...机械系统的部件选择与设计(导轨).ppt

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。

机械水平移动导轨的控制系统设计与优化摘要：本文针对机械水平移动导轨控制系统的设计与优化进行了探讨。

在设计过程中，结合机械导轨的工作原理和要求，设计了控制系统的硬件架构和软件算法。

通过对控制系统的测试与分析，优化了系统的性能和稳定性。

结果表明，所设计的控制系统能够满足机械水平移动导轨的精确控制需求。

1. 引言机械水平移动导轨作为一种重要的工业自动化设备，被广泛应用于机械加工、装配线和物料搬运等领域。

机械水平移动导轨的控制系统对于设备的性能和稳定性有着重要的影响。

因此，设计一个高效、精确的控制系统是至关重要的。

2. 控制系统的硬件架构设计机械水平移动导轨的控制系统包括传感器、执行器和控制器三个核心部件。

传感器用于检测导轨的位置和速度，执行器用于控制导轨的运动，控制器用于接收传感器反馈信号，并根据设定值对执行器进行控制。

在硬件架构设计中，我们选择采用先进的微控制器作为控制器的核心。

微控制器具有较强的数据处理和通信能力，并且能够集成多个模块，方便系统的扩展和优化。

同时，我们选用高精度的编码器作为传感器，以确保位置和速度的测量精度。

对于执行器，我们选择电动线性驱动器，可以实现导轨的平稳运动和精确控制。

3. 控制系统的软件算法设计控制系统的软件算法设计包括位置控制算法和速度控制算法两个方面。

在位置控制算法设计中，我们采用比例积分微分（PID）控制算法。

该算法可以通过对误差的连续调整来实现对导轨位置的快速和精确控制。

通过调整PID控制器的参数，可以实现对系统的动态响应和稳态误差的优化。

在速度控制算法设计中，我们采用滑模控制算法。

滑模控制算法具有较好的稳定性和鲁棒性，在速度响应和抗干扰能力方面表现出色。

通过调整滑模控制器的参数，可以实现对导轨速度的快速响应和抗扰动能力的提高。

4. 控制系统的测试与分析为了验证所设计的控制系统的性能和稳定性，我们进行了一系列的测试和分析。

首先，我们对导轨进行了静态特性测试，即在不同位置和速度下测量导轨的稳态误差。