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加工中心主传动系统结构及控制系统设计

加工中心主传动系统结构及控制系统设计
加工中心主传动系统结构及控制系统设计

毕业设计(论文)任务书

题目:加工中心主传动系统结构及控制系统设计

姓名学院专业班级学号

指导老师职称教研室主任

一、基本任务及要求:

本课题以加工中心的主传动系统设计为目标,通过对其机械部分、电气控制

部分的设计,使之能够适应现代制造企业对加工设备的更高要求。通过设计使学

生掌握加工中心数控机床主传动系统结构及控制部分设计的基本方法、步骤、过

程和原理,同时提高他们分析、解决问题的能力及综合运用所学知识的能力。课

题基本任务及要求:

1.熟悉数控机床本身的特点、明确设计要求;

2.拟定机床主传动系统的总体方案(机械部分、控制部分);

3.进行机械部分的结构设计;

4.进行主传动电气控制系统的设计;

二、进度安排及完成时间:

1.明确设计任务、熟悉设计课题、搜集有关资料; 2月25日前完成

2.在熟悉课题要求的前提下,进入课题实施阶段,进行有关方面知识的准备、撰

写开题报告; 3月15日前完成

3.根据要求提出主传动系统设计的思路、拟定其方案; 3月25日前完成

4.进行机械结构设计(绘制主轴箱部装图及1-2个零件图); 4月20日前完成

5.进行系统的动态特性分析(如果时间紧这一步可省); 5月10日前完成

6.进行主传动电机控制系统的设计(绘制控制系统图); 5月20日前完成

7.编写毕业设计说明书并打印; 5月28日前完成

8.程序文件的整理、存储介质的制作、准备答辩; 5月31日前完成

9.毕业设计答辩。 6月10日前完成

目录

摘要...........................................................I Abstract.......................................................II

第1章绪论 (1)

1.1 加工中心的组成 (2)

1.2 加工中心的特点 (2)

第2章主传动系统设计 (3)

2.1 概述 (3)

2.11主传动设计要求 (3)

2.2驱动源的选择 (4)

2.3 转速图的拟定 (4)

2.4 传动轴的估算 (6)

2.5 各传动组齿轮魔术的确定和校核 (7)

2.5.1 齿轮模数的确定 (8)

2.5.2 齿轮魔术的校核 (8)

2.6 V型带的选择 (9)

第3章主轴箱展开图的设计 (11)

3.1 各零件结构和尺寸的设计 (11)

3.1.1 结构实际的内容和技术要求 (11)

3.1.2 有关零件结构和尺寸的确定 (12)

3.2 有关零件的校核 (15)

3.2.1各级转速的校核 (15)

3.2.2 齿轮的校核 (15)

3.2.3 主轴的校核 (17)

第4章电气控制系统的设计 (19)

4.1 绘制控制系统结构框图 (19)

4.2 选择中央处理单元的类型 (20)

4.3储存器扩展电路设计 (20)

4.3.1程序储存器的扩展 (20)

4.3.2数据储存器的扩展 (21)

4.4控制系统的发展 (21)

总结 (23)

参考文献 (24)

致谢 (25)

加工中心主传动系统结构和控制系统设计

摘要:数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术,是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展,数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。加工中心就是装有程序控制系统的一种数控机床。该程序控制系统能够逻辑地处理具有使用号码,或其他符号编码指令规定的程序,本设计的调速系统也就是通过控制系统来实现的。还有主传动系统也是尤为重要的一个部分,加工中心就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。

关键词:加工中心,主轴,主传动系统,控制系统

Processing center main transmission system

structure and control system design

Abstract:Digital control is modern developed a kind of automation control technology, digital signal of machine with sports and its processing process control one method, with the rapid development of science and technology, nc machine tools is a national mechanical industry level of important standard. Machining center is equipped with process control system of a kind of numerical control machine. The program control system can logically processing have use number, or other symbols the procedures prescribed by the coded instructions, the design of the drive system is realized by controlling system. And main transmission system is also particularly important a part, machining center is to supply all kinds of processing steps and cutter and the relative displacement between parts are with the digital code to said.

Keywords: processing center, spindle, main transmission system, control system

第1章绪论

1.1 加工中心的组成

加工中心有各种类型,虽然外形结构各异,但总体来看大体上由以下几部分组成:

(1)基础部件

由床身、立柱和工作台等大件组成,它们是加工中心结构中的基础部件。这些大件有铸铁件,也有焊接的钢结构件,它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载,因此必须具备更高的静动刚度,也是加工中心中质量和体积最大的部件。

(2)主轴部件

由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动

作和转速均由数控系统控制,并通过装在主轴上的刀具进行切削。主轴部件是切

削加工的功率输出部件,是加工中心的关键部件,其结构的好坏,对加工中心的

性能有很大的影响。

(3)控制系统

单台加工中心的数控中心由CNC装置,可编程序控制器,伺服驱动装置,以

及电机等部分组成.它们是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的中心。

(4)伺服系统

伺服系统的作用是把来自数控装置的信号装换位机床移动部件的运动,其性

能是决定机床的加工精度,表面质量和加工效率的主要因素之一,加工中心普遍

采用半闭环、闭环和混合环三种控制方式。

(5)自动换刀装置

加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多道工序加工的能

力,有一套自动换刀装置。它由刀库,机械手和驱动机构等部件组成。

(6)辅助系统

包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不

能直接参与切削运动,但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用,因此,也是加工中心不可缺少的部分。

(7)自动托盘更换系统

有的加工中心为进一步缩短非切削时间,配有俩个自动交换工件托盘,一个

安装在工作台上进行加工,另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托

盘上的工件加工后,便自动交换托盘,进行新零件的加工,这样可减少辅助时间,

提高加工工效。

1.2 加工中心的特点

(1)加工精度高

加工中心是以数字形式给出指令进行加工的,由于目前数控装置的脉冲当量一般达到了0.0001mm,而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿,因此,加工中心能达到比较高的加工精度和质量稳定性。

(2)表面质量好

加工中心主轴转速和各轴进给量都是无级调速,有的甚至有自适应控制功能,能随刀具和工件材质及刀具参数的变化,把切削参数调整到最佳数值,从而提高了各加工表面的质量。

(3)生产效率高

零件加工所需的时间包括机动时间和辅助时间俩部分,加工中心能够有效的减少这俩部分时间,因为加工生产率比一般的机床高得多。

(4)自动化程度高

加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的。操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行外,其他的机床动作直至加工完毕,都是自动连续完成。不需要进行繁重的重复性手工操作,劳动强度与紧张程度均可大为减少,劳动条件也得到相应的改善。

(5)有利于生产管理的现代化

用加工中心加工零件,能准确计算零件加工工时,并有效的简化检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点都有利于使生产管理现代化。

第2章主传动系统的设计

2.1 概述

主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统,它应具由一定的转速和一定的变速范围,以便采用不同材料的刀具,加工不同的材料,不同的尺寸,不同的要求的工作,并能方便的实现运动的开停,变速,换向和制动等。

数控机床主传动系统主要包括电动机,传动系统和主轴部件,与普通机床的主传动系统相比,在结构上比较简单,这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担,省去了复杂的齿轮变速机构,有些只有二级或三级齿轮变速系统,用于扩大电动机无级调速的范围。

2.1.1主传动设计要求

1、数控机床主传动的特点

数控机床与普通机床比较具有以下特点:

1)转速高,功率大,它能使数控机床进行大功率切削和高速切削,实现高效率加工2)主轴转速变换可靠,并能自动无级变速,使切削工作始终在最佳状态下进行

3)为实现刀具的快速或自动装卸,主轴上还必须设计有刀具自动装卸,主轴定向停止和主轴孔内的切屑清除装置

2、对主轴传动系统的要求

数控机床的主传动系统除应满足普通机床主传动要求外,还有如下要求:

1)具有更大的调速范围并实现无级变速

2)具有较高的精度和刚度

3)良好的抗震性,热稳定性

2.2驱动源的选择

机床上常用的无极变速机构是直流或交流调速电动机,直流电动机从额定转速n

d

向上至最高转速n

max 是调节磁场电流的方法来调速的,属于恒功率,从额定转速n

d

向下

至最低转速n

min

时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩;交流调速电动机时靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小,转动惯量小,动作反应快,没有电刷,能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高,磨损和故障也少,所以在中小功率领域,交流调速电动机占有较大的优势,鉴于此,本设计选用交流调速电动机。根据主轴要求的最高转速1000r/min最大切削功率4KW,选择Y112M-4型三相交流异步电动机,额定功率4KW,满载转速1440r/min,同步转速1500r/min.

