【正文】 。 事件驅動編制機制 。 結構化程序設計語言。 VB 與 JAVA,C++等語言存在較大的不同。傳統(tǒng)形式的程序設計語言是通過編程代碼來設計使用界面的，界面的實際顯示效果無法在設計的過程中被開發(fā)員看到，只有在編制完成程序之后才可以看到，而 VB 語言的 最大好處就是開發(fā)者只需按照設計好的進行屏幕布局，使用軟件的自帶功能模塊可以在屏幕上直接畫出各種控件，并定義好所有的圖形屬性。 VB 中的工程由類似于 Windows 窗口有控件、有代碼的窗體和無用戶界面的代碼模塊組成，而模塊里包含一個個代表過程的子函數(shù)，可供調用。再使用 VB 的 API 功能調用和控件調用，實現(xiàn)對模擬量輸入或者輸出、數(shù)字量輸入或者輸出還有計數(shù)等 功能。對于非計算機專業(yè)的工程技術人員掌握和使用起來非常合適。運用 VB 開發(fā) Windows 環(huán)境下的工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集軟件也比較簡易。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 41 頁 表 32 導軌的精度等級 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 30 頁 共 41 頁 第 4 章 基于板卡的 VB 程序調試與應用 VB 數(shù)據(jù)采集概述 VB 屬于微軟公司開發(fā)的 Windows 環(huán)境下的編程語言，使用方便，開發(fā)效率高，容易上手?？紤]到導軌精度和長度方面的要求，本次設計決定選取 MGN 系列的導軌。因為選取的導軌必須滿足導軌直線度小于定位精度的 1/3 (約為 )。 要設計的盤類零件 HUB 專用機器人 Y 軸進給機構需要承受的載荷不大，但需要較高的定位精度，盡可能小的脈沖當量。它與滑動導軌相比，具 有靈敏江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 28 頁 共 41 頁 性高、摩擦阻力較小，且其動摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)差距很小等優(yōu)越性。所以不適合應用在本次設計當中。承載油膜具有良好的吸震性，低速下不易產(chǎn)生爬行。 （ 2）靜壓導軌：其形式主要是將具備相應壓力的油液，經(jīng)過節(jié)流器運送到油腔當中，從而形成具有一定承載能力的油膜，將相互接觸的導軌面隔開，實現(xiàn)液體摩擦的形式被稱為靜壓導軌。它具備結構不復雜、操作簡單、剛度良好、抗震性能高等特征。本次設計的導軌選用直線運動導軌，直線運動導軌根據(jù)接觸面的摩擦性質可以被分為滑動導軌、靜壓導軌和滾動導軌三大類。本次設計使用型號為 LK8803236 的新式固 定式的定位螺絲梅花聯(lián)軸器。 由于這里的伺服電機和絲杠的軸在同一直線上具有很好的對中性，但存在軸向位移，而梅花型聯(lián)軸器（如圖 39 所示）不僅具有較大的軸向、徑向和角向補償能力，還具有徑向尺寸小、減振、緩沖、承載能力較高、不用潤滑、維護方便、轉動慣量小等特點，適用于中高速場合。這要求我們設計聯(lián)軸器時，首先要從結構上采取各種措施來使之 具有一種能適應一定范圍的相對位移能力。單列 角接觸球軸承 選用 SH 品牌的7002AC/C 型號，同樣其 內(nèi)徑 為 15mm， 外徑 32mm， 厚度 9mm。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁 共 41 頁 圖 37 滾動軸承分類 本次設計使用一個深溝球軸承和 2 個單列角接觸球軸承，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 ）。因此，一方面可以選用在內(nèi)圈與軸或者外圈與軸承孔之間采用間隙配合，另一方面也可以內(nèi)圈或外圈無擋邊的軸承，以保證軸承游動方式。 軸向游動。 安裝與拆 卸。 摩擦力矩。如果同時還要求調心性能，則可以選用推力調心滾子軸承。例如安裝對中性差且存在殼體或軸變形大的情況，可以選用調心滾子袖承或者調心球軸承。 軸承工作轉速。 旋轉精度?？赏ㄟ^適當“預緊’ 提高軸承的剛性。所以本次設計中采用滾動軸承，選擇滾動軸承的類型要考慮多種因素，可參考化學工業(yè)出版社第五版第二卷表 721 和表 723 以及根據(jù)下列幾個主要因素進行綜合考慮。 5防塵密封圈 。 2一軸承 。其分布方式，如圖 36 所示。