【正文】 二卷表 721 和表 723 以及根據(jù)下列幾個(gè)主要因素進(jìn)行綜合考慮。兩側(cè)固定方式的結(jié)構(gòu)筒單、軸向剛度小、適合并用在對(duì)位移精度和剛度要求都不高的中等回轉(zhuǎn)速度的滾珠絲杠上。但由于其滾道接縫處沒辦法制作盡量光滑，所以極易對(duì)滾珠滾動(dòng)的平穩(wěn)性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生卡珠現(xiàn)象，且外循環(huán)式噪聲很大。為了達(dá)到讓運(yùn)動(dòng)過程更為可靠，各配合件、連接件之間的摩擦力更小的目的，所以，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)一般需要有傳動(dòng)系統(tǒng)的精度和剛度好、盡量減小運(yùn)動(dòng)慣量，具有適當(dāng)阻尼、消除系統(tǒng)中的間隙等特點(diǎn)。電力系統(tǒng)高壓架空線路一般采用此種方法，三條線路通常是指 U,V,W（ a,b,c）三相。其余接線與 J1 模塊相連接。本實(shí)驗(yàn)控制方式采用正邏輯、脈沖串 +符號(hào)，因此，設(shè)定參數(shù) PA13 為 0001H，見圖 25 所示。 (1) 速度控制模式 通過參數(shù)設(shè)置的內(nèi)部速度指令或外部模擬速度指令可以對(duì)伺服電機(jī)的速度和方向進(jìn)行高精度的平穩(wěn)控制。因?yàn)樗邆涔舱褚种频墓δ埽梢院芎玫貦z測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)從而利于系統(tǒng)做出調(diào)整。 圖 15 數(shù)據(jù)采集卡的安裝與接線 圖 16 AMPCI9102 數(shù)字量輸入 /輸出插座 J1 定義（如圖 17）： 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 41 頁 圖 12 圓柱坐標(biāo)型 （如圖 13 所示） :它有一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，末端操作器的安裝軸線之位置由 ((θ ,ψ， r)坐標(biāo)來表示。江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 41 頁 第 1 章 機(jī)器人與 AMPCI9102 機(jī)器人概述 機(jī)器人 (Robot)是一種既可以運(yùn)行編制好的程序，也能接受人類指令，還可以根據(jù)以人工智能技術(shù)基礎(chǔ)作為行動(dòng)準(zhǔn)則自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝 置。 AMPCI9102。以盤類零件 HUB 專用機(jī)器人為研究對(duì)象，研究設(shè)計(jì)了 Y 軸的一組電路（包括主電路和控制電路 ） 并對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該課題的研究實(shí)踐涉及大學(xué)該專業(yè)所學(xué)，除了可以使設(shè)計(jì)者鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、機(jī)械制圖等所學(xué)知識(shí)。此種類型的機(jī)器人，有較高的定位精度，微機(jī)控制較為簡(jiǎn)便。它可構(gòu)成頻率測(cè)量、脈沖計(jì)數(shù)、脈沖信號(hào)發(fā)生器等電路。 因此， 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別在于： 控制精度不同：前者的相數(shù)和拍數(shù)的多少?zèng)Q定了精確度的高低，而后者取決于自帶的編碼器，精度隨著編碼器的刻度的增多而增多。 MRJ3A 伺服電機(jī)采用了極高分辨率的絕對(duì)位置編碼器，因此，它可以實(shí)施更為高精度的控制。 圖 21 伺服放大器與伺服電機(jī)的連接 三種控制模式可以通過 CN1 接口用外部信號(hào) LOP 進(jìn)行相互切 換（圖 23）。 差動(dòng)脈沖各方面情況都較集電極開路方式好一些。而 A,B,C 三相指的是三條線路，而另一條 N 則作為中性線。而 HUB 本身的含義就說明要有系統(tǒng)集成的思路，故而可采用模塊化設(shè)計(jì)方式，縮短設(shè)計(jì)周期。2一滾珠螺母體 。第一步，選定名義直徑 D，然后依據(jù)名義直徑 D 盡量選用比較大的螺距。 圖 36 分布結(jié)構(gòu) 1一外罩 。 允許空間的大小。所以選用梅花型彈性聯(lián)軸器能很好地滿足結(jié)構(gòu)要求、且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于安裝。因此選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。 MITSUBISHI 變頻器面板操作類型及實(shí)施方法，如表 41 所示。39。39。39。39。39。39。39。39。39。