轻便平稳。工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后,能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小,且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此,常用加大导轨面宽度,以降低导轨面比压;设置辅助导轨,以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下,仍能正常工作。? 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。必须指出,上述六点要求是相互影响的。?2导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件,选择合适的导轨类型。?2．选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 ３．选择适当的导轨结构及尺寸,使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度,良好的耐磨性,以及运动轻便和平稳。 ４.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后,通过调整能保持需要的导向精度。?５.选择公道 的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。?６.制订保证导轨所必 3导轨的结构设计?１.须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。? 滑动导轨 (1）基本形式(见图21-10) 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿,故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为９0°。为增加承载面积,减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角(１１0°～1２０°)；为进步导向性，采用较小的顶角（60°）。假如导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单,制造、检验和修理方便;导轨面较宽,承载力较大，刚度高,故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。 燕尾形导轨:燕尾形导轨的调整及夹紧较简便，用一根镶条可调节各面的间隙,且高度小,结构紧凑；但制造检验不方便，摩擦力较大，刚度较差。用于运动速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的场合。 圆形导轨:制造方便，外圆采用磨削,内孔珩磨可达精密的配合，但磨损后不能调整间隙。为防止转动,可在圆柱表面开键槽或加工出平面,但不能承受大的扭矩。宜用于承受轴向载荷的场合。 （２)常用导轨组合形式?三角形和矩形组合：这种组合形式以三角导轨为导向面,导向精度较高,而平导轨的工艺
线性滑轨的安装 直线导轨的安装步骤建立线性滑轨良好的使用品质，初步成败条件是需要正确的选用规格型号，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，即使选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致大幅度影响产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，以下是安装线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。 1-1先选取基准轨与从动轨 当非呼唤型线性滑轨配对使用时，需注意基准轨与从动轨之差异。基准轨侧边基准面精度较从动轨高，可作为床台安装承靠面。基准轨上有刻上MA之记号，如图所示： 1-2机床台受到振动及冲击力作用，且要求高钢性、高精度的安装： （1）固定方式： 当机床台受到振动、冲击力的作用时，滑轨及滑块很可能偏离原来固定位置，而影响精度。为避免发生类似的状况，建议使用下图所列的四种固定方式固定滑轨及滑块，以确保机台的运行精度。
（2）滑轨安装 1．清除机床台装配面的污物。 2.将线性滑轨平稳的放在机床台上，并让滑轨侧边基准面靠上机床台装配面。 3.试锁装配螺丝以确认螺栓孔是否吻合，并将滑轨底部基准面大概固定于机床台底部装配面。 4.使用侧向固定螺丝钉，安顺序将滑轨侧边基准边基准面逼紧机床台侧边装配面，以确定滑轨位置。 5.使用扭力扳手，以特定扭力按顺序锁紧装配螺丝，将滑轨底部基准面逼紧机床台底部装配。
6.依步骤1至5安装其余配对滑轨。 （3）滑块安装 1.使用装配螺丝的滑板大概固定于滑块上。 2.使用固定螺丝，将滑块侧边基准面紧固于滑板侧边装配面上，以确定滑块位置。 3.锁紧装配螺丝将滑板按图所示，按①~④对角线顺序紧固于滑块上。 1-3 线性滑轨安装注意事项 1.线性滑轨产品在出货前，均涂布滴量的防锈油，安装使用前请擦拭滑轨的防锈油，才可以移动滑块。 2.确认安装基准面：滑轨基准面位”HIWIN”字样旁箭头所指的侧边平面（B）；而滑块基准面则为经过研磨的光滑表面（D）。 3.滑轨接牙件：滑轨接牙安装时必须依照滑轨上表示顺序安装，以确保线性滑轨精度。接牙标示在接牙端的上表面，请将相同接牙标示的两端接在一起。（如图三所示）且建议配对之滑轨接牙位置最好能错开，以避免机床台至接牙出因不同滑轨差异而造成进度不良。（如图四所示）
?直线导轨副安装连接尺寸 直线导轨副安装连接尺寸 页面功能:【字体:大中小】???我要询价???在线订购 四方向等载荷法兰型直线导轨副 单位：mm 公称型号 装配组合后 安装连接尺寸 滑块安装连接尺寸导轨安装连接尺寸 H W B1B2H1L L1L2MΦB H2F d HR-15244738604930M54151560 HR-20306353827140M662018606 HR-2536705729968545M872322607 HRL-253670572911510445M872322607 HR-3042319072341079652M1092826809 HRL-30423190723412811752M1092826809 HR-354833100824012711362M1093429809 HRL-354833100824014613262M1093429809 四方向等载荷矩型直线导轨副
单位：mm 公称型号 装配组合后 安装连接尺寸 滑块安装连接尺寸导轨安装连接尺寸 H W B1B2H1L L1L2M B H2F d HR-152893126604926M4151560 HR-2030124432827136M52018606 HR-2540483533968535M62322607 HRL-254048353311510445M62322607 HR-3046166040381079640M82826809 HRL-30461660403812811740M82826809 HR-35551870504712711350M83429809 HRL-35551870504714613250M83429809