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 共 41 頁 圖 34 兩端固定 圖 35 一端固定，一端鉸支 滾珠絲杠必須進行潤滑，可采用潤滑油或者鋰基油脂，同時要對其進行防塵密封處理。如使用接觸式或非接觸密封墊圈、螺旋式彈簧鋼帶等，用來防止硬性雜質或者塵土落入絲杠。一側固定，一側鉸支方式。 圖 33 滾珠絲杠 BSSC（ k） 2505 兩端固定方式如圖 34 所示。兩側固定方式的結構筒單、軸向剛度小、適合并用在對位移精度和剛度要求都不高的中等回轉速度的滾珠絲杠上。 滾珠絲杠固定方式有兩端固定 , 一端固定、一端自由，兩側鉸支以及一側固定、一側鉸支四種。由于滾珠絲杠傳動副主要為標準件，所以在滿足其臨界轉速和額定動載荷后。而在明確螺距 t 時，通常情況下，絲杠的剛度要求和承載能力必須被考慮。所以本次畢業(yè)設計采用此種預緊方法，來使螺母產(chǎn)生軸向位移，施加預緊力。 表 31 內(nèi)循環(huán)方式比較 滾珠絲杠螺母副有多種預緊方法，其方法都是使兩個螺母生出軸向位移，旋加預緊力從而將它們之間的間隙消除。而內(nèi)循環(huán)式又分為浮動式和固定式。其缺點是它的結構復雜因此制造較困難，價格較高，而且不能用于多線螺紋傳動。但由于其滾道接縫處沒辦法制作盡量光滑，所以極易對滾珠滾動的平穩(wěn)性產(chǎn)生影響，嚴重時甚至會發(fā)生卡珠現(xiàn)象，且外循環(huán)式噪聲很大。 滾珠絲杠螺母副在結構上，有兩種情況：循環(huán)時，滾珠有的時候會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。3滾珠 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 41 頁 滾珠絲杠副的特點有： （ 1）摩擦損失小，傳動效率高，可達 ； （ 2）絲杠螺母之間預緊后，可以完全消除間隙，提高傳動剛度； （ 3）摩擦阻力小，幾乎與運動速度無關，動靜摩擦之差極小，可以使運動保持平穩(wěn)，在低速時不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 圖 32 滾珠絲杠副的組成和主要尺寸關系 1一滾珠絲杠 。所以選用滾珠絲杠副。 所以整體結構的選用可被分割為以下幾個方面： (1)工作臺進給運動采用滾珠絲杠螺母副結構； (2)滾珠絲杠支撐方式采用一端固定， 一端鉸支； (3)伺服電機與滾珠絲杠間采用聯(lián)軸器連接； (4)支承軸承選用一個深溝球軸承和 2 個并列的角接觸球軸承。另外各零件在空間的合理分布可以減小傾覆力矩。在滿足強度和剛度的條件下，零部件可盡量選擇輕質材料。為了達到讓運動過程更為可靠，各配合件、連接件之間的摩擦力更小的目的，所以，進給運動的機械結構一般需要有傳動系統(tǒng)的精度和剛度好、盡量減小運動慣量，具有適當阻尼、消除系統(tǒng)中的間隙等特點。 圖 31 模塊化設計思路流程 對于專用機器人來說，執(zhí)行元件的執(zhí)行位置精度直接 受到傳動精度的影響。因為模塊化的設計可以很好地處理規(guī)格、設計周期以及產(chǎn)品品種之間的需求。本次設計的盤類零件 HUB 機器人 Y 軸傳動系統(tǒng)，顯然是從實用的角度考慮，而作為實用的角度性價比也要盡量高，這就要求我們要盡量使用標準件，減少非標件，以達到盡可能減少成本的目的。 根據(jù)伺服驅動器使用說明書對主電路連接方式接線接法（如圖 21）的介紹，本次使用的畢業(yè)設計實際接法如圖 210 所示。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 41 頁 圖 29 主電路三種主要接線方式 考慮到實驗室基本情況我們采用單相三線制 的接線方式使用 220V 交流電壓，這種接線方式將安全性作為首要考慮因素，其次是考慮使用情況。 因為三相五線制是最安全的接線方式且也是國家規(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。依靠分裂導線可以降低線路電抗以及電暈損耗，多根線拼在一起作為一個相線時，三相交流發(fā)電機向外供電的方式是通過三個繞組的始端引出三根火線。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。 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。在三相系統(tǒng)中，三相平衡時，零線（中性線）不存在電流的，所以才會被稱作三相四線制；不論中性線還是保護接地線，在用戶側都需要采用重復接地，以提高安全性。在低壓配電網(wǎng)中，一般輸電線路會使用該電路。零線與 PE 線的本質區(qū)別在于： PE 線僅僅起保護作用，而零線則需要形成回路。