【正文】 號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當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，伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)） 。經(jīng)對現(xiàn)在市面上大量的金相拋光機拋光盤轉(zhuǎn)速調(diào)查，選擇直流伺服電機轉(zhuǎn)速。選擇計算。 因動力頭對拋光盤產(chǎn)生的最大壓力是 100 牛，拋光盤摩擦系數(shù)最大取 =?所以，轉(zhuǎn)矩 T=100 110=1100N ，轉(zhuǎn)速參數(shù) n=300~500r/min ?m?由公式：T= ，所以 P= =，查《機械設計師手冊》表 31nP959501?59，選擇 90SZ51 電機表 341轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 功率 電壓 電流電樞 電流勵磁 允許正反轉(zhuǎn)速差5200Nm 1500r/min 80W 110V 100r/min所以，電機和拋光盤之間采用三角橡膠帶傳送，傳送比為 1：3，在主軸周圍設計了本科畢業(yè)設計（論文）25一個方形承槽，上端用防水擋板與外殼固定在一起，水槽底部安裝有排水管道，以排除拋光時的污水。 帶輪的計算選擇 電機和拋光盤之間用窄 V 帶傳動，電機 P=80W,查表 86 的工作情況系數(shù) K =,故A P = K P=88WcaA根據(jù) P ，n (電機轉(zhuǎn)速 1500r/min)由圖 89 確定選擇 Y 型ca由表 83 和 87 取主動帶輪的基準直徑為 d =則從帶輪的基準直徑d =i d =3 =78mm216? 查表 87，取 d =80mm2 確定 V 帶的基準長度和傳動中心距： 根據(jù) （d + d ） 2（d + d ） ，初步確定中心距 a =53mm12?0a12 0 計算帶所需的基準長度 L =2 a + （d + d ）+ (3d39。0212??021d4a?18) = [2 ]=220mm534)268()26(53??????查《機械設計師手冊》表 8129 得 L =200d實際中心距 aa= a + =(53+200220)=33mm0239。Dd?計算 V 帶的根數(shù) z本科畢業(yè)設計（論文）26 Z= (319)lacKP)(0??由 n=1500r/min, d =26mm,i=3,查《機械設計師手冊》 表 8133 得 P =,1 0, ,K = 則kwP01.??89.??KLZ= =).(??取 Z=3 根4 夾具的設計本科畢業(yè)設計（論文）27安 裝 槽螺 栓擋 板 安 裝 槽螺 栓擋 板 （a） (b) (c)41 夾持盤夾具(夾持盤)在保證拋光質(zhì)量中起著十分重要的作用。夾持盤中試樣安裝槽是根據(jù)試樣形狀和尺寸設計，常規(guī)試樣以圓柱形，柱形和片狀為主，因此設計了3種形狀如圖41所示。圖a主要用于夾持長方形試樣，長70mm，厚20 mm。圖b主要用于裝卡圓試樣，試樣大小為 6 24，數(shù)量可有3～9塊標準試樣。圖c主要用于夾持薄片狀試樣，每一夾板?內(nèi)可以夾一組薄片狀試樣。不規(guī)則試樣，尺寸極小的試樣和帶滲層的試樣，由于占比例不大，可采用鑲嵌方法。為了使多塊試樣便于裝卡在同一平面上，設計了一個裝樣平臺，使試樣裝卡時凸出試樣夾持盤平面3 mm，裝卡時選用了內(nèi)六角螺絲作為緊固螺釘，以防試樣在裝卡時松動。5金相試樣拋光機調(diào)速部分設計本科畢業(yè)設計（論文）28 51輸入與顯示面板如圖51 所示，液晶顯示屏上實時顯示三個拋光參數(shù)：時間，壓力，轉(zhuǎn)速。其中，時間采用分鐘和秒顯示，中間以冒號隔開（前兩位為分鐘數(shù)，后兩位為秒數(shù)）；壓力和轉(zhuǎn)速分別采用3 位顯示（000～999）。當按下“參數(shù)設定”按鍵時，光標將在參數(shù)部位（開始時光標定位在時間的分鐘部位）閃爍，每按一次，閃爍光標將移位一次。此時，可通過“+”或“”按鍵調(diào)整各個參數(shù)值。這樣，就可以根據(jù)實際需要設定不同的拋光參數(shù)。當各參數(shù)設定完畢且正確后，按下“啟動”鍵，拋光過程正式開始。“拋光盤轉(zhuǎn)向”按鍵可以方便拋光過程中對拋光盤進行手動控制?！巴Ｖ埂辨I可以及時中止拋光，以便于處理拋光過程中出現(xiàn)的一些意外狀況和問題。本科畢業(yè)設計（論文）29 52控制系統(tǒng)整體設計圖該控制系統(tǒng)可分為按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、監(jiān)測系統(tǒng)模塊、拋光機驅(qū)動模塊。按鍵輸入作為人機交互的輸入端，操作人員可通過它來設置拋光時間、拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力。核心處理器對按鍵輸入的工作參數(shù)進行處理后，通過拋光機驅(qū)動模塊來控制整個拋光過程。拋光機監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測、采集拋光機工作過程中的拋光壓力和拋光轉(zhuǎn)速等拋光參數(shù)，并將采集的參數(shù)及時傳遞MCU進行分析。