HFFF 39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。針對(duì)盤類零件 HUB 專用機(jī)器人 Y 軸設(shè)計(jì)，其實(shí)我們還可以進(jìn)行更多地拓展，比如使用球坐標(biāo)型或者圓柱坐標(biāo)型，以使其動(dòng)作更靈活。 通過 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) ， 我 們 不但 很好地掌握了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)及 控制方面的知識(shí) ， 更為重要 地 是學(xué)到了 老師身上所具備的品 質(zhì) ，那就是不斷刻苦鉆研新事物的匠心精神，與人為善、樂于助人的千古不變的美好品性 。 其次，需要感謝的是我們的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 老師 —— 朱巧榮老師。從對(duì)課題題目的理解覺得一團(tuán)霧水，完全不知所云的狀態(tài)，到現(xiàn)在完成課題的整個(gè)思路的一步步細(xì)化，一個(gè)個(gè)細(xì)節(jié)的完善。39。39。39。39。39。39。39。39。39。 Public Const chuantong As Integer = 5 39。39。39。39。39。39。39。39。39。編程示例： Private Sub Command3_Click() For a= 1 To 125 ‘讓 Y 電機(jī)連續(xù)反轉(zhuǎn) 125 步 Yf Next End Sub 整機(jī)運(yùn)行程序編制 主函數(shù)： Private Sub Main() Dim back As Integer back = AM9102_Open(hPLX9052, 0) 39。其 變頻器面板 MITSUBISHI 如圖 42 所示。根據(jù) VB 應(yīng)用來說，一般廠商都會(huì)為他們的數(shù)據(jù)采集卡提供豐富的 DLL 函數(shù)和 ActiveX控件，以此靈活地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)采集功能。 （ 3）滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌要在導(dǎo)軌面的間隙里安裝滾針、滾珠、滾柱之類的滾動(dòng)體，從而令導(dǎo)軌面相互間呈滾動(dòng)摩擦的形式而不是滑動(dòng)摩擦。 圖 38 深溝球軸承（左圖）和角接觸球軸承（右圖） 聯(lián)軸器的選用 由于制造及安裝誤差的存在、承受載荷后的變形以及溫度變化等因素的影響，通常不能使聯(lián)軸器所連接的兩軸保持嚴(yán)格的對(duì)中性，而是會(huì)產(chǎn)生一定的相對(duì)位移。 軸向載荷的方向和大小。其分布形式，如圖 35 所示。由于墊片調(diào)整法剛性好且結(jié)構(gòu)不 復(fù)雜、可靠性好，此外江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 41 頁 本次設(shè)計(jì)不需要在工作中經(jīng)常性地調(diào)整墊片。 絲杠螺母副的選用 伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)要借絲杠螺母副轉(zhuǎn)變成為直線運(yùn)動(dòng)，其定位精度要在士 以內(nèi)，由于滑動(dòng)絲杠副容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象、精度不高，壽命短，滾珠絲杠副一般用于精密傳動(dòng)，有動(dòng) 態(tài)響應(yīng)快、傳動(dòng)靈活、壽命長(zhǎng)、精度保持性好等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室設(shè)備不宜采用會(huì)對(duì)學(xué)生安全造成隱患的三相電，所以在本次設(shè)計(jì)中我們使用單相三線制接線方式。 N 線和 PE 線在供電變壓器的那一側(cè)被接到一起，但 PE 線在進(jìn)入用戶端后如果被當(dāng)作零線來使用的話就可能在實(shí)際生活中引發(fā)有關(guān)電的事故。通過集電極開路的輸出裝置，能夠讓‘邏輯門’輸出端的直接并聯(lián)使用。 (3) 轉(zhuǎn)矩控制模式 伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩可以通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置的轉(zhuǎn)矩 指令或外部模擬量轉(zhuǎn)矩輸入指令來控制。 依據(jù)以上逐條的分析比較，在各個(gè)性能方面，步進(jìn)電機(jī)都比交流伺服電機(jī)顯弱，因此在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備情況下， 本次設(shè)計(jì)采用了日本三菱公司的 MRJ3A 伺服放大器，該伺服放大器較之三菱通用伺服 MELSERVOJ3 系列具有功能更加豐富、性能更優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)。