其中，為了保證用電安全， PE 線則被專門用來接到類似器件外殼等方面，作為保護地線使用。出于安全性角度考 慮，目前很多場所基本上都被要求采用該種配電方式。 圖 26 CN1 口接線方式 以下是位置控制模式下 CN1 對應接口示意圖（圖 27）： 圖 27 CN1 接口標示 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 共 41 頁 以下是 CN1 部分接口對應功能（表 22） : 表 22 CN1部分接口標示含義 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 共 41 頁 以下是 CN1 接口對應含義（表 23）： 表 23 接口標示全注 圖 28 控制電路接線圖 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 41 頁 根據(jù)以上位置控制模式信號連接圖以及 CN1 接口及接線圖設計所需要實現(xiàn)功能的控制電路連接原理圖，如圖 28。其余接線與 J1 模塊相連接。 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 控制電路圖設計 本設計使用 AMPCI9102 數(shù)據(jù)采集卡通過 J1模塊連接伺服驅動器 CN1 口，同時與變頻器相連?？偟膩碚f，其主要區(qū)別是差動方式的頻率要高些，接線距離可以遠些，抵抗干擾的能力更強一些，對應的定位模塊，價格也會偏高一些。按共模負反饋的形式被分為兩種類型。 而差分放大電路可以抑制共模信號并且放大差模信號，通過電路參數(shù)的負反饋作用以及對稱特性，可以使靜態(tài)工作點穩(wěn)定。其取決于三極管基級所連接的集成電路，通過使它的發(fā)射極接地，集電極開路而輸出。 圖 24 伺服驅動器全部接口標示 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（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動方式。 圖 22 位置控制模式信號連接 表 21 數(shù)據(jù)采集卡與 CN1的連接 江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 共 41 頁 圖 23 CN1接口及接線圖 此伺服放大器 MELSERVOJ3 共有 7 個連接口分別為 CN1， CN2， CN2L,CN3， CN4， CN5 ，CN6 接口。本實驗控制方式采用正邏輯、脈沖串 +符號，因此，設定參數(shù) PA13 為 0001H，見圖 25 所示。 位置控制模式的控制信號有多種指令輸入形式，可以通過設定參數(shù) PA13 指定。 當參數(shù) PA01 為 0001H 時，可進行位置 /速度切換；當參數(shù) PA01 為 0003H 時，可進行速度 /轉矩切換；當參數(shù) PA01 為 0005H 時，可進行轉矩 /位置切換。 MRJ3A 伺服驅動器不同的控制模式的控制信號接口 CN1 有其不同的連接方法，本次設計采用位置控制模式，其信號連接狀態(tài)如圖 22 所示。該模式下可以對速度進行限制，此功能可用于張力調控等場所，可以防止無江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 41 頁 負載時電機速度過高的現(xiàn)象。 通過外部模擬量輸入或參數(shù)設置的方式調整可以實現(xiàn)對轉矩的限制。另外該模式還可以使用最大 1Mpps 的高速脈沖串，使其對轉動方向以及速率兩個因素實施命令，進而實現(xiàn)高分辨率的高精度定位。 (2)位置控制模式 : 該模式具有位置平滑功能，它可以根據(jù)機械情況從既有的兩種模式中進行選擇。 (1) 速度控制模式 通過參數(shù)設置的內(nèi)部速度指令或外部模擬速度指令可以對伺服電機的速度和方向進行高精度的平穩(wěn)控制。 由于交流伺服電機在數(shù)控機床中被當做執(zhí)行元件，所以轉子速度的變化需要能夠很好地反映控制信號，當沒有控制信號時轉子就不轉動，而當它在轉動時，假如控制信號突然消失，轉子就要隨之迅即停止。 伺服放大器在安裝好電池后就可保持絕對位置檢測功能 。此伺服放大器可以自動調整伺服的增益。本伺服放大器不僅可以用于普通工業(yè)機械和機床的高精度定位以及平滑的速度控制同時還可以用于線控制和張力控制等領域，其應用渠道十分廣闊。江蘇理工學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