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Schickhuber, G. and McCarthy, O., 1997, ―Distributed Fieldbus and Control Network Systems,‖ Computing amp。智能傳感器或執(zhí)行器有三個主要特點(diǎn)：分別為：信息，傳輸能力，和數(shù)據(jù)采集， （ Eccles ， 1998 年）。因此，對同一網(wǎng)絡(luò)信息中的任何設(shè)備 都時很容易被識別的，而且與點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)相比需要較少的硬件安裝。因此，目前的架構(gòu)是不能重構(gòu)的。每個軸也有一項(xiàng)線性編碼決議，在 10 毫秒的規(guī)定線性位置測量。 在執(zhí)行一個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的控制系統(tǒng)中，一種新的約束，必須適應(yīng)通信媒介的帶寬。 因此，控制系統(tǒng)的通信應(yīng)始終保持有效的工作。它還使人們有可能以分布式處理幾個小單元的功能和荷載。尤其是對 RMS， NCS在模塊化的功能和標(biāo)準(zhǔn)接口等結(jié)構(gòu)的連結(jié)上提供更高的智 能化對于模塊化的功能和標(biāo)準(zhǔn)接口，為互換性和互操作性。 模塊化設(shè)計為柔性制造和各種設(shè)備的運(yùn)作提供了規(guī)范的單位或尺寸，而且智能系統(tǒng)可以使設(shè)備獨(dú)立運(yùn)作，并與其他設(shè)備共同工作以實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的加工目的。通過本次設(shè)計不但鞏固了我的專業(yè)知識，還增強(qiáng)了我的分析解決問題的能力，為此，向我的導(dǎo)師陳煥林表示衷心的感謝和崇高的敬意！此外，在本次設(shè)計過程中，我也得到了機(jī)電教研室的老師們的幫助和班級同學(xué)的幫助，也向他們表示真誠的感謝！ 26 參考文獻(xiàn) 1 范超毅 .數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計 .華中科技大學(xué)出版社 ， 2020： 1581 2 張巖，胡秀芳 ,張濟(jì)國編著 .傳感器應(yīng)用技術(shù) .福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2020：890895 3 現(xiàn)代機(jī)床傳動手冊 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1995： 662680 4 劉鴻文 .材料力學(xué) .高等教育出版社， 2020： 102120 5 王曉明 .電動機(jī)的單片機(jī)控制 .北京航空抗天大學(xué)出版社， 2020： 101109 6 徐瀛 .機(jī)械設(shè)計手冊 .第四版 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1993： 21120 7 唐金松 .簡明機(jī)械設(shè)計手冊 .上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2020： 110558 8 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計 .第七版 .高等教育出版社， 2020： 30120 9 毛謙德，李振清主編 .袖珍機(jī)械設(shè)計師手冊 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020， 110113 10 吳宗澤 .機(jī)械零件設(shè)計手冊 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 198550 11 楊渝欽 .控制電機(jī) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1987： 5764 12 王可，劉士閣，王淑芳 .機(jī)床滾珠絲杠傳動的改進(jìn)設(shè)計 .機(jī)械工業(yè)出版社，2020： 3256 13 許儆 .機(jī)械手冊 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 230549 14 楊祖孝 .數(shù)控機(jī)床進(jìn)給滾珠絲杠的選擇與計算 .機(jī)床與液壓， 1999： 1229 15李朝陽編著 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1994： 3367 16 林漢鴻 .機(jī)床數(shù)控及其應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994： 95100 17 畢承恩，丁乃建等 .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（下冊） .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1993：1116 18 吳祖育，秦鵬飛 .數(shù)控機(jī)床 .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 1992： 119217 19 董愛梅 .教學(xué)型數(shù)控銑床的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 (J).機(jī)床研究與應(yīng)用 .2020020076 20 Orlov P Fundamentals of CNC lathe Katson Publ. House,1985： 1120 21 Shiraishi, M． Dimensional and Surface Roughness Controls in a turning Operation． Journal of Engineering for Industry． 2020,0l： 7580 22 Shawky, A. M., and Elbestawi, M. A． ModelBased Predictive machining of Workpiece Accuracy in Bar Turning． ASME, Journal of Manufacturing Science and Engineering． 1998， 05： 5767 27 附錄 1 可重構(gòu)制造系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)機(jī)床的實(shí)現(xiàn) 摘要 本文討論了層次模型和可重構(gòu)制造系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可行性。 24 結(jié)論 本次設(shè)計主要設(shè)計醫(yī)用三自由度醫(yī)療床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，又闡述了其的國內(nèi)外現(xiàn)狀，對技術(shù)可行性進(jìn)行了分析。 23 第 5 章技術(shù)可行性分析 本設(shè)計主要包括控制部分和機(jī)械部分的分析，控制部分 是要對步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及產(chǎn)品的移動 距離進(jìn)行控制，當(dāng)移動的距離 到達(dá)最大或最小限位時，通過控制系統(tǒng)使電機(jī)停轉(zhuǎn)，并 對產(chǎn)品的移動距離 顯示。 