它適用于傳動(dòng)功率不大的關(guān)節(jié)型機(jī)器人。目前，國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)包括各種形式的作業(yè)臂、新型驅(qū)動(dòng)、控制方式等。抓取和移動(dòng)是工業(yè) 機(jī)器人最主要的功能。而可視化、日益簡(jiǎn)便化的計(jì)算機(jī)操作界面更是讓機(jī)器人控制技術(shù)日趨完善進(jìn)而推動(dòng)機(jī)器人的快速發(fā)展。另外，介紹了關(guān)于 AMPCI9102 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及應(yīng)用方法。人們?cè)絹碓蕉嗟剡\(yùn)用智能編程技術(shù)，通過日常使用的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類機(jī)器人的智能控制以達(dá)到生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的個(gè)性化應(yīng)用。而工業(yè)機(jī)器人則是針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或者多軸自由度機(jī)器人。該種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，所占空間相對(duì)較小，而工作區(qū)間相對(duì)較大，還可以輕松地繞過機(jī)身四周的障礙物，是當(dāng)前普及較多的一種機(jī)型。它可直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。而對(duì)于交流伺 服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說，其驅(qū)動(dòng)器可以直接采集電機(jī)編碼器的反饋信號(hào)，其內(nèi)部可以構(gòu)成速度環(huán)路和位置環(huán)路一般不會(huì)出現(xiàn)前者會(huì)出現(xiàn)的情況，控制性能較步進(jìn)電機(jī)更為可靠。另外該模式還可以使用最大 1Mpps 的高速脈沖串，使其對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向以及速率兩個(gè)因素實(shí)施命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高分辨率的高精度定位。 圖 24 伺服驅(qū)動(dòng)器全部接口標(biāo)示 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 共 41 頁 圖 25 指令脈沖輸入形式 控制電路接線方式的選用 控制電路接線方式有兩種方式可供選擇，分別為集電極開路方式和差分驅(qū)動(dòng)方式。出于安全性角度考 慮，目前很多場(chǎng)所基本上都被要求采用該種配電方式。 因?yàn)槿辔寰€制是最安全的接線方式且也是國(guó)家規(guī)定的安全用電的接線方式，所以，我們優(yōu)先選用作為主電路連接方式。另外各零件在空間的合理分布可以減小傾覆力矩。而內(nèi)循環(huán)式又分為浮動(dòng)式和固定式。一側(cè)固定，一側(cè)鉸支方式。 旋轉(zhuǎn)精度。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 26 頁 共 41 頁 圖 37 滾動(dòng)軸承分類 本次設(shè)計(jì)使用一個(gè)深溝球軸承和 2 個(gè)單列角接觸球軸承，如圖 38 所示（圖左為深溝球軸承，圖右為并列放置的 角接觸球軸承 ）。承載油膜具有良好的吸震性，低速下不易產(chǎn)生爬行。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程技術(shù)人員掌握和使用起來非常合適。 VB 語言的語法雖然不算復(fù)雜，但是卻可以實(shí)江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 31 頁 共 41 頁 現(xiàn)較為繁雜的功能，這是因?yàn)樗哂虚_放式的特點(diǎn)。待調(diào)試完成后，編制相應(yīng)所需程序，以備調(diào)用。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。關(guān)閉程序 Case 78: 39。但在一次次實(shí)踐過程中，遇到問題解決問題，便會(huì)知道，老師更多的是起導(dǎo)向、答疑解惑的作用，知識(shí)的掌握，更需要自己去領(lǐng)悟、鉆研。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 作為 我們?cè)诖髮W(xué)期間 走向社會(huì)之前的 最后的 實(shí)踐環(huán)節(jié) ，是 對(duì)整個(gè)大學(xué)四 年學(xué)習(xí) 質(zhì)量 的 檢驗(yàn)與拓展 ，也是我們 發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢(shì)與不足的必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。