【正文】 龍門式上下料機械手設計 28 廣東水利電力職業(yè)技術學院 29 龍門式上下料機械手設計 30 滾珠絲杠 的校核 (1)絲桿剛度及其 彈性變形量 2kw0s )L (165 －??R 2)8 0 0 4 . 7 67 0 (1 6 5 ??? － ＝ 211N/ m? s1RF ??? 2111332? ? m? 21? 定位精度（即 ） 式中： sR 為絲桿剛度， wD 為球徑， ? 為彈性變形量。 廣東水利電力職業(yè)技術學院 31 龍門式上下料機械手設計 32 直線導軌副的型號的選擇及額定壽命的計算 直線導軌副型號 結構 滾動直線導軌副是由導軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。驅動功率大幅度下降，只相當于普通機械的十分之一。動摩擦，大大降低二者之間的運動摩擦阻力，從而獲得：能實現(xiàn)無間隙運動，提高機械系統(tǒng)的運動剛度。簡化了機械結構的設計和制造。n電機所需達到的轉速（ r/min） ， T電機升速時間 為 1（ s） 。 236MMmt ?＝ 4 33mt ??? －－＝ 選擇電機 110 BYG2502 滿足此條件，電機能夠正常運轉。 滾珠絲桿的選定 ： 磨制絲杠 (右旋 ) 軸承到螺母間距離 (臨界 轉速 ) nL ＝ 20xxmm 固定端軸承到螺母間距離 (容許軸向載荷 ) kL ＝ 20xxmm 設計后絲杠總長 L ＝ 2200mm 最大行程 （有效行程） ＝uL 20xxmm 工作臺最高移動速度 maxV ＝ 18（ m/min） 壽命定為 hL ＝ 24000 工作小時。得絲杠螺紋長度 ≥ 2090m。 得到絲桿底徑 ? 。 (3)臨界轉速及允許工作轉速 臨界轉速： 72112L 10Ldn ???＝ 72 102 0 0 03 8 . ??＝ ＝ 2100r/min 式中： 1d 為絲桿軸底徑， 2? 為安裝系數(shù)。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進入滑塊內(nèi)部。適應高速直線運動，其瞬時速度比滑動導軌提高約 10 倍。導軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點接觸時大大提 高，滾動摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。 壽命 時間60nL2 LL u eh ???＝ 60422 1023818 3??? ?＝ ＝ 46378(h)? 5(年 ) 龍門式上下料機械手設計 48 電機的選型及計算 步進電動機的型號的選擇 (1)脈沖當量、步距角的確定及傳動比的計算 脈沖當量： 一個脈沖使步進電動機驅動拖動的移動距離 ?P =步進電動機的步距角 ?b ＝ 03 /脈沖 ，其每轉的脈沖數(shù) S=003360 =120 p/r 步進電動機與滾珠絲桿間的傳動比 i ?i sL? = 12? =1 (2)等效轉動慣量 tJ 的計算 1．滾珠絲桿的轉動慣量 Js Js= 33440 )( ????????lpd? 2．聯(lián)軸器的轉動慣量LJ （查第四章聯(lián)軸器圖） 廣東水利電力職業(yè)技術學院 49 在下表中選出聯(lián)軸器的型號為： LK5－ C82－ 2840 其轉動慣量 LJ ＝ mkg?? ? 3．工作臺 、 機械手 及托板 的轉動慣量 wJ 3220 )( 62 1 5)L(J ????? ??gww 式中： w 為工作臺及機械手重量。電機正常工作時負載慣量 tJ ＝ mkg?? ? ，負載轉矩 mM ＝ 。 控制 電 機及控制原理框圖 ： 電機 1 和電機 2 的驅動器 電機 1 的驅動器 ： 廣東水利電力職業(yè)技術學院 53 電機 2 的驅動器 系統(tǒng)運行原理 電機控制系統(tǒng)的工作原理如下圖所示 ： IPC（工業(yè)控制計算機）是電機控制系統(tǒng)的主機，負責從鍵盤接收外部命令，通過串行口發(fā)送到單片機，然后接收單片機回送的相同數(shù)據(jù)進行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的情況控制電路。 單片機負責接收來自 IPC 的命令，并將其轉換成控制脈沖信號，從并行口輸出，去控制電機的運行；在脫離 IPC 控制時，還要保證系統(tǒng)能按一定的程序自動運行。 無論是在專業(yè)知識方面、專業(yè)技巧還是經(jīng)驗，李 老師都給予了我很大的幫助； 在此向 李冬梅 老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 在此， 將簡短的一句話送給我們和藹可親的老師：“老師 們 ，謝謝您 們 ，您 們 辛苦拉！” 。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向 廣東水利電力職業(yè)技術學院 ， 機械系 的全體 老師表示由衷的謝意。 