光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。 圖 45 單片機(jī) +5V 電源電路圖 特別在穩(wěn)壓部分，本文設(shè)計選擇了集成穩(wěn)壓電源。本設(shè)計的 8 位動態(tài)顯示器接口電路如下圖 44 所示。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路中，脈沖信號經(jīng)功率放大器后控制步進(jìn)電機(jī)勵磁繞組。而 8751 片內(nèi)含有 4K 字節(jié) EPROM，但是價格比 8031 和8051 都要貴很多。 4. 接口，即 I/O 輸入 /輸出接口電路。 PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；通用性強(qiáng)，使用方便；編程方法簡單；控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護(hù)方便；體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。 ? 已知絲杠的綜合拉壓剛度的最小值為 m in 130 .61 N /umK ? ，導(dǎo)軌的靜摩擦力 0 260NF ? ，得 3 3 30 6m i n2 2 2 6 02 1 0 1 0 m m 3 . 9 8 1 0 m m1 3 0 . 6 1 1 0u FK? ??? ? ? ? ? ? ? ?? 即 3. 98 um 5u m? ? ? ，故滿足精度要求。 19 60 0 N 10 22 0 NCC? ? ?， 預(yù) 載 荷 能 力39。 2tF的計算 22322122 2 2 5 . 7 1 0 N 8 2 9 . 0 3 N2 2 4 5 . 2 2 8tmTTF d a d ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? NNda Td TFmt 928502 22 312222 ???????????? 式中2md—為蝸輪中圓直徑； 因此2tF的大小為 。 limHS —最小安全系數(shù)，一般可取 limHS =1～ 。在設(shè)計中采用吳橋縣青松減速機(jī)廠生產(chǎn)的蝸輪絲桿升降機(jī)。由于滾珠絲杠的螺紋底徑 2d =，所以選擇軸承的內(nèi)徑為 25mm，以滿足滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的需要。所以本設(shè)計 主軸采用滾珠絲桿 螺母副 ，并由 單片機(jī) 精確控制。 三個自由度的移動范圍分別是： x 方向最大移動距離為 1000mm； y 方向最大移動距離為 200m； z 方向最大移動距離為 600mm。 本文主要針對三個自由度進(jìn)行設(shè)計，其中包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和控制系統(tǒng)的設(shè)計。 在國外，不要求精確放療設(shè)備的配套治療床與國內(nèi)類似。 病人在 進(jìn)行治療定位 時需進(jìn)行幾次或者更多次調(diào)整才能找到正確位置進(jìn)行治療。 關(guān)鍵詞 三自由度 滾珠絲杠 MCS51 II Abstract This design introduced one bed of medical treatment which has three degrees of freedom system and the control system design first par t mainly is to the the bed of medical treatment milling machine length feed systematic, the cross feed systematic and the vertical to feed system length feed systematic and the cross feed system all uses adjusts high transmission efficiency and high accuracy of ball screw drive。第二部分為控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計，以單片機(jī)為主體的控制單元可以快捷方便的完成進(jìn)給任務(wù)，其中包括 8051單片機(jī) 選擇與應(yīng)用、光電耦合隔離、步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動電路、中斷處理電路和一些輔助電路的設(shè)計 ；對于醫(yī)療床行程的檢測，設(shè)計中采用了以 傳感器為檢測元件的位置檢測電路，該電路可以實(shí)現(xiàn)行程辯向和行程測量的目的。這就要求在治療時病人定位后其呈現(xiàn)出來的腫瘤影像應(yīng)與之前的影像和治療計劃相符合，才能保證治療的精確度。 在國內(nèi)，由于放療設(shè)備的研制相對落后，通常只能進(jìn)行特定部位或全身的放療，對于定位精度要 求不高，所以相應(yīng)的配套治療床多采用固定式或手動調(diào)整后用電磁閥等鎖住位置的方式。本設(shè)計的三自由度治療 床 要 滿 足 擺位需要，節(jié)約擺位時間提高定位精度，而且還可以在治療過程中 配合直線加速器的位置變化，從而可以對復(fù)雜形狀的腫瘤進(jìn)行精確照射 ，使治療效果更加精確。 設(shè)計 參數(shù) 可承擔(dān)體重在 150kg 以下的病人。 向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)正朝著治療精確度高效方向發(fā)展，要求醫(yī)療床傳動系統(tǒng)具有穩(wěn)定性，高精度；在運(yùn)動過程中能夠精確達(dá)到預(yù)定位置，醫(yī) 療床結(jié)構(gòu)要簡單，噪聲小，動態(tài)性能要好，可靠性要高。 因?yàn)闈L珠絲杠螺母副初步采用預(yù)拉伸措施，所以選用 60? 角接觸球軸承組面對面安裝，以組成滾珠絲杠兩端固定的支承形式。 7 本設(shè)計中在垂直方向上采用蝸輪絲桿結(jié)構(gòu)，不但能滿足所需要的傳動要求，還能實(shí)現(xiàn)自鎖，而且其具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、無噪音、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。計算得2 0 1200 r /m in 2 0 0 r /m in6vn L? ? ?， v 為垂直進(jìn)給速度， 0L 為絲杠的基本導(dǎo)程。本設(shè)計中出于對機(jī)器要求的可靠度和重要性考慮取 minFS =。 maxBF m a x m a x1 4 9 7 .5 0 N2BaFF?? BpF m a x1 1 6 5 .8 3 N3B p BFF?? BamF m a x ( 16 5. 8 99 5 ) N 11 60 .8 3 NB am B p aF F F? ? ? ? ? C 軸承的徑向載荷 rF 和軸向載荷 aF 分別 c os 60 58 2 Nr B amFF ??? si n 60 Na Ba mFF ? 因?yàn)? rFF ??，所以查文獻(xiàn) ［１］ 表 225 得，徑向系數(shù) x=,軸向系數(shù) y=,故 ( 580 .42 4 100 1 ) N 164 6 Nrap x F y F? ? ? ? ? ? ? 軸承在工作轉(zhuǎn)速 200 / minnr? 下的基本額定動載荷