2.3转速图的拟定

根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转

速范围Rdp=n

max /n

d

=2.2,而主轴要求的恒功率转速范围R

np

=1.5,小于交流主轴电动机所

提供的恒功率转速范围,所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围.

涉及变速箱时,考虑到机床结构的复杂程度,运转的平稳性等因素,取变速箱的公比φf等于交流主轴电动机的功率调速范围Rdp,即φ=Rdp=1.5,功率特性图是连续的,无缺口和无重合的,并且选用集中传动。变速箱的变速级数Z=7.94,取Z=8,经分析,确

定的8级结构式为:8=2

1×2

2

×2

4..

确定变速组齿轮齿数:

1、先计算第一扩大组的齿轮的齿数

第一扩大组的降速比分别为:u

1=1/2.,u

2

=1,故齿数最小的齿轮在降速比为

u 1=1/2之中,查表取z

1

=z

min

,=22,s

z

=66,则z

1

==44,z

2

=u

2

/1=u

2

,s

z

=33,z

2

=33.

2、基本组的加个速比分别是:u

1=1/2.8,u

2

=1,故齿数最小的齿轮在降速比为u

1

=1/2.8

之中,查表有在z

1=z

min

=22,s

z=84,

则z

1

‘=62,z

2

=z

2

'=42.

3、第二扩大组的降速比分别是u

1=1/4,u

2

=1,故齿数最少的齿轮在u

1

=1/4之中,查表

有z

1=z

min=,

s

z

=100,z

2

=50,则z

1

=80,z

2

=50.

由此拟定主传动系统图,转速图以及主轴功率特性图分别如图2-1,2-2

图 2-1

电 I第一扩大组 II基本组 III第二扩大组 IV主轴

图2-2 结构网

2.4 传动轴的估算

传动轴除应满足强度要求外,还应满足刚度要求,强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系数精度要求较高,不允许有较大的变形,因此疲劳强度一般不是主要矛盾,除了载荷较大的情况外,可以不必验算轴的强度,刚度要求轴在载荷作用下不至于产生过大的变形。如果刚度不够,轴上的零件由于轴的变形过大而不能正常工作,或者产生振动和噪音,发热,过早磨损而失效。因此,必须保证传动轴有足够的强度。

计算转速n

j

是传动件传递全部功率时的最低转速,各个传动轴上的计算转速可以从转速图是直接得出,如表2-1所示

表2-1 各轴的计算转速

轴序号电 I II III 主

计算转速

(r/min)

1440 1000 800 177 125

计算各传动轴的输出功率:

P 1=p

×n

b

×n

r

=4.0×0.96×0.99=3.8(KW)

P 2=p

1

×n

g

×n

r

=3.8×0.97×0.99=3.65(KW)

P 3=p

3

×n

g

×n

r

=3.65×0.97×0.99=3.51(KW)

P

主=p

3

×n

g

×n

r=

3.51×0.97×0.99=3.37(KW)

计算各传动轴的扭矩

T 1=9550P

1

/N

1j

=36290(N.mm)

T 2=9550P

2

/N

2j

=69715(N.mm)

T3=9550P

3/N

3j

=189381(N.mm)

T

主=9550P

/N

主j

=257468(N.mm)

[Φ]是每米长度上玉虚的扭转角(deg/m),可根据传动轴的要求选取,其选择的原则如表2-2所示

表2-2 需用扭转角选取原则

轴主轴一般传动轴较低的轴

[Φ](deg/m) 0.5-1 1-1.5 1.5-2

把以上确定的各轴的输入功率P。计算转速n

j

,允许扭转角[Φ]代入扭转刚度的估算公

式])

[/(91φnj N d =,可得传动轴的估算直径,同时确定键的选择:

I 轴:p 1=3.8KW ,n 1j =1000r/min ,取[Φ]=0.9,代入公式: ]

[/91φn p d =,有d=23.2mm ,圆整取d=24mm 选键:6×26×30×6

II 轴:p 2=3.65KW ,n 2j =500r/min ,取[Φ]=0.9,代入公式: ]

[/91φn p d =,有d=27.3mm ,圆整取d=30 选键:8×32×36×6

III 轴:p 3=3.51KW ,n 3j =177r/min ,取[Φ]=0.9,代入公式: ]

[/91φn p d =,有d=34.7mm ,圆整取d=35 选键:8×36×40×7

主轴:选择主轴前端直径D1=90mm ,后端直径D2=(0.75-0.85D1,去D2=65mm ,则平均直径D=77.5mm 。

对于普通车床,主轴内控直径d=(0.55-0.6)D ,故本例之中,主轴内控直径取为d=45mm 。 支撑形式选择俩支撑,初取悬伸量a=90mm ,支撑跨距L=520mm 。

图2-3 主轴图 选择平键连接:b ×h=22×14,l=100mm 。

2.5 各传动组齿轮魔术的确定和校核

按接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算齿轮模数比较复杂,而且有些系数只有在齿轮的各参数都已知方可确定,故只有在装配草图画完后校验用。在画草图时用经验公式估算,根据估算的结果然后选用标准齿轮的模数。

齿轮模数的估算方法有俩种,一是按齿轮的弯曲疲劳进行估算;二是按齿轮的齿面点蚀进行估算。这俩种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知。

2.5.1 齿轮模数的确定

根据45好钢整体淬火,[σ

j

]=1100MP,按接触疲劳计算齿轮模数m,查表计算可得

K 1=1.04,K

2

=1.3,K

3

=1.3,则:

第一传动组:I-II轴

m 1=16338

2

]

[

1

/

3

2

1

)1

(j

Nj

mZ

Pj

k

k

k

?

±

取ψm=8,Z

1=22,i=2,n

j

=1000,p

j

=3.8

m

1

=2.2,

查手册取标准模数系列m=2.5mm 第二传动组:II-III轴

m 2=16338

2

]

[

1

/

3

2

1

)1

(j

Nj

mZ

Pj

k

k

k

?

±

取ψm=10,Z

1=22,i=2.82,n

j

=500,p

j

=3.65

m

2

=2.35

查手册取标准模数系列m=2.5 第三传动组:III-主轴

m 3=16338

2

]

[

1

/

3

2

1

)1

(j

Nj

mZ

Pj

k

k

k

?

±

取ψm=8,Z

1=20,i=4.0,n

j

=500,p

j

=3.51

m

3

=2.6

查手册取标准模数系列m=3mm 2.5.2齿轮模数的校核

计算公式σ

F =2KT

1

Y

Fa

Y

Sa

/bm

1.确定各项系数

(1)P=4.0kw,n=500r/min

T=9.55×105×P/n=0.726×105

(2)确定动载系数

V=πdn/1000×60=3.14×5×17×500/1000×60=2.22m/s 齿轮精度等级为7级

查图表 K

A =1.25,K

V

=1.1

(3)B=5×6=30mm

(4)确定齿间分配系数

Ft=2T/d

1

=2×0.726×105/(5×17)=1.708×103

K

A F

T

/b=1.25×1.708×103/30=0.712×102

查表K

=1.0

(5)确定齿向载荷分配系数非堆成

K

Hβ=1.12+0.18×(1+0.6

2

dφ)2dφ+0.23×10-3b

=1.15

b/m=30//0.25m=30/11.25=2.67 查表K

=1.094

(6)确定动载系数

K=K

A K

V

K

K

Hβ=

1.25×1.1×1.0×1.094=1.51

(7)查表Y

Fa1=2.97,Y

Sa1

=1.52

Y

Fa2=2.25,Y

Sa2

=1.75

(8) 确定许用应力

N

1

=60×35×51×300×8×16=8.18×108

σ

Flim1

=420Mp,S=1.4

K

N =0.93 [σ

F

]

1

=0.95×420/1.4=279M

Pa

N

2=N

1

/4=2.045×108,σ

Flim2

=350M

Pa

S=1.4

K

N =0.95 [σ

F

]

2

=0.95×350/1.4=237.5M

Pa

F ]

1

/Y

Fa1

Y

Sa1

=279/2.97×1.52=61.80

F ]

2

/Y

Fa2

Y

Sa2

=237.5/2.25×1.75=60.32

61.80>60.32 所以取60.32

2 校核

KF

T

/bm=1.51×2.52×103/30×5=25.37<60.32所以合格

2.6 V型带的选择

由于计算功率Pj=KP=1.0×4.0KW(其中P=4.0KW,K为工作情况系数,可取工作8

小时,取K=1.0)和N

=1440r/min,查表得出V带应该选择B型带,取小带轮的大小

125mm,则大带轮的大小为180mm,确定中心距A和带的基准长Ld。

由于中心距未给出,但我们可根据传动的结构需要初定长度中心距A

=1.5

(D

1+D

2

)=1.5(125+180)=457.5mm,圆整取458mm,根据带传动的几何关系,按下式计算所

需代的基准长度Ld,Ld’=2A

0+π(d

d1

+d

d2

)/2+(d

d1

—d

d2

)/4a

得到Ld’=1396.5,取Ld=1433.

