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工作台直流伺服系统控制部分(一)

2015-12-27 01:01

目 录

任务书 1
摘 要 5
ABSTRACT 6
前 言 7
第一章 工作台的机械设计部分 9
1.1选择滚珠丝杠副 9
1.1.1 滚珠丝杠副传动机构的工作原理 9
1.1.2 滚珠丝杠副的特点 9
1.1.3 滚珠丝杠副的安装 10
1.1.4 根据已知条件设计滚珠丝杠副 11
1.2 选择减速器 14
1.3　伺服电机的选择 14
1.3.1 执行元件的特点 14
1.3.2  直流伺服电机 14
1.4　联轴器的设计 16
⒈4.1 联轴器的特点 16
1.4.2减速器与电机间的联轴器的设计 16
1.4.3  减速器与丝杠间的联轴器设计 17
1.5  滚动轴承的设计 17
1.6 导轨的设计 18
1.6.1  导轨的特点 18
1.6.2 导轨的基本要求 18
1.6.3 根据要求设计导轨 19
1.7  机床工作台即总体结构设计 20

第二章  工作台的控制设计部分 21
2.1  闭环控制的伺服系统设计 21
2.1.1 关于伺服系统 21
2.1.2 闭环伺服系统的设计 23
2.2  调速系统的设计——闭环脉宽直流调速 24
2.3  检测系统的设计——光栅 29
2.3.1  数字信号检测系统组成 29
2.3.2  多路信号采集细分 29
2.3.3　检测信号的采集与预处理 32
第三章  接口设计 34
3.1  接口的功能与分类 34
3.2 信息采集接口 35
3.2.1  ADC0809的结构 35
3.2.2  ADC0809的接口设计 37
3.3  控制输出接口 38
3.3.1  DAC0832结构 39
3.3.2  D/A输出接口电路设计 40
第四章 结 论 41
结 束 语 42

致 谢 43
参考文献 43
附 录 44
附录1： ADC0809的程序设计 44
附录2：8031的执行程序 44

 

 

摘 要
   
 设计的目的是设计一个工作台的控制部分。要求是切削力是15千克，工作台的重量是10千克，伺服系统的执行元件为直流伺服电机，伺服系统为闭环伺服系统，单坐标，脉宽调速，工作台的行程为300毫米，工作台传动精度为±0.03毫米,检测元件为光栅，其每个计数脉冲代表的位移量是0.005毫米。
 本设计包括两大部份，第一部分为工作台的机械设计。根据给定的工作台的切削力、传动精度、行程等确定丝杠为滚珠丝杠副FC1-2004-2.5,由丝杠的尺寸及转矩，选择减速器为XB1-50型的谐波减速器，本根据谐波减速器的输入力矩尺寸及减速比，选择伺服电机为直流伺服电机110SZ07，其转速为10000rpm，然后设计元器件间的联轴器，包括减速器与电机轴间的半圆键套筒联轴器、减速器与丝杠间的平键套筒联轴器，设计轴承，导轨为HJG-D25的滚动导轨，及工作台的总体结构。
 第二部分为工作台的控制部分。伺服系统为闭环直流伺服系统，调速系统为闭环脉宽调速系统，检测系统为矩形光栅，最后设计接口设计，接口设计主要是机电接口的设计。
 
关键词：单坐标，直流伺服电机，脉宽调速，闭环，矩形光栅

 

ABSTRACT

 In this paper, a part of controlling of plates is designing. The cutting force demanded is 15 kg. The weight of the plates is 10 kg. The appliance of servo system which is closed loop servo system is direct current servo electromotor. The servo system whose velocity is modulated by the width of pulse(PWM) is single coordinate. The unilateral maximum length of excursion of plates is 300 mm. The transmission precision of plates is ±0.03 mm. The inspect appliance is rectangular raster, whose each pulse taken count of represents 0.05mm placement

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 In the first part, in the basis of the cutting force , the transmission precision , the excursion and so on which are demanded , we can confirm the thread bar whose type is ball bearing thread bar FC1-2004-2.5 . Then basing the selective thread bar, we can select the speed reducer whose model is XB1-50 . Basing the selective harmonies waves speed reducer ,we can confirm the servo electromotor whose type is 110SZ07 . Then we can design the spindles of every component ,which conclude the spindle of between the speed reducer and electromotor axis, which is a round bond sleeve spindle and the spindle between the speed reducer and the thread bar, which is flat bond sleeve spindle , the bearing , the track whose type is roll track HJG-D25, and the collective structure of the plate.
 In the second part, first, we can design the servo system, which is closed loop direct current servo system. Second, we can design the speed modulated system, that is PWM. Third , we can design the inspect system ,w