液晶顯示模塊作為人機交互的輸出端，可實時顯示當前的轉(zhuǎn)速、壓力和拋光剩余時間，方便了工作人員操作。所以，該控制系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)拋光參數(shù)界面設置，按照設置的拋光參數(shù)自動完成拋光作業(yè)，并對拋光狀態(tài)進行實時監(jiān)視的功能。驅(qū)動系統(tǒng)控制動力頭上升和下降，由壓力監(jiān)測系統(tǒng)將壓力傳回MCU；拋光盤電機的轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速監(jiān)測系統(tǒng)傳回MCU，從而形成完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 伺服電機的調(diào)速研究調(diào)速系統(tǒng)是最基本的拖動控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)研究的是直流伺服電動機。其轉(zhuǎn)速和其本科畢業(yè)設計（論文）30他參量關(guān)系可表示為： N= （5?eKIRU?1）式中，N 一一轉(zhuǎn)速，r/minU 一一電樞電壓，VI——電樞電流，AR——電樞回路總電阻，Q——勵磁磁通，Wb?K ——電機結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)e由上式可以看出，可以有三種方法調(diào)節(jié)電動機的速度：(1)調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U；(2)減弱勵磁磁通 ；?(3)改變電樞回路電阻 R；對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓方式為最好。改變電阻只能有級調(diào)速。減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速。但調(diào)速范圍不大，往往只配和調(diào)壓方案，在基速以上做小范圍的升速。因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。 調(diào)劑 光 柵 功 率 驅(qū)動 電 機電源信 號 調(diào) 理 測 速機信 號 調(diào) 理 圖 一53 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由 2 個閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設置了 2 個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。2 個反饋閉環(huán)在本科畢業(yè)設計（論文）31結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)，這就是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，他具有動態(tài)響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，因而得到廣泛地應用。圖 53 是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，其中 ASR，ACR分別是速度和電流調(diào)節(jié)器，通常是由模擬運放構(gòu)成 PI 或 PID 電路；信號調(diào)理主要是對反饋信號進行濾波、放大?？紤]到直流電機的數(shù)學模型，模擬調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)傳遞函數(shù)關(guān)系。在模擬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試過程中，因電機的參數(shù)或負載的機械特性與理論值有較大差異，往往需要頻繁更換 R，C 等元件來改變電路參數(shù)，以獲得預期的動態(tài)性能指標，這樣做起來非常麻煩，如果采用可編程模擬器件構(gòu)成調(diào)節(jié)器電路，系統(tǒng)參數(shù)如增益、帶寬甚至電路結(jié)構(gòu)都可以通過軟件進行修改，調(diào)試起來就非常方便了。本科畢業(yè)設計（論文）326 總結(jié)采用機電一體化技術(shù)設計的金相試樣拋光機，系統(tǒng)可根據(jù)不同的試樣調(diào)整加壓機構(gòu)，實現(xiàn)拋光壓力的持續(xù)可調(diào)，并實現(xiàn)拋光盤轉(zhuǎn)速緩升一穩(wěn)定運行一轉(zhuǎn)速緩建的運行模式。具有較高的性能價格比，提高了制樣效率及準確性。本科畢業(yè)設計（論文）33參考文獻[1] 王會強，孫維連，楊鈺瑛. 金相試樣拋光機的機械設計與研究. 機械與電子，2022，2528[2] 陳文娟，孫維連. 金相試樣拋光機的機械設計與控制系統(tǒng)的研究 . 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