实际中心距:

A≈L-L

0/2+A

=1433-1396.5/2+458=476.25,,圆整取476mm。

验算主动轮上的包角α

1

α1=180°-(D2-D1/)A×180/π≥180°-(180-125)/476×180/π=173°>120°确定带的根数

P 0=1.92, C

1

=0.98

Z=P

1/P

C

1

=4/1.92×0.98=2.12,取三根带大带轮结构如下图2-4所示

第3章主轴箱展开图的设计

主轴箱展开图是反应各个零件的相互关系,结构形状以及尺寸的图纸,并以此为依据绘制零件工作图

3.1 各零件结构和尺寸设计

3.1.1结构实际的内容和技术要求

1.设计内容

设计主轴变速箱的结构包括传动件(传动轴,轴承,齿轮,离合器和制动器等),主轴组件,操纵机构,润滑密封系统,和箱体及其连接件的结构设计和布置,用一张展开图和若干张横截面图表示.

2.技术要求

主轴变速箱是指机床的主要部分,设计时除考虑一般机械传动的有关要求外,着重考虑以下几个方面的问题:

(1)精度

加工中心主轴部分要求比较高的精度主轴的径向跳动,(0.01mm;主轴轴向传动) (2)刚度和抗振性

综合刚度(主轴刀架之间的力与相对变形之比):34003D N/m

主轴与刀架之间的相对振幅的要求如下表3-1所示:

表3-1 相对振幅表

等级 I II III

振幅(0.001mm)≤1 ≤2 ≤3

(3)传动效率要求如下表3-2所示

表3-2 传动效率表

等级 I II III

效率≥0.85 ≥0.8 ≥0.75

(4)主轴总轴承处温升和温升控制在以下范围如下表3-3所示

表3-3 温升表

条件温度温升用滚动轴承≤70°≤40°

用滑动轴承≤60°≤30°

(5)噪声要控制在以下范围如下表3-4所示:

表3-4 噪声表

等级 I II III DB ≤78 ≤80 ≤83

噪音LP:

L P =2010g{c

1

(mz)

a

ε

n

+4.5q(1-tanβ(mz))主n主}-K

式中:(mz)

a

—所有中间传动齿轮分度圆直径的平均值mm

(mz)

—主轴上齿轮的分度圆直径的平均值mm

q—传到主轴所经过的齿轮对数

C 1,k—系数,根据类型和制造水平选取,我国中型车床,C

1

=3.5,k=50.5

(6)结构简单,紧凑,加工和装配工艺性好,便于维修和调整

(7)操作方便,安全可靠

(8)遵循标准化和通用化的原则(6-10).

3.1.2 有关零件结构和尺寸的确定

传动零件,轴,轴承是主轴部件的主要零件,其他零件的结构尺寸是根据主要零件的位置和结构而知。

1.传动轴的估算

见前一节

2.齿轮相关尺寸的计算

齿宽影响齿的强度,轮齿齿宽承载能力越高。但如果太宽,由于齿轮的制造误差和轴的变形,可能接触不均,反而容易引起振动和噪声,一般取齿宽系数Φ

m

=(6-10)m,这里

取齿宽系数Φ

m =10,则齿宽B=Φ

m

×m=10×3=30mm,各个齿轮的齿宽确定如下表3-5所示

表3-5 各齿轮的齿度

轴及齿数 I

22

I

33

II

44

II

33

II

42

II

22

III

42

III

62

III

50

III

20

50

80

齿

20 20 20 20 25 25 25 25 24 24 24 24 由计算公式:

齿顶:d

d1=(z

1

+2)m(h*=1);d

a2

=(z

2

+2h*)

齿根:d

f1=(z

1

-2h*-2c*)m(c*=0.25)

得到下列尺寸表,齿轮的直径决定了各轴之间的尺寸,各主轴部件中各个齿轮的尺寸计算如下表3-6所示:

表3-6 各齿轮的直径

轴及齿数 I

22

I

33

II

44

II

33

II

42

II

22

III

42

III

62

III

50

III

20

50

80

模数(mm)2.

5

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3

分度圆直径(mm) 55 82.

5

110 82.

5

105 55 105 155 150 60 150 240

齿根圆直径(mm)48

.7

5

76.

25

103

.75

76.

25

98.

75

48.

75

98.

75

148

.75

142

.5

52.5 142

.5

232

.5

齿顶圆直径(mm)60 87.

5

115 87.

5

110 60 110 160 156 66 156 246

由表3-6可以计算出各轴之间的距离,现将它们列出如下表3-7所示:轴 I-II II-III III-主距离 82.5 105 150

3、轴的轴向定位

传动轴必须在箱体内保持准确的位置,相对保证安装在轴上各传动件的位置正确性,不论轴是否转动,是否受轴向力,都必须有轴的定位,对受轴向力的轴,其轴向定位更重要。

回转轴的轴向包括轴承在轴上的定位和在箱体孔中定位,在选择定位方式时应注意:(1)轴的长度,长度要考虑热伸长的问题,宜有一端定位

(2)轴承的间隙是否需要调整

(3)整个轴的轴向位置是否需要调整

(4)在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈

(5)加工和装配的工艺性等

根据轴的结构特点和受力情况,I,II,III,主轴均采用弹簧卡圈定位或压盖和轴肩定位。

4,轴承的选择及其配置

主轴组件的滚动轴承既要有承受径向载荷的径向轴承,又要有承受俩个方向

轴向载荷的推力轴承,轴承类型及型号选用主要根据主轴的刚度,承载能力,转速,抗振性,及结构要求合理的进行选定。同样尺寸的轴承,线接触的滚子轴承比点接触的球轴承的刚度要高,但极限转速要低,多个轴承的承载能力比单个轴承的承载能力要大,不同轴承承受载荷类型及大小不同,为了提高主轴组件的刚度,通常采用轻型或特轻型系列轴承。

同城情况下,中速重载采用双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触轴承,或者成对圆锥滚子轴承,其结构简单,但是极限转速较低。高速轻载采用成组角接触球轴承,根据轴向载荷的大小分别选用25度或者15度的接触角。轴向载荷为主且精度要求不高时,选用推力轴承配深沟球轴承,精度要求较高时,选用向心推力轴承。

本设计的主轴不仅有刚度高的要求,而且有转速高的要求,所以在选择主轴轴承时,刚度和速度这俩各方面必须考虑。因此,邹城选择如下:

I轴:I轴的前后端与箱体外壁配合,配合处传动轴的轴径是25mm,同时I轴也不会承受轴向力故也选用深沟球轴承。型号:205

II轴:II轴与I轴相似,但是由于工作过程之中传动可能有误差,II轴会承受轴向力,因此II轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承,型号:7206

III轴:III轴与外壁配合处采用圆锥滚子轴承型号:7207

主轴:主轴是传动系统之中最为关键的部分,因此应该合理的选择轴承。从主轴末端到前端依次选择轴承为圆锥滚子轴承,型号7214,推力球轴承:38215.圆柱滚子轴承:

32313

3.2 有关零件的校核

3.2.1各级转速的校核

表3-8 转速表 以上各级的转速误差全部满足。

(实际转速—标准转速)/标准转速<10(Φ-1)%=10(1.41-1)%=4.1%

3.2.2 齿轮的校核

(1)I 轴到II 轴的小齿轮从表3-2可知齿数为22 查设计手册可得到以下数据:

Z=22,u=2,m=2.5,B=8×2.5=20,n j =1000r/min ,K 1=1.04,K 2=1.3, K 3=1.3,T=T S /P=18000/2=9000

K T =m

C T n 0/160=3710/9000100060??=3.78

接触应力:Kn=0.83,K N =0.58,Kq=0.64,K S =K T K n K N Kq=1.16

σj =2088×1000uBNj

KsN K K K u /321)1(+/Zm (Mpa ) N=3.8kw (N 为传递的额定功率)

将以上数据代入公式可得σj =1006Mpa <1100Mpa ;

K T =m

C T n 0/160==66102/9000100060???=2.54

弯曲应力:Kn=0.83,K N =0.78,Kq=0.77,K S =K T K n K N Kq=1.27;Y=0.395 σw=191×105K 1K 2K 3K S N/Zm 2BYn j (Mpa )

将以上数据代入公式可得σw=164Mpa <320Mpa 。

各级实际转速r/min 44

89

125

177

250

360

500

1000

各级标注转速 r/min 45

90

125

180

250

355

500

1000

误差

2.2%

1.1%

0%

1.7%

0%

1.4%

0%

0%

控制系统组成及作用

第四章控制系统 4.1 控制系统的组成及其作用 控制系统的组成(5部分) (1)数字控制装置 作用:程序译码执行;状态信号输入采集处理,产生输出控制信号和状态显示信息 (2)输入装置 作用:接受现场状态信息和操作命令,(专为可识别的信息格式)(3)输出装置(输出设备) 作用:接受来自数字控制装置的控制命令,转化并执行相应命令信息, 产生调解、改变系统工作状态的操作和动作 (4)输入输出接口 作用:连接数字控制装置和输入输出设备的信息桥梁,完成I/O信号的电平转换,隔离,信号方式转换,滤波,锁存和缓冲等功能(5)功率放大电路 作用:将输出接口的输出控制信号进行功率放大,以足够的功率驱动输出执行设备(输出装置),完成系统的运行

控制系统的组成实例1: 控制系统的组成实例2:

作业: 1.简述机电一体化控制系统的构成 2.简述机电一体化控制系统各功能部件的作用 第四章控制系统 4.2 控制系统的设计要求 控制系统的设计要求包括10个部分: (1)功能实用性:指功能,性能,精度,应用范围及特点等技术指标概况 (2)系统可靠性:指系统在给定条件,预定时间内能够正常工作的概率(评价:无故障工作时间和故障的排出时间(含永久性和偶发性故障)) (3)运行稳定性:系统的输入量变化或受到外界干扰时,输出量被迫离开原来的稳定值过渡到另一个新的稳定状态的过程中,输出量发生超出规定限度或 发生非收敛性变化的概率(包括超调,振荡,滞后,静态误差等)(4)操作宜人性:人机工程概念内容,有助于提高效率,速度,质量和可靠性(5)人机安全性:监测,自动保护,报警,显示,急停,极限保护等 (6)环境保护水平:不产生环境污染 (7)技术经济性:包括机电一体化设备制造的性价比和运行的性价比 (8)结构工艺性:设计应满足加工,装配,检测,包装,安装,维护的最佳工艺性(9)造型艺术性:系统外形,比率,形体结构,色彩符合工业设计要求和时代美感(10)成果规范性:设计遵从相关法规,符合相关技术标准和技术规范 附: ※对工业控制计算机系统的基本要求

对加工中心滑枕的结构设计

对加工中心滑枕的结构设计 摘要:数控机床及数控加工中心是现代制造业的关键设备,一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。滑枕是加工中心的核心结构之一,是对零部件加工的直接执行机构,它的结构设计是否合理对加工中心的加工结果有着直接的影响。因而加工中心滑枕的结构设计尤为重要。 关键词:加工;滑枕;结构设计 1前言 数字控制也是最近几年新兴起来的一种自动控制的技术,利用数字化的信息实现机床控制的一种方法。数字控制的机床是采用数字来对机床进行控制。数控的机床是装有数控控制的装备。数字控制的系统主要的功能就是采用逻辑处理的方式,或者是运用其他的运算符编码指令来对规定的程序进行编写,数控系统也是一种控制的系统,他能够完成对数控信息的输入、编码以及运算,对数控机床进行全面的加工。 2数控机床及加工中心的工作原理 数控机床的加工中心主要就是运用了计算机技术的自动控制,精密的测量方法和完善的机械设计等方面知识,也是机电一体化的产品,是未来机床的发展趋势。数控机床的工作原理是:首先将加工零件图上的信息和工艺的信息数字化,按照相关规定的代码和格式对其进行相应的加工。数字化信息的定义就是将工件与道具的坐标分割成一个小单位,也可以叫做最小位移量,数控系统是按照程序的要求,对信息进行处理和分配,使得坐标的移动可以是若干个小的位移单位,在工件与道具运动的过程中完成零件的加工。 3 数控加工中心滑枕结构设计 主轴和主轴电机等构件与移动部分相连,随移动部件移动。丝杠电机与固定件连接。丝杠与固定部分连接,丝杠丝母控制移动部分上下移动。主轴电机选择西门子1PH7-137—NG,配套减速器型号为2LG4320。丝杠驱动电机选择西门子1FK7101-5AF71,配套减速器型号为LP155-M01。丝杠公称直径选为55 mm,导程20 mm,长度约为1200 mm。丝母的型号选择为BNFN5520-5。联轴器选择为ROTEX梅花型弹性联轴器。型号NO.001-钢材料,规格38。 3.1滑枕设计计算 3.1.1滚珠丝杠选择计算 (1)已知参数 丝杠的公称直径55mm,导程20mm,长度1500mm,BNFN5520-5。 (2) 切削力的确定 按照立铣(不对称顺铣)计算各向分力,如下图所示:已知主切削力Fc =5000(N),fw—运转系数,见下表:

系统(erp)架构设计方案

房产物业管理信息系统架构设计方案 2015 年7月 版本控制

一、前言 二、架构设计 2.1架构分析 2.2架构定义 2.3架构说明 2.4软件逻辑结构 三、具体功能简述 3.1自定义工作流解决方案 3.2多语言解决方案 3.3消息发布/订阅系统方案 3.4报表&打印方案 四、系统平台&支撑组件 五、系统网络结构 六、开发管理层面

一、前言 一个企业级的商业软件能够满足用户需要、正常运行、易于维护、易于扩展,必须拥有一个良好的软件架构支撑。本文主要是分析和构建一个企业级商业软件架构。 二、架构设计 2.1架构分析 企业级的商业软件架构在技术层面的要求主要体系在高性能、健壮性和低成本。 ●高性能 对于企业级商业软件来说,软件架构需要尽可能地使软件具有最高的性能,支持最大的并发性。 ●健壮性 企业级的商业软件要求软件是可靠的和无缺陷的。现在的架构一般是,服务器模式的。软件的可靠和健壮主要依赖与服务器。服务器的稳定通过良好的代码和完备的测试能够解决这个问题。 ●低成本 企业级商业软件还有一个很重要的要求:低成本。软件架构要求简单、易掌握,复杂度低,易于维护和扩展,易于测试。 2.2架构定义 本架构以XML为整个系统的交互接口,包括系统架构内部和外部。整个系统分为界面展示层,流程控制层和数据存储层。 2.3架构说明 系统架构 图 Erp架构中各核心服务之间满足松散耦合特性,具有定义良好的接口,可通过拆分与组合,

