【正文】 nd social development, energy, especially electricity supply is very tight though, but the scale of power construction, the speed, is the world39。這樣就得大量的從國外進口。云母帶即絕緣帶的包繞就是由包帶機來完成的。 為了滿足電力工業(yè)的發(fā)展需要，相關(guān)的設(shè)備就必須能跟上形勢的發(fā)展。在國內(nèi)，數(shù)控包帶機系統(tǒng)的研究與開發(fā)已有十多年的歷史，哈爾濱電機廠、上海電機廠等做出了一定的產(chǎn)品，但是由于設(shè)計和技術(shù)的一些問題，相關(guān)部分并沒有完全國產(chǎn)化。 在電氣元件的選擇方面，選擇了各個軸運動時所需的不同型號電動機。Electric。在大型發(fā)電機中電機的定子線圈稱線棒，需要包扎絕緣帶才能夠在實際生產(chǎn)中使 用。目前國內(nèi)所用的多軸數(shù)控包帶機基本都是從國外進口的，產(chǎn)品主要來自于瑞士依索拉等公司。結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、腳踏開關(guān)、鏈條傳動、臺式操作。其產(chǎn)品適應(yīng)面窄，并目包絡(luò)質(zhì)量不易保證。機器人結(jié)構(gòu)數(shù)控包帶機基本上是進口產(chǎn)品。包帶小車所帶動的 機械部分被稱為包帶盤，包帶盤升降定義為 Z 軸， Z軸回轉(zhuǎn)為 C軸，包帶盤繞 B 點旋轉(zhuǎn)為 D軸，包帶盤自轉(zhuǎn)為 A軸。線圈的中心線是一個空間曲線，所以包帶過程中要不斷調(diào)整包帶盤的空間位置和姿態(tài)。 3 ) 自動傾角纏繞絕緣帶要滿足一定的疊繞比 ， 才能滿足生產(chǎn)工藝要 ，要讓對稱安裝在包帶盤上的包帶卷和包帶盤平面之間有一個夾角 ， 即傾角，而且在換向時要自動翻轉(zhuǎn) 。 確定機械、電氣設(shè)計方案。 寬度（ Y 軸） 長度：總的有效長度為 600mm ，運動軌跡為“ U”型軌跡。 驅(qū)動電動機的技術(shù)參數(shù)：驅(qū)動電動機采用 4極異步減速電動機，輸出功率為 200W，運行頻率是 50Hz，直線運動速度是 500 minmm 。蝸輪，蝸桿零件圖如圖 21，圖 22。 機械工作原理 本自動包帶機采用雙軸式包膠帶，膠帶軸心距離按實際需要可以調(diào)整，山帶有兩個材 料夾具的圓盤通過翻轉(zhuǎn)交林使用，此圓盤內(nèi)側(cè)有兩個減速卡口，由移位電機帶動 。 包膠帶機控制器設(shè)計 硬件設(shè)計 控制硬件山以 89C51 為核心，主 要山單片機控制器、數(shù)據(jù)存儲、信息顯示、操作鍵盤和隔離驅(qū)動等五部分組成，并且配置了數(shù)據(jù)存儲器掉電保護電路、地址譯碼電路和功能擴展接日。 數(shù)據(jù)存儲單元 數(shù)據(jù)存儲單元使用了 16K的 62128 數(shù)據(jù)存儲器， 用于保存系統(tǒng)參數(shù)和每次生產(chǎn)的現(xiàn)場信息，該部分配置了掉電保護電路如圖三， 62128 的片選端為高電平時，即進入微功耗狀態(tài)。 圖 23 單片機控制電路框圖 圖 24 掉電保護 軟件設(shè)計 程序設(shè)計主要山主程序和設(shè)置、生產(chǎn)、系統(tǒng)設(shè)置、信息查詢、 顯示、鍵盤等子程序構(gòu)成。 驅(qū)動電動機的選擇與設(shè)計 在本次的設(shè)計中我們所用到的驅(qū)動電動機有實現(xiàn) X 軸、 Y 軸和 Z軸方向直線運動的驅(qū)動電動機；實現(xiàn) A軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電動機；實現(xiàn) B 軸、 C軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電動機：和實現(xiàn)張力的恒力距電動機。 主要的設(shè)計計算參數(shù)的確定 旋轉(zhuǎn)角度系數(shù) Lf 的確定： 我們選用的是 STK32054R 型號的滾珠絲杠，與之配合的螺母型號是 STK3205FKP3型，所以我們查得其基本動載荷率 KNCam ? 。 %%5 ????? ?? （ 3）計算理論傳動效率 ? 計算： ? ? ? ? a n a nt a n t a n 00 039。 而且， Z 軸方向的負載在突然斷電是要馬上自鎖，所以要求電動機本身帶有斷電負載保護的作用。圖 31為電動機示意圖 圖 31 電動機示意圖 減速箱的選擇 根據(jù) Z 軸方向 min/500mm 的移動速度，我們算得滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速要求是100 min/r ，而電動機的額定轉(zhuǎn)速為 1300 min/r 。 即可。 實現(xiàn)包帶頭旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動電動機的選型與設(shè)計 該部分的電動機我們已經(jīng)在進行包帶頭帶傳動的設(shè)計中完成了選擇，以下是選擇過程： 我們已經(jīng)在本章第 1節(jié)中的第 8 部分已經(jīng)對包帶環(huán)的質(zhì)量進行了精確估算，大約為黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 67kg ，重力為 670N 。 所以我們計算包帶環(huán)啟動時的啟動力矩 1T ： RFT 39。其技術(shù)參數(shù)如下表： 表 32 110STM4010型伺服電動機的技術(shù)參數(shù)表 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 4N本章就是通過對包帶機進行細致的黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 分析之后，選擇了與各軸工作時相配合的不同型號的電機。