電機是執(zhí)行動作的設備，當脈沖按一定順序輸入電機各個相時，它就能實現(xiàn)不同的運動狀態(tài)，從而帶動固定在其他的其他設備如攝像頭等做相應的運動。 IPC 的控制結束后，可做其他處理工作。 2 ?＝ 4 33mt ??? －－＝ 選擇電機 110 BYG2502 滿足此條件，電機能夠正常運轉。n電機所需達到的轉速（ r/min） ， T電機升速時間 為 1（ s） 。簡化了機械結構的設計和制造。動摩擦，大大降低二者之間的運動摩擦阻力，從而獲得：能實現(xiàn)無間隙運動，提高機械系統(tǒng)的運動剛度。驅動功率大幅度下降，只相當于普通機械的十分之一。 直線導軌副 型號的選擇及額定壽命的計算 直線導軌副型號 結構 龍門式上下料機械手設計 46 滾動直線導軌副是由導軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。 廣東水利電力職業(yè)技術學院 45 的校核 (1)絲桿剛度及其彈性變形量 2kw0s )L (165 －??R 2)2 0 0 0 0 (1 6 5 ??? － ＝ 53N/ m? s1RF ??? 535042? ? m? 21? 定位精度（即 ） 式中： sR 為絲桿剛度， wD 為球徑， ? 為彈性變形量。 臨界轉速及允許工作轉速 的關系為 ： Ln ? 其中 Ln 為臨界轉速， kn 為允許工作轉速。以 ?C 值從 “ FDG 法蘭式雙螺母 表 ” 中查出適合 的類型： 公稱直徑： d0=40mm 絲杠底徑： d0= 導程： Pho=12mm 循環(huán)圈數(shù)： 額定動載荷為： Ca＝ 47016N 額定靜載荷 ： oaC ＝ 132278 N 螺母總長 sL ＝ 178mm (6)絲桿螺紋長度的 計算： eu1 L2LL ＋＝ ＝ 20xx＋ 245＝ 2090mm 其中 uL 最大行程， eL 為余程（由下表查到）。 )/脈沖 ]后，則可用下式來計算該軸伺服傳動系統(tǒng)的傳動比 ?? PbLi 360 0? = 123 ???? =1 (41) 其中， b? 為步進電機的步距角 b? ＝ ?3 ， 0L 為滾珠絲杠導程 0L ＝ 12mm， p? 為系統(tǒng)的脈沖當量 p? ＝ 。電機正常工作時負載慣量 tJ ＝ mkg?? ? ，負載轉矩 mM ＝ 。 壽命 時間60nL2 LL m a xu eh ???＝ 1023818 3??? ?＝ ＝ 41350(h)? 5(年 ) 龍門式上下料機械手設計 34 電機的選型及計算 步進電動機的型號的選擇 (1)脈沖當量、步距角的確定及傳動比的計算 脈沖當量： 一個脈沖使步進電動機驅動拖動的移動距離 ?P =步進電動機的步距角 ?b ＝ /脈沖 ，其每轉的脈沖數(shù) S=00360 =200 p/r 步進電動機與滾珠絲桿間的傳動比 i ?i sL? = 10? =1 (2)等效轉動慣量 tJ 的計算 1． 滾珠絲桿的轉動慣量 Js Js= 43440 )0 3 ( ????????lpd? 2．聯(lián)軸器的轉動慣量LJ 在下表中選出聯(lián)軸器的型號為 ： LK5－ C68－ 1930 廣東水利電力職業(yè)技術學院 35 其轉動慣量 LJ ＝ mkg?? ? 龍門式上下料機械手設計 36 廣東水利電力職業(yè)技術學院 37 3． 工作臺及機械手的轉動慣量 wJ 3220 )( 1 7 6)L(J ????? ??gww 式中： w 為工作臺及機械手重量。導軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點接觸時大大提高，滾動摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。適應高速直線運動，其瞬時速度比滑動導軌提高約 10 倍。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進入滑塊內(nèi)部。 (3)臨界轉速及允許工作轉速 臨界轉速 ： 72112L 10Ldn ???＝ 72 ??＝ ＝ 3712r/min 式中： 1d 為絲桿軸底徑， 2? 為安裝系數(shù)。 得到絲桿底徑 ? 。得絲杠螺紋長度 ≥ 864m。 滾珠絲桿的選定 選取的滾珠絲杠轉動系統(tǒng)為 ： 龍門式上下料機械手設計 24 磨制絲杠 (右旋 ) 軸承到螺母間距離 (臨界長度 ) nL ＝ 800mm 固定端軸承到螺母間距離 kL ＝ 800mm 設計后絲杠總長 L ＝ 1000mm 最大行程 （有效行程） ＝uL 800mm 工作臺最高移動速度 maxV ＝ 10（ m/min） 壽命定為 hL ＝ 24000 工作小時。 廣東水利電力職業(yè)技術學院 23 在此選用型號為 RHDZ080的工作臺， 工作臺采用雙滑軌、滾珠絲桿的組合形式。 )/脈沖 ]后，則可用下式來計算該軸伺服傳動系統(tǒng)的傳動比 ?? PbLi 360 0? = ?? ?? =1 (41) 其中， b? 為步進電機的步距角 b? ＝ ? ， 0L 為滾珠絲杠導程 0L ＝ 10mm， p? 為系統(tǒng)的脈沖當量 p? ＝ 。由于已知鉸鏈杠桿機構的擴力比為 i =， 因