可以有针对性地构建满足不同应用场景需求的Erp应用系统。 2.3.1 适配器 在集成环境中需要复用已有的应用系统和数据资源,通过适配器可以将已有应用系统和数据资源接入到ERP应用系统中。 通过适配器可以实现已有资源与ERP系统中其它服务实现双向通讯和互相调用。首先通过适配器可以实现对已有资源的服务化封装,将已有资源封装为一个服务提供者,可以为ERP应用系统中的服务消费者提供业务和数据服务,其次通过适配器,也可以使已有资源可以消费ERP应用系统中的其它服务。 2.3.2 资源仓库 资源仓库主要功能是提供服务描述信息的存储、分类和查询功能。对于广义的资源仓库而言,除了提供服务类型的资源管理外,还需要提供对其它各种资源的管理能力,可管理对象包括:人员和权限信息、流程定义和描述、资源封装服务、服务实现代码、服务部署和打包内容、以及环境定义和描述信息。 资源仓库首先需要提供服务描述能力,需要能够描述服务的各种属性特征,包括:服务的接口描述、服务的业务特性、服务的质量特征(如:安全、可靠和事务等)以及服务运行的QoS属性。 2.3.3 连通服务 连通服务是ERP基础技术平台中的一个重要核心服务,典型的连通服务就是企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB),它是服务之间互相通信和交互的骨干。连通服务的主要功能是通信代理,如服务消费的双向交互、代理之间的通信、代理之间的通信质量保障以及服务运行管理功能等。 连通服务还需要保证传输效率和传输质量。连通服务一般应用于连接一个自治域内部的各个服务,在自治域内部服务都是相对可控的,所以连通服务更多应该考虑效率问题。 2.3.4 流程服务 流程服务是为业务流程的运行提供支撑的一组标准服务。业务流程是一组服务的集合,可以按照特定的顺序并使用一组特定的规则进行调用。业务流程可以由不同粒度的服务组成,其本身可视为服务。 流程服务是业务流程的运行环境,提供流程驱动,服务调用,事务管理等功能。流程服务需要支持机器自动处理的流程,也需要支持人工干预的任务操作,它支持的业务流程主要适用于对运行处理时间要求不高的,多方合作操作的业务过程。 2.3.5 交互服务

一种管道机器人结构与控制系统设计

摘要 在现代社会中,人们总要遇到各种各样的管道设施,而许多管道系统不是架设在空中就是深埋于地下,这样一来,通过人力对管道的内部进行检测就很不方便。本文研制的移动式管道机器人本身携带CCD摄像头,可以对一定口径的管道内壁进行检测,具有较高的实用价值。 本文首先对国内外管道机器人技术的发展做了综述,给出了移动式管道机器人本体结构设计方案,详细介绍了机器人的驱动机构、云台系统等环节的结构。 所讨论的机器人采用上下位机的控制模式,使用了目前在国内较为先进的光纤信来传送控制信号和来自CCD摄像机的图像信号。下位机以LPC2114为核心处理器,进行了移动式管道机器人行走电机的驱动控制设计、云台电机的驱动控制设计、RS232串口通信电路以及控制系统外围电路的讨论。 关键词:本体结构,控制系统,管道机器人。

Abstract In modern society, people always encounter a variety of pipeline facilities, and many are not set up in the air piping system is buried underground, so that, through human testing within the pipeline is very inconvenient. This pipe mobile robot developed to carry CCD camera itself, you can certainly detect pipe wall diameter, has a high practical value. Firstly, the domestic and international pipeline robot technology summarized in this paper, given the structure of portable pipeline design of the robot body, detailing, the robot drive mechanism, heads and other aspects of the system structure. Robot discussed by upper and lower computer control mode, using more advanced in the domestic fiber channel to transmit control signals and image signals from the CCD camera. The next crew to LPC2114 core processor for the mobile pipeline robot drive motor for control design, the design head of the motor drive control, RS232 serial communication circuit and control system peripheral circuit discussion.

立式加工中心结构

立式加工中心的分类 马毅, 【摘要】介绍了立式加工中心的分类及结构 【关键词】立式加工中心;分类;结构 The classification of Vertical Machine Center Ma yi , 【Abstract】:This paper introduces classification and structure of vertical machine center 【Keywords】:vertical machine center; classification;structure 一、概述 进入21世纪,我国机床制造业面临着市场需求旺盛而引发的制造装备业发展的良机,机床是机械制造的工作母机,是装备制造的基础设备,主要应用领域是汽车、船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、阀门等行业。在汽车、船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动下,机床工业正迎来快速发展阶段。 数控机床是现代制造业的基础装备,一个国家数控机床的水平高低和拥有量是衡量国家综合经济实力和国防安全的重要标志。当今,数控机床已成为机床市场消费的主流产品,我国汽车、航天航空、船舶、一般机械、铁路机车、军工和高新技术产业的发展为数控机床提供了广阔的市场。 加工中心是典型的数控机床,它的产销量占数控机床市场的30%~40%,立式加工中心是加工中心中的主要产品,它的主轴轴线垂直于水平面。立式加工中心主要的用户层面为:以看好的汽车零部件行业为首,还有工程机械、军工、模具、阀门、飞机、医疗设备、电力、光学设备等行业。立式加工中心的产销量占加工中心市场的60%~70%,2007年,国内生产立式加工中心近9000台,并且从国外进口立式加工中心近11000台。即国内立式加工中心年需求量近20000台,市场需求量巨大。 二、立式加工中心的分类 1.定立柱式立式加工中心(即工作台运动,立柱固定型结构) 定柱式立式加工中心,又称工作台运动式立式加工中心。此类立式加工中心产销量占立式加工中心市场的75%左右,大多数机床制造厂家都有此类结构的机床。此类机床属于传统

系统架构设计文档

仅供个人参考 For personal use only in study and r esearch; not for commercial use xxx系统架构设计说明书 2013-12-12 v0.1

仅供个人参考 修订历史记录 目录 1.简介错误!未定义书签。 1.1目的错误!未定义书签。 1.2范围错误!未定义书签。 1.3定义、首字母缩写词和缩略语错误!未定义书签。 1.4参考资料错误!未定义书签。 1.5概述错误!未定义书签。 2.整体说明错误!未定义书签。 2.1简介错误!未定义书签。 2.2构架表示方式错误!未定义书签。 2.3构架目标和约束错误!未定义书签。 3.用例说明错误!未定义书签。 3.1核心用例错误!未定义书签。 3.2用例实现错误!未定义书签。 4.逻辑视图错误!未定义书签。 4.1逻辑视图错误!未定义书签。 4.2分层错误!未定义书签。 4.2.1应用层错误!未定义书签。 4.2.2业务层错误!未定义书签。 4.2.3中间层错误!未定义书签。 4.2.4系统层错误!未定义书签。 4.3架构模式错误!未定义书签。 4.4设计机制错误!未定义书签。 4.5公用元素及服务错误!未定义书签。 5.进程视图错误!未定义书签。 6.部署视图错误!未定义书签。 7.数据视图错误!未定义书签。 8.大小和性能错误!未定义书签。 9.质量错误!未定义书签。

10.其它说明错误!未定义书签。 系统架构设计文档 1.简介 系统构架文档的简介应提供整个系统构架文档的概述。它应包括此系统构架文档的目的、范围、定义、首字母缩写词、缩略语、参考资料和概述 1.1目的 本文档将从构架方面对系统进行综合概述,其中会使用多种不同的构架视图来描述系统的各个方面。它用于记录并表述已对系统的构架方面做出的重要决策,以便于开发人员高效的开发和快速修改和管理。 1.2范围 本文档用于oto项目组目前正在开发的android app电器管家2.0和已经发布的1.0的开发或修改 1.3定义、首字母缩写词和缩略语 参考系统需求文档电器管家APP2.0 1.4参考资料 1、系统需求文档电器管家APP2.0 2、品牌品类及映射建议App数据结构及数据样例 2.整体说明 2.1简介 在此简单介绍系统架构的整体情况,包括用例视图、逻辑视图、进程视图、实施视图的简单介绍。另外,简要介绍各种视图的作用和针对的用户 2.2构架表示方式 本文档将通过以下一系列视图来表示4In1系统的软件架构:用例视图、逻辑视图、部署视图。本文档不包括进程视图和实施视图。这些视图都是通过PowerDesigner工具建立的UML模型。 2.3构架目标和约束 系统架构在设计过程中有以下设计约束: 1、安全性:通讯协议采用加密的方式、存放app端数据要进行混淆器加密、电话号码和logo不能通过反 编译批量拿走。

一、控制系统的组成

4.2控制系统的组成和描述习题 一、判断题 (1)控制器肯定是控制系统中最先动作的构件。()(2)执行器是能直接对被控对象起控制作用的装置。()(3)被控对象是连动过程中最后动作的构件。()(4)存在比较器的控制系统一定是闭环控制系统。()二、判断下列关于楼道灯声控开关电路的说法是否正确。(1)它是一个闭环控制系统。() (2)它能自动纠正控制误差。() (3)灯是被控对象。() (4)控制量是控制灯的亮灭。() 二、选择题 1.下列控制系统中,属于开环控制系统的是() A 电冰箱的温度控制 B 计算机的CPU上的风扇的转速控制 C 现代化农业温室的温度控制 D 家用缝纫机的缝纫速度控制 2 .下面控制系统中,属于闭环控制的有() A 电风扇机械定时开关控制系统 B 电子门铃控制系统 C 电磁炉温度自动控制系统 D 自行车制动系统 3.下列控制现象属于自动控制的是()