如何选择高品质定位滑台模组 定位滑台模组是指在自动化工业领域高精度定位也称为定位滑台模组。定位滑台模组对工业的发展有着举足轻重的影响作用，随着现在工业的迅速发展，定位滑台模组更是成了不可或缺的工业基础设备，被广泛应用于LCD、PCB、LED、生物科技、半导体、汽车、光电、食品、医药等现代化智能设备上，更是被称为工业机器人。定位滑台模组的应用，提高了工业生产的效率节省人工成本，为工业为人类发展带来巨大的效益。 定位滑台模组的机械运用场合 1.喷漆作业,利用定位模组的高精度定位且稳定运转特性。 https://www.doczj.com/doc/203904262.html,D影像视觉检测装置,利用定位滑台模组高精度定位及运转速度稳定特性,可运用外观 AOI检测. 3.表面处理.利用定位滑台的同等速度且稳定性能可,将工件挂于滑台上放进氧化池中,可高 速度高效率完成氧化作业. 4.PCB基板喷字打码,利用定位滑台稳定速度且快速移动特性,将基板固定于滑台移动架上 执行喷字打码工作 5.PCB电路板切割,利用定位滑台稳定速度移动及定位精准特性,可快速完成切割作业.
如何选择适合自身工业化境且节约成本高精准定位滑台 1、了解自身工业环境,选择相对应的定位滑台 定位滑台目前分为4种,第一种无尘螺杆环境,适用于加工环境恶劣,且精度要求高的加工环境第二种,无尘皮带环境适用于恶劣化境且精度要求不是特别高的情况下可选用无尘皮带型,第三种一般环境螺杆型,适用于加工环境良好,且对噪音要求不高的情况下可选择一般螺杆型,第四种是一般环境皮带型,适用于加工化境良好,且对精度要求不高的可选用一般环境皮带型. 2、了解自身设备所需要定位滑台模组的负载,需求速度 定位滑台模组加速度的计算:加速度是指单位时内的速度变动量 加速度=(速度1-速度2)/(由速度1变动到速度2的时间)) 也就是说若是5秒内要跑2000MM,通常是以加速—等速—减速这个方式来控制电机 载重要求可结合自身载重.行程,速度,精度等要求再根据供应商提供的选型材料进行选型,
直线导轨的结构设计（含转动导轨） 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置 的正确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程 中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常 用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和 调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐 磨性，以及运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10） 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110°～120°）；为进步导向性，采用较小的顶角（60°）。假如导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。
直线导轨的结构设计（含转动导轨） 1导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件 在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正 确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要 磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加 大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调 整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要相互影响的。 2导轨设计的主要容 设计导轨应包括下列几方面容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度围，有足够的刚度，良好的耐磨性, 以及 运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。3导轨的 结构设计 1.滑动导轨 ⑴基本形式（见图21-10） 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110。?120°;为进步导向性，采用较小的顶角（60°。假如导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。
重庆理工大学 机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台 说明书 班级： 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 教师：
时间：2015年6月22日-7月10日
目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务 (2) 三、总体方案的确定 (3) 1、机械传动部件的选择 (3) 2、控制系统的设计 (4) 四、机械传动部件的计算与选型 (4) 1、导轨上移动部件的重量估算 (4) 2、铣削力的计算 (4) 3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7) 4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 5、步进电动机减速箱的选用 (13) 6、步进电动机的计算与选型 (13) 7、增量式旋转编码器的选用 (19) 8、步进电机驱动器的选择 (19) 9、联轴器的选择 (21) 五、工作台机械装配图的绘制 (22) 六、工作台控制系统的设计 (22) 七、十字滑台运动控制程序的编制 (22) 八、结语 (25) 参考文献 (26)
一、设计目的 课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行设计训练，主要目的： 1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想知识，学习总体的方案拟定，分析与比较的方法。 2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式 3、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想 4、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力 二、设计任务 1、设计题目 X-Y数控工作台机电系统设计 2、任务 设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台。要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。 3、主要设计参数 1.立铣刀最大直径d=16mm 2.立铣刀齿数Z=3 3.最大铣削宽度a c=10mm 4.最大铣削深度a p=8mm 5.加工材料为碳素钢 6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲 7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm 8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm 9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min 10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min