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（ DC）。 例如計算機電源的供電，在該項應(yīng)用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。如果在變頻器安裝時，把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面，將會使變頻器有 70％的發(fā)熱量釋放到控制機柜的外面。 另外，散熱問題還要注意以下兩個問題： （ 1）在海拔高于 1000m 的地方，因為空氣密度降低，因此應(yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。改善電機低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù) ,使用 矢量控制 ，可以使電機在低速 ,如 (無速度傳感器時 )1Hz（對 4極電機，其轉(zhuǎn)速大約為 30r/min）時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達到電機在 50Hz 供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的 150％）。 矢量控制 可以通過對電機端的電壓降的響應(yīng)，進行優(yōu)化補償，在不增 加電流的情況下，允許電機產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。在 用于提升類負載 ,在下降時 , 能量 (勢能 )也要返回到變頻器 (或電源 )側(cè) ,進行制動 .這種操作方法被稱作 再生制動 ，而該方法可應(yīng)用于變頻器制動。如果用大的電壓和頻率起動電機，例如使用工頻電網(wǎng)直接供電，就會產(chǎn)生一個大的起動沖擊（大的起動電流 (*2) ）。舉例，電機在 100Hz時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降 低到 50Hz時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的 1/2。 另外，還要了解 數(shù)控車床主軸變頻的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運行模式 ，我們在書上能得到 主軸變頻控制的基本原理 ， 由異步電 機理論可知，主軸電機的轉(zhuǎn)速公式為 : n=（ 60f/p） （ 1s） （ 41） 其中 p— 電動機的極對數(shù)， s— 轉(zhuǎn)差率， f— 供電 電源 的頻率， n— 電動機的轉(zhuǎn)速。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降， 即 伺服驅(qū)動器使用來控制伺服電機的 ,是伺服電機的控 制部分 . 驅(qū) 動 器 在 整 個 控 制 環(huán) 節(jié) 中 ， 正 好 處 于 主 控 (MAINCONTROLLER) 驅(qū)動器(DRIVER)馬達 (MOTOR)的中間換節(jié)。 按結(jié)構(gòu)分有：萬能式和塑殼式。 工作原理： 斷路器在合閘過程中的任何時刻，若保護動作接通跳閘回路，斷路器能可靠地斷開，這就叫自由脫扣。而跨于此線圈的電壓稱之為「一次電 壓 .」。 電子變壓器除了體積較小外，在 電力變壓器 與電子變壓器二者之間，并沒有明確的分界線。 變壓器 利用電磁感應(yīng)原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號 的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾? 靜止的電磁裝置 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能 。 變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理 :當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓 amp。1， amp。 當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時，一次側(cè)僅流過主磁通的電流（ amp。Iacute。P1 為輸入功率， P2為輸出功率 . 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 27 當(dāng)變壓器的輸出功率 P2等于輸入功率 P1 時，效率 η 等于 100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗 .但實際上這種變壓器是沒有的 .變壓器傳輸電能時總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損 . 銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗 .當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時， 一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗 .由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損 . 變壓器的鐵損包括兩個方面 .一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗 .另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時 .鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流 .渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗 . 變壓器的效率與變壓器的功率等級 有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高 .反之，功率越小，效率也就越低 . Ｃ變壓器的功率 變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關(guān)。 （ 4）通過使用斯沃仿真系統(tǒng)，把電氣系統(tǒng)中的驅(qū)動器，變頻器，電動機等元件通過仿真元件 連接在一起，驗證了該系統(tǒng)能夠正常，穩(wěn)定運行。雖然負載增加鐵心不會飽和，將使線圈的電阻損耗增加，超過額定容量由于線圈產(chǎn)生的熱量不能及時的散出，線圈會損壞，假如你用的線圈是由超導(dǎo)材料組成，電流增大不會引起發(fā)熱，但變壓器內(nèi)部還有漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無限的。Iacute。0），這個電流稱為激磁電流。2。1 時，流過電流 amp。 變壓器原理 ： 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 ， 與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統(tǒng)其它組件的能 力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較，它仍然歸屬于小電力之范圍。因此，變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。 變壓器 變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡單但根據(jù)不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。 按滅弧介質(zhì)分有：油浸式、真空式和空氣式。 驅(qū)動器的選擇： 在這里，我們選擇伺服驅(qū)動器 TSDA30BTSB102B27H。 當(dāng)然，轉(zhuǎn)速提高后，還應(yīng)考慮到對其軸承及繞組的影響，防止電機過分磨損及過熱，一般可以通過設(shè)定最高頻率來進行限定。 變頻器的選擇 在目前數(shù)控車床中，主軸控制裝置通常是采用交流變頻器來控制交流主軸電動機。所以變頻器驅(qū)動的電機起動電流要小些。在實際中，這種應(yīng)用需要 能量回饋單元 選件。 變頻器的制動 制動的概念 :指電能從電機側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)） ,這時電機的轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速 .負載的能量分為動能和勢能 . 動能 (由速度和重量確定其大?。╇S著物體的運動而累積。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補償電機速度降低而引起的電壓降。但由于實際上因為設(shè)計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大， 所以也要看具體應(yīng)用。還可以用隔離板把本體和散熱器隔開 , 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。我們要了解一臺變頻器的發(fā)熱量大概是多少，可以用以下公式估算： 發(fā)熱量的近似值＝ 變頻器容量（ KW） 55 [W] 在這里 , 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負載為準(zhǔn)的 (過流能力 150% * 60s) 如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器 , 并且也在柜子里面 , 這時發(fā)熱量會更大一些。 變頻器也可用于家電產(chǎn)品。 第四章 電氣系統(tǒng)的設(shè)計 變頻器的介紹 通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“ 變頻器 ” 。 m 轉(zhuǎn)子慣量 ? 103kgF 啟動時所需的沿著包帶環(huán)圓周切線方向的推力， 80N 。 我們估算正壓力 F =1000N 。 。 于是我們根據(jù)轉(zhuǎn)速的要求，在《精研》的樣本上選取了型號為 型的減速箱與電動機配合使用。該型號的交流伺服電機是電磁制動電機，其特點是： 斷電后立即制動保持負載；內(nèi)轉(zhuǎn)失電電磁制動器，斷電后立即產(chǎn)生制動力保持負載；可實現(xiàn)復(fù)雜的瞬時的正、反轉(zhuǎn)，每分鐘可以停止 6 次；制動速度快等。 ????? ?? ?? 實際傳動效率 p? 的計算： 由于我們的滾珠絲杠是豎直安裝，所以我們的實際傳動效率和理論傳動效率有很大的差別， 故我們應(yīng)該進行計算實際傳動效率： 5 5 ????? Lp f?? 黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 驅(qū)動力矩 T 的確定 phZPFT ??2020? 其中： ?ZF 滾珠絲杠沿軸向所受的載荷，即 Z 軸方向的包帶頭的總重量，我們已經(jīng)估算其值為 。 由于 ??ZamFC，所以我們查《太敬》樣本，取旋轉(zhuǎn)角度系數(shù) ?Lf 。 實現(xiàn)直線運動和旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動電動機的選型與設(shè)計 經(jīng)過我們的仔細分析，我們發(fā)現(xiàn)，在 X軸、 Y軸、 Z 軸、 B軸和 C軸之間， X 軸與 Y軸的驅(qū)動結(jié)構(gòu)相類似，都是齒輪齒條的傳動， Z軸方向的驅(qū)動結(jié)構(gòu)與前兩者不同。山于現(xiàn)場操作有時需要對包帶機進行調(diào)試即手動操作功能，方便處理現(xiàn)場故障 。微安的電流就可以芯片內(nèi)的保持數(shù)據(jù)小變。