A 电风扇 B 洗衣机 C 红绿灯定时转换 D 电子词典 4.下列属于闭环控制系统的是() A 楼道里的防盗报警控制系统 B 火灾自动报警系统 C 公园音乐喷泉自动控制系统 D 电冰箱的温度控制系统 5.下列各项中,属于开环控制系统的是() A 家用电风扇的转速调节系统 B 电冰箱温度控制系统 C 汽车自动档位控制系统 D 抽水马桶水位的控制系统 6.“皮影戏”是我国的传统的民间艺术,演员只要在屏幕和灯光之间抖动如栓在“小兔”身上的细线,屏幕上就能出现生动活泼的小兔形象,这是一种控制现象,其控制对象是() A 细线 B “小兔” C 屏幕 D 灯光 7.普通高压锅使用过程中,当锅内压力达到一定值时,压力阀会浮起并放气,使锅内压力维持在预定值水平。该压力控制系统是( ) ①人工系统②自然系统③人工(手动)控制④自动控制 A ①③ B ①④ C ②③ D ②④ 8.闭环控制系统由下列各个环节组成() ①控制器②执行器③被控对象④检测装置 A ①②③ B ①③④

工业过程控制计算机系统的软件架构设计及开发

·30· 钢 铁 技 术2010年第3期 ·自动化· 工业过程控制计算机系统的软件架构设计及开发 宋萍 (中冶赛迪公司/国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中心, 重庆,401122) 【摘 要】工业过程控制计算机系统已经普遍应用于钢铁企业生产的各个环节之中,工业过程控制计算机系统在 保证其硬件设备及硬件系统结构的开放性和可靠性以外,采用合理的软件系统架构设计对于系统的开放性、可靠性、 实用性和先进性至关重要。 【关键词】工业过程控制计算机系统 软件架构 工程应用 近年来,随着计算机网络技术、信息管理技术和工业控制技术的发展,工业过程控制计算机系统已经普遍应用于钢铁企业生产的各个环节之中。连续复杂的钢铁冶金生产线,要求配套的控制计算机系统具有很好的实时性和可靠性,产品的高质量控制和新产品的不断开发又要求控制计算机系统具有很好的开发性和可维护性,因此,工业过程控制计算机系统在保证其硬件设备及硬件系统结构的开放性和可靠性以外,采用合理的软件系统架构设计对于系统的开放性、可靠性、实用性和先进性至关重要。 1 工业过程控制计算机系统的软件特点 工业过程控制计算机系统需要实现正确的实时数据跟踪和生产操作设定,为了实现这一目标,系统通常需要采集大量的实时数据、进行高效的在线数学模型计算、并完成实时的生产数据设定;同时,由于不同工艺控制对象的生产建设要求,某些过程控制系统可能面临统一设计、分步开发实现的问题。此外,在过程控制计算机系统调试完毕、交付用户操作使用以后,系统维护人员可能还会根据现场生产条件的变化,对过程控制计算机软件进行局部的维护、对一些模型控制参数进行调整和不断优化。对工业控制而言,相似工艺流程的过程控制思想是可以借鉴和继承的,因此,从软件开发的角度,要求过程控制系统软件可以继承或者再利用,以提高生产效率。 以上的系统应用要求决定了工业过程控制系 统的软件应该具有以下特点: ·数据采集实时性好、可靠性高; ·数学模型计算数据获取快、计算周期时间短; ·控制软件在不影响、或尽量少影响现有生 ·产的条件下,便于二次开发和扩展; ·软件开放性好,便于维护人员修改; ·数学模型软件便于维护,便于生产人员调节模型计算或控制参数。 ·软件系统架构设计科学,具备可移植性。 为了应对以上的系统要求,我们设计了符合软件结构化分层设计先进理念的过程控制软件架构。 2 工业过程控制计算机系统的软件架构 为便于维护、管理、开发和推广应用,本软件系统建立在Microsoft系统平台上,采用NET FRAMEWORK的框架程序设计思想,后台程序和前台画面都采用标准的Microsoft Visual C#高级语言开发,数据库采用目前市场上流行的通用大型数据库,如ORACEL和SQL SERVER。 整个程序结构采用二层设计,即前台画面和后台程序分别开发,两层之间的交接界面是数据库。为保证前后台软件的同步协调和完整性,系统引用

控制系统的设计

5、控制系统的设计 5.1 控制策略的选择 在3.2节转子的位移方程一节,我们已经论述过,对转子的位移方程进行变换后, 可以得到如下的电流和位移之间的传递函数: X i K ms K s I s X s G -==2)()()( (5—1) 由上式可以看出,该对象有两个实数极点,其中一个在正实轴上,因而是一个不稳 定的二阶对象,只有通过闭环控制才有可能使之稳定地工作。然而,闭环控制也有很多 种控制策略,采用古典控制论中关于连续系统的分析方法进行近似分析,经分析可知,使系统稳定的基本控制规律为PD 控制。下面对其进行分析。 (1)PD 控制策略 假设PD 控制器传递函数为 ]1[)(s T K s G d p c += (5—2) 其中,K P 为比例系数,T d 为微分时间常数。当忽略功率放大器和位置传感器的惯性, 设功放放大系数为K a ,传感器放大系数为K s ,则此时整个系统的闭环传递函数为: ) ()(1)()()(s G s G K K s G s G K s c s a c a +=Φ (5—3) 将式(5—1)和式(5—2)代入式(5—3)中可以得到: x p i s a d p i s a d p i a K K K K K s T K K K K ms s T K K K s -+++=Φ2) 1()( (5—4) 令k K K K K K x p i s a =- (5—5) 用Routh 判据可知,该系统稳定的充要条件为包括k 在内的所有参数均大于0。由 式(5—4)和(5—5),可得闭环系统的特征方程为 02=++k s T K K K K ms d p i s a

基于MVC系统架构模式中的软件系统控制层设计原则、目标和设计示例

1.1基于MVC系统架构模式中的软件系统控制层设计原则、目标和设计示例 1、设计的原则和目标 (1)控制器的作用 对请求进行处理并实现对业务层组件进行调度。 (2)设计的目标 一般应该分为前端和后端两个控制器,设计的主要目标是如何降低与业务处理层组件的藕合度。 2、控制器设计 (1)前端控制器 通过Filter组件或者Struts中的ActionServlet组件来实现。 (2)各种后端业务控制器 通过Servlet组件或者Struts中的Action组件来实现。 3、关于HttpServletRequest/HttpServletResponse等对象 控制层中的数据结构,例如HttpServletRequest/HttpServletResponse等对象,应该被限制在控制层上。如果将这些对象或者数据传递到其它层(主要是业务逻辑层)中,将大大地降低了代码的的重用性,令代码变得复杂,并且增加了层间的耦合------因为我们希望域对象应该是可重用的组件,如果它们的实现依赖协议或者层相关的细节,它们可重用性就很差,同时维护和调试高耦合的应用更加困难。= 一个常用的解决方法是不让控制层的数据结构和商业层共享,而是拷贝相关的状态数据到一个更常见的数据结构(比如VO对象)中再共享。 4、常用到的设计模式----命令设计模式的应用 在项目中的Servlet组件中为了更好地对业务模型组件进行调度,采用命令设计模式。通过Command设计模式实现把命令的请求和命令的执行相互分离,对命令的请求者以统一的形式进行命令请求(功能调用)。 详细的实现代码请参考NetBook的Web应用。 NetBookBussBean netBookBussBean= NetBookCommander.produceCommandRequest(4,dataSource,enCoding,request);