該課題看似簡(jiǎn)單，但是卻能將機(jī)電、控制等整個(gè)部分進(jìn)行串聯(lián)起來，將理論設(shè)計(jì)與實(shí)踐進(jìn)行整體的結(jié)合，這對(duì)我們今后的設(shè)計(jì)之路都具有很好的指導(dǎo)作用。 Call AM9102_DA(hPLX9052, KongChu, 0) 39。39。39。39。39。39。39。39。39。Public Const OriginSpeed As Integer = 25 Global shuru As Integer, shuchu As Integer 39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。 旋轉(zhuǎn)變頻器上左側(cè)選鈕，直至顯示 79 2 后，按下 SET 鍵確定。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言?？紤]到導(dǎo)軌精度和長(zhǎng)度方面的要求，本次設(shè)計(jì)決定選取 MGN 系列的導(dǎo)軌。本次設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌選用直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌根據(jù)接觸面的摩擦性質(zhì)可以被分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌三大類。 安裝與拆 卸。 5防塵密封圈 。 滾珠絲杠固定方式有兩端固定 , 一端固定、一端自由，兩側(cè)鉸支以及一側(cè)固定、一側(cè)鉸支四種。 滾珠絲杠螺母副在結(jié)構(gòu)上，有兩種情況：循環(huán)時(shí)，滾珠有的時(shí)候會(huì)和絲杠脫離接觸的情況被叫做外循環(huán)式，而滾珠始終與絲杠保持接觸的形式被稱為內(nèi)循環(huán)式。 圖 31 模塊化設(shè)計(jì)思路流程 對(duì)于專用機(jī)器人來說，執(zhí)行元件的執(zhí)行位置精度直接 受到傳動(dòng)精度的影響。 3. 三相三線制電路：一般性而言指的是 10KV 及以上的高電壓線路。 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 控制電路圖設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用 AMPCI9102 數(shù)據(jù)采集卡通過 J1模塊連接伺服驅(qū)動(dòng)器 CN1 口，同時(shí)與變頻器相連。 位置控制模式的控制信號(hào)有多種指令輸入形式，可以通過設(shè)定參數(shù) PA13 指定。 由于交流伺服電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中被當(dāng)做執(zhí)行元件，所以轉(zhuǎn)子速度的變化需要能夠很好地反映控制信號(hào)，當(dāng)沒有控制信號(hào)時(shí)轉(zhuǎn)子就不轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)它在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，假如控制信號(hào)突然消失，轉(zhuǎn)子就要隨之迅即停止。 低頻時(shí)表現(xiàn)不同：在低速時(shí)前者需要采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)將低頻下振動(dòng)的現(xiàn)象克服。它的所江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 41 頁 有讀寫操作能力均為 16Bit。此種型式的機(jī)器人，所占的 空間范圍較小，但其工作空間較大，末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)可獲得較高的運(yùn)動(dòng)速率。 本次主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面： 設(shè)計(jì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主電路和控制電路，并接線； HUB 機(jī)器人 Y 向進(jìn)給機(jī)構(gòu)裝配圖及典型零件圖設(shè)計(jì)； 編制 VB 控制軟件，調(diào)試 Y 軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)； 參與數(shù)控機(jī)床改造網(wǎng)站建設(shè)； 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，整理全部有關(guān)資料文檔。 關(guān)鍵詞： H