软考系统架构设计师学习笔记

第一章 1.1.1系统架构师的概念现代信息系统“架构”三要素:构件、模式、规划。规划是架构的基石,也是这三个贡献中最重要的。架构 本质上存在两个层次:概念层,物理层。 1.2.1系统架构师的定义 负责理解、管理并最终确认和评估非功能性系统需求,给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,对整个软件架构、关键构建、接口进行总体设计并澄清关键技术细节。 主要着眼于系统的“技术实现”,同时还要考虑系统的“组织协调”。要对所属的开发团队有足够的了解,能够评估该开发团队实现特定的功能需求目标和资源代价。 1.2.2系统架构师技术素质对软件工程标准规范有良好的把握。 1.2.3系统架构师管理素质系统架构师是一个高效工作团队的创建者,必须尽可能使所有团队成员的想法一致,为一个工程订制清晰的、强制性的、有元件的目标作为整个团队的动力。 必须提供特定的方法和模型作为理想的技术解决方案。必须避免犹豫,必须具备及时解决技术问题的紧迫感和自信心。 1.2.4系统架构师与其他团队角色的协调系统分析师,需求分析,技术实现系统架构师,系统设计,基于环境和资源的系统技术实现工程管理师,资源组织,资源实现来源:https://www.doczj.com/doc/7d9112304.html, 由于职位角度出发产生冲突制约,不可能很好地给出开发规范,搭建系统实现的核心架构,并澄清技术细节,扫清主要难点。 所以把架构师定位在工程管理师与系统分析师之间,为团队规划清晰的目标。对于大型企业或工程,如果一人承担多个角色,往往容易发生顾此失彼的现象。 1.3系统架构师知识结构需要从大量互相冲突的系统方法和工具中区分出哪些是有效的,那些是无效的。 1.4从开发人员到架构师总结自己的架构模式,深入行业总结规律。几天的培训不太可能培养出合格的软件架构师,厂商的培训和认证,最终目的是培养自己的市场,培养一批忠诚的用户或产品代言人,而不是为中国培养软件架构师。 第二章《计算机网络基础知识》 计算机系统由硬件和软件组成,软件通常分为系统软件和应用软件。系统软件支持应用软件的运行,为用户开发应用软件提供平台,用户可以使用它,但不能随意修改它。常用的系统软件有操作系统、语言处理程序、连接程序、诊断程序、数据库等。应用软件指计算机用户利用软硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件。 2.1操作系统基础知识 操作系统Operating System ,是计算机系统的核心系统软件。 2.1.1操作系统的原理、类型、结构 1、操作系统定义硬件资源包括中央处理器、存储器、输入输出设备。软件资源是以文件形式保存在存储器上的程序和数据。 操作系统既有效组织和管理系统中各种软硬件资源,合理地组织计算机系统的工作流程,又控制程序的执行,为用户使用计算机提供了一个良好的环境和友好的接口。 2、操作系统分类

某框架结构办公楼建筑结构施工图识读与基本构件计算土木设计说明

学院 毕业实训(设计) 计算书 题目:某框架结构办公楼 建筑结构施工图识读及基本构件计算二级学院:建筑工程学院 2013年01月10日

2013 届建筑工程技术专业毕业设计某框架结构办公楼 设 计 和 计 算 任 务 书 学院建筑工程学院 二〇一二年十月 某框架结构办公楼设计和计算任务书

一.目的要求 要求掌握读图识图的基本原理、方法与步骤。主要目的是使学生全面巩固、掌握读 图和识图的能力,不仅能读懂看懂,而且更能用已掌握的知识去解释、分析实际工程图纸,发挥出学生的主动积极性,培养学生的创新思维能力。 通过一个实例工程的结构设计训练,要求学生初步掌握结构设计训练的一般原则、 步骤和方法,能综合运用已学过的知识,培养综合分析问题、解决问题的能力,以及相应的设计训练技巧,同时还将培养设计训练工作中实事、严谨、准确的科学态度和工作作风。初步掌握多层建筑的结构选型、结构布置、结构设计及结构施工绘图的全过程,从而使学生学会具有一定的建筑结构的设计能力。 二.设计和计算的容 1.概况 本工程为某中等专业学校迁建工程之一的行政楼,建筑层数为四层,框架结构,整 体现浇。总占地面积738.3m ,总建筑面积2941.2 m 2 。。建筑高度:17.55m ,局部楼梯间高20.55m 。建筑耐久年限为50年。工程耐火等级为二级。工程屋面防水等级:为Ⅱ级,砼雨蓬为Ⅲ级。工程设计标高室±0.000相当于黄海高程79.45m,室外高差0.45m 。 建筑结构的安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级。设计使用年限为 50年,耐火等级为三级。 依据的岩土工程勘察报告,场地较为平整,自上而下,土层岩性依次为耕植土、粉 质粘土、卵石、基岩。建筑场地等级为二级,基础持力层下无软弱夹层存在,场地稳定性较好。岩土工程勘察报告建议以卵石层位基础持力层。场地地下水类型简单,为第四系空隙性潜水。受大气降水及侧向渗流补给。地下水水位埋深在3.0~3.70米之间。本场地地下水对建筑材料无腐蚀性。 三.结构说明 工程设计墙、梁、板砼等级为C25,柱砼等级为C30,基础砼等级为C15,钢筋选用 一级钢HPB300,二级钢筋HRB335。受力钢筋混凝土保护层厚度为:板15mm ,梁25mm ,基础梁40mm ,柱30mm ,屋面板:外侧20mm ,侧15mm 。 箍筋必须为封闭式,非焊接箍筋的末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不 应小于5d 。砌体工程:本工程±0.000以下墙体采用水泥实心砖,砖强度等级不小于 Mu15.0,水泥砂浆强度等级M10。本工程±0.000以上墙体外墙采用KP1多孔,砖强度 等级Mu10.0,用M7.5混合砂浆砌筑。墙采轻质墙体材料,要求容重不大于3/9m kN , 轻质隔墙做法及构造要求参照省建筑标准图集《MS 型煤渣混凝土空心砖结构构造》(2005浙G31)或行业及厂家相关标准。 四.设计依据 《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)

531-控制系统设计基础

控制部分: 一、根据人体红外辐射传感器原理,设计一个自动门控制系统 1.画出系统组成方框图(不得少于4个环节), 人体信号-光学系统-热释电红外传感器-信号处理-自动门控制电路-开关 2.介绍系统运行原理(不多于50字) 3.说出这是按什么控制的(不多于20字) 4.如果将人换成工厂里来了一辆运输车什么来着的,修改哪个环节最好(不多于20字)。 二、水池里的水有时会太多,有时会太少,设计一个液位控制系统 1.画出系统组成结构图, 2.介绍控制装置各个原件,对应什么,有什么用。 期望液位-比较器-控制器(机械或气动装置)-执行器(阀门)-被控量(水池液位)-检测装置(传感器) 三、对于一阶惯性系统,根据系统控制要求选择合适的控制器,可选择的控制器有P,I,D,PI,PD,PID,有2小问, 1.追求较好的控制速度,容许有稳态误差,期望无超调,说出理由(不多于50字), 2.期望较好的控制速度,不容许有稳态误差,期望无超调,说出理由(不多于50字) 传感器与检测部分: 一、填空题 1.电涡流传感器那里的,线圈下方放置金属导体时,等效电阻会怎样(变大),等效电感会怎样(变小),等效品质因数会怎样(变小), 2.电容式传感器根据不同的结构分为哪3类(变极距,变面积,变介电常数), 3.光纤传感器的组成(纤芯,包层,保护套),光在光纤中传播,入射角与折射率应满足(光在包层和纤芯的分界面上发生全反射)。 二、应变片 1.什么是金属导体的电阻应变效应:导体的电阻在受力产生变形时发生变化的现象。

2.金属导体标准阻值R为1200欧姆,传感器灵敏度K为2,应变ε是几百微应变,求电阻变化了多少?(ΔR/R=Kε) 3.一个等强度悬梁臂,上面贴2块应变片,下面贴2块应变片,组成全桥,从上方施加压力,画出电桥的电路,并标出阻值的变化情况,电源电压10V,求输出电压。 三、热电偶 1.说出热电偶的测温原理(热电势的组成及原因,接触电势和温差电势), 2.计算题,和书上一个例题一样,数值不一样,求热端温度T,给你E(Tn,0)和E(T,Tn)求T,会给一张温度表(PS:书上有,要会查表= =) 面试: 第一,是英文翻译,是现代控制理论的。 第二,是专业问题。 1,用了PD调节器时,出现了较大的震荡,是什么原因(P的增益设的太大) 2,增大无阻尼固有频率会有什么好的影响,但是这样又会有什么不利的影响。 3,非线性有哪些具体形式,对系统有什么影响。 4,李雅普诺夫稳定性的本质是什么,李雅普诺夫稳定判据可以判别非线性系统吗。 5,什么是静稳定飞机,什么是静不稳定飞机。 静稳定性,静不稳定,静中立稳定 动稳定,动不稳定,动中立稳定 6,阻尼器的作用是什么。 以飞机角运动作为反馈信号,稳定飞机的角速率,增大飞机运动的阻尼,抑制振荡 7,飞机飞行时需要用到哪些传感器。 驾驶杆力传感器,驾驶杆位移传感器,脚蹬位移传感器,温度传感器,压力传感器,加速度传感器,迎角传感器 8,什么是可观性,当系统不可测的时候,怎么样控制系统 9,谈谈对飞行控制系统前景及未来的发展。 采用光传操纵系统。利用光纤数据传输技术,抗电磁干扰,防雷电,光线本身电隔离性好,可以减轻控制系统的重量和体积,采用只能空感知系统,在变化的环境下能自主完成目标的

控制系统的设计与实施

控制系统的设计与实施 一、教材分析: 本节课内容为本节的最后一节,是本节、本章、本书的最后一个课时。在前面的学习中,学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一,而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。本节可以说是这单元的“应用”部分,让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键,只有这部分内容理解了,才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中,重点要让学生会分析和选择案例,并最终会设计。 二、学情分析: 在《技术与设计1》中,学生对设计的一般过程已经有了一定的了解。但已有的设计基础更多的是停留在结构设计和外形的设计上,对功能的设计还有待提高。同时在生活中对一些产品有一定的使用经验,这些经验有成功的,也有失败的,通过控制系统的分析与设计,使学生对一定的实践经验的生活经历,上升到一定的理论认识,对失败的使用经验,能从控制与设计的角度重新的认识。 三、学习目标: 1.知识与技能: 1)了解简单的被控对象的基本特性,能确定被控量、控制量,画出控制系统的方框图,并形成初步的控制系统设计的方案。 2)能根据开环控制系统的设计方法,制作一个控制装置;或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施,学会调试运行提出改进方案。 2.过程与方法: 通过案例式的探讨和实践改良的技术活动,提高分析能力,培养探究精神。学习权衡的思想。 3.情感态度价值观: (1)通过对控制系统的设计与实施的分析,体会产品设计中人性化的设计思想。 (2) 培养认真严谨的态度,进而树立“以人为本”的设计理念。 (3) 通过多种形式的教学活动,提高学生学习技术课的兴趣。 四、教学重难点: 1.教学重点: (1)控制系统设计的一般思路,了解简单的被控对象的基本特性,确定相关的量,会画方框 图。 (2)能根据开环控制系统的设计方法,制作一个控制装置并学会调试运行,提出改进方案。 2.教学难点: 闭环系统的设计;被控量和控制量的确定。 五、教学策略: 本节书从理论上讲内容较难,学生理解起来比较困难,为了能有较好的课堂效果,设计 如下: (1)通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法,从而引入课题。 (2)教师根据课本中的案例,引导学生解决问题,提高学习的自主能力。 (3)寻找一些贴近学生生活实际并在前三节课已经分析过的案例,采用元件展示,学生设计 连接的步骤,最后请学生代表上台连接成一个闭环控制系统。主要以“水箱注水的自动控制

高级系统架构设计范文

高级系统架构设计课程简介: 本课程中解决的实际问题如下: 帮助IT企业解决获得可重用的架构设计的完整方案; 揭示软件设计原理及设计过程; 帮助架构师掌握架构设计方法与架构设计的模式; 帮助设计人员掌握软件模块划分,及如何为模块划分职责;帮助设计人员掌握领域分析与建模的正确方法; 帮助IT数据结构设计及实例等; 帮助甲方解决软件架构评估问题;

内容四 架构设计中如何有效地组织多个组件/模块 设计控制器模块 控制模块与其它模块的交互 设计不同类型的模块在系统中的交互机制 对过大组件/模块的分解原则及实践 典型案例分析:某文档验证系统设计,阐述对系统的整体把握能力 内容五 如何设计出灵活性及可扩展性高的架构 如何设计出可扩展的架构 多态在组件设计中的使用 间接模式在架构设计中的价值及其使用 接模式在基于架构的架构中的运用 典型案例分析:UIM 系统设计,如何构造灵活而可扩展的系统 内容六 架构的鲁棒性设计 1)隔离不同的关注面 2)如何封装组件设计中的变化 3)组件设计中的开-闭原则 4)包内聚原则及其运用 5)包耦合原则及其运用 典型案例分析:税务系统、演示汇报系统实例进行分析 架构设计过程 架构重构的4种方案及模式 内容一 商业架构设计 软件功能需求对架构的影响 软件质量需求对架构的影响 软件商业质量属性分析 软件约束条件与架构的影响 确定架构目标 系统功能分解(系统、子系统、模块)和部署模式 典型案例分析:结合多个项目实例,分析质量需求、约束对架构的影响(项目错误的架构,导致反复迭代) 内容二 逻辑架构设计 软件架构立方体图 软件架构模式和架构师经验的引入 使用质量场景属性进行迭代架构设计 综合初步设计,确定高层分割(分层 分服务 分区 通信) 典型案例分析:结合项目实例,进行分析该阶段的主要任务和相关成果 内容三 物理架构设计 数据模型视图 结合逻辑架构,设计物理部署 内容四 架构重构 软件架构重构还是重写 软件架构重构技巧 软件架构复用

控制系统设计作业(DOC)

第一题:现控有哪些控制器结构,各有何特点,作用,用在什么场合? 答: (1)状态反馈: 特点:1、状态反馈将系统的每个状态变量乘以相应的反馈系数,然后反馈到输入端与参考输入相加形成控制律,作为受控系统的控制输入;2、不增加系统的维数(状态反馈解耦时也不增加系统的维数);3、比不增加补偿器的输入反馈的效果要好;4、不增加新的状态变量;5、反馈增益阵是常矩阵,反馈为线性反馈;6、不改变受控系统的能控性,但不保证系统的能观性不变;7、对于完全能控的单输入系统能实现闭环极点的任意配置,而且不影响原系统零点的分布,但如果故意制造零极点对消,那么此时闭环系统将是不能观的;8、系统能镇定的充要条件是不能控子系统为渐近稳定。 作用:状态反馈增益阵K的引入不增加系统的维数,但可通过K的选择自由地改变闭环系统的特征值,从而是系统获得所要求的性能。 场合: (2)输出反馈: 特点:1、采用输出矢量y构成线性反馈律;2、在技术实现上的方便性;3、输入反馈的HC和状态反馈的K相当,由于m

一种管道机器人结构与控制系统的设计

摘要 在现代社会中,大家总要碰到多种多样管道设施,而很多管道系统不是架设在空中就是深埋于地下,这么一来,经过人力对管道内部进行检测就很不方便。本文研制移动式管道机器人本身携带CCD摄像头,能够对一定口径管道内壁进行检测,含有较高实用价值。 本文首先对中国外管道机器人技术发展做了综述,给出了移动式管道机器人本体结构设计方案,具体介绍了机器人驱动机构、云台系统等步骤结构。 所讨论机器人采取上下位机控制模式,使用了现在在中国较为优异光纤信来传送控制信号和来自CCD摄像机图像信号。下位机以LPC2114为关键处理器,进行了移动式管道机器人行走电机驱动控制设计、云台电机驱动控制设计、RS232串口通信电路和控制系统外围电路讨论。 关键词:本体结构,控制系统,管道机器人。

Abstract In modern society, people always encounter a variety of pipeline facilities, and many are not set up in the air piping system is buried underground, so that, through human testing within the pipeline is very inconvenient. This pipe mobile robot developed to carry CCD camera itself, you can certainly detect pipe wall diameter, has a high practical value. Firstly, the domestic and international pipeline robot technology summarized in this paper, given the structure of portable pipeline design of the robot body, detailing, the robot drive mechanism, heads and other aspects of the system structure. Robot discussed by upper and lower computer control mode, using more advanced in the domestic fiber channel to transmit control signals and image signals from the CCD camera. The next crew to LPC2114 core processor for the mobile pipeline robot drive motor for control design, the design head of the motor drive control, RS232 serial communication circuit and control system peripheral circuit discussion. Key word:Body structure,Control system, In-pipe robot.

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